第一章地下水基本知识

《地下水科学概论》一、名词解释。

第一章地下水分布1. 地下水：分布在地下岩石空隙之中的水。

2．岩石的透水性：岩石允许水透过的能力。

3. 结合水：由于固体颗粒表面的静电作用而吸附在颗粒表面的水。

4. 重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。

5. ★☆毛细水：在毛细力作用，水从地下水面沿着细小空隙上升到一定高度，形成一个毛细水带6. 支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。

7．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。

8. 悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。

9. 空隙：地下岩石中没有被固体颗粒或固体骨架占据的那一部分空间。

10. 多孔介质：含有空隙的固体称为多孔介质。

11．孔隙：松散的（或未固结的）固体颗粒之间或颗粒集合体之间的空隙。

12．★孔隙度：某一体积的孔隙介质中孔隙体积与孔隙介质体积之比。

13. ★孔隙比：某一体积孔隙介质内孔隙体积与固体颗粒体积之比14. 有效空隙：相互连通而能使水流通过的孔隙称为有效空隙。

15. 孔隙介质的比表面积：一定体积的孔隙介质中所有颗粒的总面积与孔隙介质体积之比。

16．裂隙：固结的和坚硬的岩石在成岩过程中或成岩以后由于受到一些地质营力的作用而形成的沿一定平面方向展布的空隙。

17．★裂隙率：一定体积的裂隙介质内裂隙的体积与裂隙介质体积之比。

18．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。

19．岩溶率：一定体积的岩溶介质内溶穴的体积与岩溶介质体积之比。

20. ☆容水度：一定体积的多孔介质完全被水饱和时所能容纳的水的体积与多孔介质体积之比。

21．★持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。

22. ★☆给水度：一定体积的饱水多孔介质在重力作用下释放出的水体积与多孔介质体积之比（重力给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积）。

地下水的基本知识1.地下水的概念地下水是指以各种形式埋藏在地壳空隙中的水，包括包气带和饱水带中的水。

地下水也是参于自然界水循环过程中处于地下隐伏径流阶段的循环水。

地下水是储存和运动于岩石和土壤空隙中的水，那么地下水必然要受到地质条件的控制。

地质条件包括岩石性质、空隙类型与连通性、地质地貌特征、地质历史等。

地下水环境是地质环境的组成部分，它是指地下水的物理性质、化学成分和贮存空间及其由于自然地质作用和人类工程——经济活动作用下所形成的状态总和。

2.地下水的埋藏条件岩石和土体空隙既是地下水的储存场所，又是运移通道。

空隙的大小、多少、连通性、充填程度及其分布规律决定着地下水埋藏条件。

根据成因可把空隙区分为孔隙、裂隙与溶隙三种，并可把岩层划分为孔隙岩层(松散沉积物、砂岩等)、裂隙岩层(非可溶性的坚硬岩层)与可溶岩层(可溶性的坚硬岩石)。

孔隙岩层中的空隙分布比裂隙可溶岩层均匀，溶隙一般比孔隙、裂隙岩层中的空隙规模大。

这三种空隙的大小分别以孔隙度、裂隙率与岩溶率表示，即某一体积岩石中孔隙、裂隙和溶隙体积与岩石总体积之比，以百分数表示。

岩石空隙中存在着各种形式的水，按其物理性质可分为气态水、吸着水、薄膜水、毛细水、重力水和固态水。

此外，还有存在于矿物晶体内部及其间的沸石水、结晶水与结构水。

水文地质学所研究的主要对象是饱和带的重力水，即在重力作用支配下运动的地下水。

岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。

空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。

将岩石空隙作为地下水储存场所和运动通道研究时，可分为三类，即：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴。

(1)孔隙。

松散岩石是由大小不等的颗粒组成的。

颗粒或颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。

岩石中孔隙体积的多少是影响其储容地下水能力大小的重要因素。

孔隙体积的多少可用孔隙度表示。

孔隙度是指某一体积岩石(包括孔隙在内)中孔隙体积所占的比例。

第一章基本知识一、地下水的起源降水渗入地下形成的地下水，称为渗入水。

但是降水的渗入并不是地下水的唯一来源。

部分地下水的成因，无法用降水渗入解释。

干旱的沙漠地区，降雨稀少，有时整个夏季都不下一滴雨，但在沙丘中仍可以见到水汽凝结形成的地下水，即凝结水。

当地面温度低于空气的温度时，空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙中，在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。

还有一部分地下水既不是渗入水，也不是水汽凝结形成的，而是由岩浆中分离出来的气体冷凝形成，这种水是岩浆作用的结果，称为初生水。

此外，与沉积物同时生成或海水渗到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水，称为埋藏水。

在渗入水、凝结水、初生水、埋藏水等成因的地下水中以渗入水最为常见。

二、地下水的赋存1、岩石中的空隙自然界中的各种岩石，不论是松散层的第四系沉积物，或是坚硬致密的基岩，都存在着大小不等、形状各异的空隙。

自然界岩石的空隙差异极大，规律大者如可溶岩中的地下厅堂，可达数十万立方米；最小的显微孔隙和劈理，连肉眼也难以辩认。

岩石空隙差异如此之大，与其不同的成因有关。

根据成因可将空隙分为三大类：孔隙、裂隙、溶隙（穴）。

地下水就存在于岩石的空隙中，空隙越发育，储存的地下水就越多，地下水的运动越通畅。

因此，岩石中的空隙，不仅是储水空间，又是地下水的运移通道。

孔隙存在于松散沉积物或未完全胶结的岩石颗粒与颗粒之间或颗粒集合体与颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。

这些空间相互连通，呈小孔状，储水空间为孔隙的地下水称为孔隙水。

裂隙裂隙就是坚硬岩石形成时或形成以后由于各种内外营力的作用，使岩体遭受破坏而形成的空隙。

岩石在成岩过程中，如岩浆岩的冷凝收缩或沉积岩的固结干缩作用都可产生裂隙（成岩裂隙）；岩石在形成后由于构造变动受力可产生构造断裂裂隙（构造裂隙）；或经受风化作用产生风化裂隙（风化裂隙）。

储水空间为裂隙的地下水称为裂隙水。

溶隙可溶性岩石（如盐岩、石膏、石灰岩、白云岩等）经地下水的溶蚀和机械冲蚀作用产生的空隙，称之为溶隙，也称为溶穴。

第一章地下水的基本知识第一节地下水的赋存条件一、自然界中水的循环及地下水的来源自然界中的水，以气态、液态和固态分布予地球的大气圈、水圈和岩石圈中。

各相应圈中的水，分别被称为大气水、地表水和地下水。

自然界中的总水量约为138598万km3，其中大气圈中水量为1．29万km3。

，水圈中(包括海洋、河流、湖泊等)水量为136257万km3，岩石圈水量为2340万km3。

大气圈、水圈、岩石圈中的水，彼此之间都有着密切的转化关系，这种关系主要是通过水的循环来实现的。

所谓自然界水循环，是指在太阳热能作用下，冰自水面(洋面、海面、河湖面)、地表和植物叶面由液态转变为气态进入大气中，在一定条件下大气中的水蒸气凝结成雨或雪又降落到地表。

降落到地表的水，一部分蒸发重返大气中，另一部分则汇到地表的河湖中，还有一部分沿着岩石空隙渗入到地下形成地下水。

地下水在岩层中运动遇到适当的条件又流出地表转变为地表水，最终绝大多数流归大海，这样即完成了一次水循环，这种海洋、陆地之间的循环称为大循环或外循环。

若水自海洋表面蒸发又复降至海洋表面，或水从陆地上的河湖水面、地表和植物叶面蒸发(或蒸腾)又降落到陆地表面，则完成一次局部的循环。

这种循环只局限于海洋或陆地本身之间的循环过程，通常称为小循环或内循环。

水循环的具体情况如图1—1所示。

图1-1 水循环示意图大循环是全球性的，主要受全球气候的控制；小循环是地区性的，一般受局部气象因素控制。

总之，自然界各类水体的转化是通过循环实现的，水循环是地球上各类水体得以实现动态平衡的保证。

自然界中的水，就是这样密切联系相互转化运动着。

大气水和地表水在一定条件下才渗入地下转化为地下水，从而使地下水获得水量，这个过程被称为地下水的补给。

正因为地下水不断地获得补给，所以才能不断地在岩石空隙中运动，这个过程称为地下水的径流。

而地下水水量减少的过程，则是地下水的排泄。

地下水的补给、径流和排泄及其变化的全过程，称为地下水的形成。

地下⽔基础知识（史上最全）地下⽔基础知识（史上最全）地下⽔(ground water)，是指赋存于地⾯以下岩⽯空隙中的⽔，狭义上是指地下⽔⾯以下饱和含⽔层中的⽔。

在国家标准《⽔⽂地质术语》(GB/T 14157-93）中，地下⽔是指埋藏在地表以下各种形式的重⼒⽔。

⽬录：⼀、地下⽔的来源和赋存形式1.地下⽔的来源2.岩⽯中的孔隙和⽔分3.岩⽯中⽔存在的形式4.与⽔分的储存和运移有关的岩⽯性质⼆、地下⽔及其分类1.基本概念2.地下⽔分类三、包⽓带、饱⽔带、含⽔层与隔⽔层1.基本概念2.含⽔层类型划分3.上层滞⽔和潜⽔4.层间⽔（承压⽔）5.潜⽔和承压⽔（层间⽔）⽐较地下⽔的来源和赋存形式|⼀、地下⽔的来源1.渗⼊⽔2.沉积⽔3.再⽣⽔4.初⽣⽔5.有机成因⽔|⼆、岩⽯中的孔隙和⽔分1.岩⽯中的孔隙：孔隙、裂隙和溶孔2.有关孔隙度的⼏个基本概念孔隙：组成松散岩⽯颗粒或颗粒集合体之间的间隙；裂隙：应⼒作⽤下坚硬岩⽯破裂变形产⽣的。

可分为成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙；溶孔（洞）：可溶的沉积岩在地下⽔溶蚀下产⽣的空洞；孔隙度Φ：某⼀体积V岩⽯中孔隙体积Vn所占⽐例Φ=Vn/V裂隙率Kr：裂隙体积Vr与包括裂隙在内的岩⽯体积V的⽐值Kr=Vr/V熔岩率K：溶洞的体积Vk与岩⽯总体积V的⽐值K=Vk/V3.影响孔隙度⼤⼩的因素颗粒的排列⽅式：⽴⽅体排列紧密，孔隙度⼤；四⾯体排列，松散，孔隙度⼤;颗粒分选程度：分选好，孔隙度⼤；分选差，颗粒⼤⼩悬殊，细⼩颗粒充填于粗⼤颗粒之间，孔隙度降低;颗粒形状：颗粒形状不规则--排列松散--孔隙度⼤粘性⼟的结构和次⽣孔隙：带电粘粒--聚合--结构孔隙--孔隙度增⼤--次⽣孔隙（⾍洞、根孔、⼲裂缝）发育--孔隙度增⼤。

孔隙的特点4.岩⽯中的各种裂隙1-分选良好，排列酥松的砂；2-分选良好，排列紧密的砂；3-分选不良的，排列紧密的砂；4-经过部分胶结的砂岩；5-具有结构性孔隙的黏⼟；6-经过压缩的黏⼟；7-具有裂隙的岩⽯；8-具有溶的可溶岩|三、岩⽯中⽔存在的形式1.⽓态⽔：以⽔蒸⽓的形式储存在地下的⽔；2.固态⽔：指岩⽯中温度在0℃以下的重⼒⽔。

地下水的分类特点及运移规律（第一章）地下水的分类、特点及运移规律第一节地下水的类型及其特征埋藏在地表以下岩石(包括土层)的空隙(包括孔隙、裂隙和空洞等)中的各种状态的水称为地下水。

地下水这一名词有广义与狭义之分。

广义的地下水是指赋存于地面以下岩土空隙中的水；包气带及饱水带中所有含于岩石空隙中的水均属之。

狭义的地下水仅指赋存于饱水带岩土空隙中的水。

饱水带中的重力水是开发利用或排除的主要对象。

地下水的运动和聚集，必须具有一定的岩性和构造条件。

空隙多而大的岩层能使水流通过，称为透水层。

贮存有地下水的透水岩层，称为含水层。

空隙少而小的致密岩层是相对的不透水岩层，称为隔水层。

然而，在各种不同情况下，人们所指称的含水层与隔水层涵义有所不同，他们的定义具有相对性。

岩性相同、渗透性完全一样的岩层，可能在有的地方被当作含水层，而在另一些地方被当作隔水层。

即使在同一个地方，渗透性相同的某一岩层，在涉及某些问题时被看作透水层，在涉及另一些问题时则可能被看作隔水层。

含水层、隔水层与透水层的定义取决于运用他们时的具体条件。

地下水受诸多因素的影响，各种因素的组合错综复杂，因此，出于不同的目的或角度，人们提出了各种各样的地下水分类。

但概括起来主要有两种：一种是根据地下水的某种单一的因素或某种特征进行的分类，如按硬度分类、按地下水起源分类等；另一种是根据地下水的若干特征综合考虑进行的分类。

如根据地下水的埋藏条件则可分为包气带水、潜水和承压水。

不沦哪种类型的地下水，均可按其含水层的空隙性质分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。

一、包气带水位于潜水面以上未被水饱和的岩土巾的水，称为包气带水。

包气带水主要是土壤水和上层滞水，如图1—1所示。

(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。