第三章地下水的类型及特征

第三章地下水分类及其特征3．1 地下水分类地下水这一名词有广义与狭义之分：a. 广义地下水––––指赋存于地面以下岩土空隙中的水，包括包气带及饱水带岩石空隙中的水（subsurface water––––包括soil water和ground water）。

b. 狭义地下水––––指赋存于饱水带岩土空隙中的水（ground water）。

长期以来水文地质学着重研究饱水带中的重力水。

现在开始重视包气带水的研究。

因为人们认识到在“三水”（大气水、地表水、地下水）转化过程中包气带是必经之路。

由于埋藏条件，含水介质类型对地下水水量、水质的时空分布有决定意义，所以按埋藏条件和含水介质（空隙）类型对地下水进行划分：1．按埋藏条件：包气带水、潜水、承压水；2．按含水介质（空隙类型）：孔隙水、裂隙水、岩溶水；3．综合分类（见P27：表3–1地下水分类表）。

如：孔隙潜水，孔隙承压水。

大 气3．2 包气带与饱水带地下水面以上称为––––包气带，或非饱和带（unsaturated zone)。

地下水面以下称为––––饱水带，或饱和带（saturated zone ）。

地下水面输送水分，获得补给。

雨季，包气带中的水以下渗为主，雨后，通过蒸发与植物蒸腾向大气圈排泄。

包气带是饱水带与大气圈联系的必经之路。

饱水带通过包气带获得大气降水和地表水的补给，又通过包气带蒸发与蒸腾排泄到大气圈→参与水循环。

饱水带岩石空隙全部为液态水所充满。

水体是连续分布的，能够传递静水压力，在水头差的作用下，可发生连续运动。

饱水带中的重力水––––是开发利用或排除的主要对象。

书上内容：包气带水主要是土壤水和上层滞水。

(一)土壤水埋藏于包气带土壤层中的水，称土壤水。

主要包括气态水、吸着水、薄膜水和毛管水。

靠大气降水的渗人、水汽的凝结及潜水由下而上的毛细作用补给。

大气降水向下渗入，必须通过土壤层，这时渗入的水一部分保持在土壤层中，成为所谓的田间持水量(即土壤层中最大悬着毛管水含水量)，多余的部分呈重力水下渗补给潜水。

第三章地下水中的无机化学成分地下水是一种复杂的溶液，地下水中含有70多种元素，地下水中的无机化学成分，按其存在形式和数量可分为四组：（1）大量组分一般含量大于100mg/L，主要是常规的离子形式，Cl－、SO2－4、HCO－3、CO3－、Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋等，另外H+、、NH4+、NO2－、NO3－、H3SiO4－Fe3+、Fe2+等也列入大量组分。

大量组分决定水化学类型。

（2）微量组分一般含量小于10mg/L，常见的是Br、I、F、B 、Mo 、Li 、Cu、Pb 、Zn、P、As、Sr、Ba 、Ni 、Co等数十种。

微量组分不决定水化学类型。

（3）放射性组分U 、Th、Ra、Rn等。

（4）气体组分N2、O2、CO2、CH4、H2S、H2等。

第一节地下水中的大量组分一、氯离子（Cl－）1、迁移性能Cl－具有很强的迁移性能，其原因有三个方面：（1）不形成难溶化合物，Cl－离子与水中大量组分的阳离子（K、Na、Ca、Mg）所形成的化合物溶解很大，例如，30o C时，CaCl2=1020mg/L，NaCl=361.5mg/L，MgCl2=553mg/L。

（2）不被胶体所吸附。

（3）不被生物所吸附。

2、分布规律地下水中的Cl－含量从几mg/L至100mg/L以上均有。

地下水中的Cl－含量随地下水矿化度的增高而增高。

在高矿化度水中，占阴离子首位，形成氯化物水。

3、来源主要有三个方面：（1）有机来源：三废水、化肥、农药、动物及人类的排泄物。

（2）无机来源：盐矿、含盐的沉积物、岩浆岩中含Cl矿物、火山喷出物等。

（3）大气降水：二、硫酸根（SO42－）1、迁移性能迁移性能较强，仅次于Cl －。

SO 42－的迁移性能受下列四个因素控制： （1）水中SO 42－易与Ca 2＋、Ba 2＋、Sr 2＋等离子形成难溶盐。

（2）热带潮湿地区土壤中的Fe(OH)2－、Al(OH)22＋胶体可以吸附SO 42－。

水文地质学§3.1包气带与饱水带§3.1包气带与饱水带§3.1包气带与饱水带§3.2 含水层含水层、、隔水层与弱透水层区别区别：：含水层与透水层、隔水层与弱透水层含水层、§3.2 含水层含水层、、隔水层与弱透水层§3.2 含水层含水层、、隔水层与弱透水层§3.3地下水分类§3.3地下水分类§3.3地下水分类§3.3地下水分类表3－1 地下水分类表组成构造盆地、向斜构造或单斜断块的被掩覆的岩溶化岩层中的水组成构造盆地、向斜构造或单斜断块的被掩覆的各类裂隙岩层中水山间盆地及平原松散沉积物深部的水承压水裸露于地表的岩溶化岩层中的水裸露于地表各类裂隙岩层中的水各类松散沉积物浅部的水潜水裸露岩溶化岩层上部岩溶通道中季节性存在的重力水裂隙岩层潜部季节性存在的重力水及毛细水土壤水，局部粘性土隔水层上季节性存在的重力水（上层滞水）、过路重力水及悬留毛细水包气带水岩溶水裂隙水孔隙水含水介质类型埋藏条件§3.4上层滞水二、形成上层滞水的条件二、形成上层滞水的条件§3.4上层滞水§3.4上层滞水§3.5潜水潜水示意图§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.6 承压水§3.6 承压水图3—6 基岩自流盆地中的承压水2005.5.3趵突泉胜景§3.6 承压水潜水和承压水对比潜水承压水1、基本定义在饱水带中第一个具有自由水面的含水层中的地下水的含水层中的地下水。

充满于两个隔水层之间含水层中的地下水的地下水。

2、要素一个隔水底板一个隔水底板一个隔水底板，，一个隔水顶板一个隔水顶板。

潜水面测压面潜水位测（承）压水位含水层厚度含水层厚度：：水面水面～～隔水底板含水层厚度含水层厚度：：隔水顶底板之间距离。

地层中的水分类
地层中的水主要可以分为以下几类：
1. 浅层地下水：潜藏在地表以下第一个不透水层以上的地下水，其水面称为地下水位。

由于经过地层的渗滤，这种水质的物理性状较好，浑浊度小，细菌数也较少。

然而，在流经地层的过程中，它可溶解各种矿物盐类，使水质变硬。

此外，由于水中溶解氧被土壤中的生物化学过程所消耗，所以水中氧含量较低。

2. 深层地下水：位于第一个不透水层以下的地下水。

由于地层起伏不平，含水层内水位不同，某些深层地下水可受有压力，形成承压地下水。

这种水因受压力大，能沿井管涌出水面，也被称为自流井。

深层地下水由于覆盖地层厚，不易受地面污染，所以水质透明无色、水温恒定、细菌数较少、盐类含量高、硬度高，且水量较稳定，常作为城镇集中式供水水源。

3. 泉水：由地表缝隙自行涌出的地下水。

以上信息仅供参考，如需获取更多详细信息，建议查阅地层水方面的书籍或咨询地质学家。

探放水工培训教案第一章：探放水工概述1.1 探放水工的定义1.2 探放水工的工作内容1.3 探放水工的重要性第二章：水文地质基础知识2.1 地下水的类型及特征2.2 地下水流动的基本规律2.3 地下水对工程的影响第三章：探测仪器与设备3.1 探测仪器的分类与功能3.2 探测仪器的使用与维护3.3 探测设备的工作原理及操作方法第四章：探测方法与技术4.1 地球物理勘探方法4.2 地下水化学勘探方法4.3 综合勘探技术及其应用第五章：放水设计与施工5.1 放水设计的基本原理5.2 放水设计的方法与步骤5.3 放水施工的技术要求与安全管理第六章：探放水资料的整理与分析6.1 探放水数据的收集与整理6.2 地下水位变化的趋势分析6.3 水文地质图的编制与解读第七章：探放水工的安全生产7.1 安全生产法律法规7.2 探放水工的安全操作规程7.3 事故应急预案与救援措施第八章：探放水工的职业道德与职业素养8.1 职业道德的基本原则与要求8.2 职业素养的培养与提升8.3 工作中的沟通与合作技巧第九章：探放水工的技能提升与继续教育9.1 新技术、新方法的应用与学习9.2 探放水工的职业技能培训9.3 继续教育与职业发展路径第十章：探放水工的实际案例分析10.1 典型水文地质案例解析10.2 探放水工程案例分析10.3 案例中的问题与解决策略重点和难点解析重点环节一：水文地质基础知识地下水的类型及特征：理解各种地下水类型的区别和特征，如孔隙水、裂隙水、岩溶水等。

地下水流动的基本规律：掌握达西定律、渗透系数的概念以及地下水流动的模拟方法。

地下水对工程的影响：了解地下水对建筑工程、隧道工程、水利工程等的影响，包括浮力、压力、涌水量等。

重点环节二：探测仪器与设备探测仪器的分类与功能：熟悉不同类型探测仪器（如地震仪、电法仪、钻探机等）的功能和使用场景。

探测仪器的使用与维护：掌握仪器的正确操作方法、校准和维护技巧，以确保探测精度。

第一章地下水自然界的水包括大气水地表水和地下水，彼此密切联系，经常不断相互转化，这种彼此转化的过程就是自然界的水循环。

水在自然界中的循环反映了地球水分不断转化的过程，蒸发、降水和径流是这一过程的主要环节根据岩石空隙的成因不同，可分文：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶隙。

颗粒之间或颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。

岩石中的空隙是地下水储存的场所和运输的通道。

孔隙度（n）是孔隙的体积（V n）与包括孔隙在内的岩石体积（V）的比值。

岩石孔隙度的大小主要取决于岩石颗粒的大小，岩石的密实程度即分选型裂隙主要指固结的坚硬岩石（沉积岩、岩浆岩和变质岩）受力破裂形成的空隙。

岩石中的地下水分为孔隙水、裂隙水和熔岩水可溶性岩石（石灰岩、白云岩等）中的裂隙经水流长期溶蚀扩展而形成的空隙，称为溶隙。

岩石中的水的赋存形式：气态水、结合水、毛细水、重力水、固态水。

气态水:水汽存在于未饱和的岩石空隙中。

结合水：在岩石颗粒的静电吸附能力的作用下，水分子能牢固地吸附在颗粒表面，形成水分子薄膜。

毛细水：赋存在地下水面以上毛细空隙中的水。

重力水：岩石颗粒表面的水分子增厚到一定程度，重力对它的影响大于颗粒表面对它的吸引力，因而能在自身重力影响下运动。

固态水：当岩石的温度低于水的冰点时，储存于岩石空隙中的水便冻结成冰，从而形成固态水。

岩石的水理性质：容水性，持水性，给水性，透水性，含水层和隔水层。

含水层：指能够给出并透过相当数量水的岩层。

含水层不但储存有水，而且水可以在其中运移。

隔水层：指那些不能给出并透过水的岩层，或者这些岩层给出与透过的水的数量是微不足道的。

透水性的大小跟孔隙的大小有关。

岩石颗粒排列越松散越均匀岩石颗粒的空隙直径便越大，地下水受阻力较小，水从中透过的能力越强。

细颗粒土由于结合水占据了大部分空隙，粒间孔隙极小，地下水流动阻力极大，所以透水能力差。

第二章地下水类型地下水按埋藏条件分为上层滞水，潜水和承压水。

第3章水资源量评价1、决定水资源状态的三要素？降水、径流和蒸发是决定区域水资源状态的三要素。

2、地下水形成的基本条件？地下水形成的基本条件是：（1）岩石的空隙性；（2）空隙中水的存在形式；（3）具有储水与给水功能的含水层。

3、地下水的分类？各类地下水的定义及其特点？地下水按埋藏条件分为：上层滞水、潜水、承压水；（1）上层滞水：包气带中局部隔水层之上具有自由水面的重力水。

水量受季节影响特别显著。

（2）潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。

潜水面之上一般无稳定的隔水层，具有自由水面；由潜水位较高处向潜水位较低处流动；潜水通过包气带与地表相连通；潜水的水位、流量和化学成分都随着地区和时间的不同而变化。

（水量较丰富，水体易受污染和蒸发影响。

）（3）承压水：充满于上下两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。

有稳定的隔水顶板存在，没有自由水面，水体承受静水压力。

地下水按含水层的空隙性质分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。

（1）孔隙水：疏松岩石孔隙中的水。

孔隙水呈层状分布，空间上连续均匀，含水系统内部水力联系良好。

（2）裂隙水：赋存于坚硬、半坚硬基岩裂隙中的重力水。

裂隙水分布不均匀，水力联系不好。

（3）岩溶水：赋存于岩溶空隙中的水。

水量丰富而分布极不均匀。

4、地表水资源数量评价的内容？（1）单站径流资料统计分析；（2）主要河流年径流量计算；（3）分区地表水资源量计算；（4）地表水资源时空分布特征分析；（5）地表水资源可利用量估算；（6）人类活动对河流径流的影响分析。

5、如何推求某一频率下的设计年径流量？1）有实测资料情况下设计年径流量的计算①分析实测资料有无代表性，对少于20年的短系列必须加以延展（可采用相关分析法）；②计算经验频率，绘制经验频率曲线；③计算径流量均值及C v和C s；④用适线法确定理论频率曲线；⑤推求不同设计频率的年径流量。

适线时注意P>50％部分与经验频率点据的符合情况。

2)缺乏实测资料时设计年径流量的计算可借助频率曲线来估算设计年径流量。