水文地质学基础课件——第三章 地下水的赋存

Ⅱ、不同埋藏条件的地下水：
2.冲积物中的地下水：
水平不足，恳请老师和各 位同学批评指正！
谢谢！！
Ⅰ 、地下水的赋存
3.含水系统：
Ⅱ、不同埋藏条件的地下水：
潜水：具有自由表面 最大特点：水质，水量变化大，因为与大气圈和地表水 圈联系紧密
承压水：两个隔水层之间 最大特点：受隔水层的限制，联系较弱，较稳定。
Ⅱ、不同埋藏条件的地下水：
二、不同地貌下的地下水分布 ——以洪积物和冲积物为例
1.洪积物中的地下水：
？ =孔隙度
透水性：岩石允许水透过的能力→渗透系数K（矢量） 区别：渗透率k(标量）
Ⅰ 、地下水的赋存 二、地下水的赋存：
1.岩石中的空隙：
松散岩石中的孔隙 坚硬岩石中的裂隙 可溶岩石中的溶隙 2.岩石中水的存在形式： 结合水：静电引力、固相表面、吸附水分子 毛细水：支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水 重力水：主研究对象
Ⅰ 、地下水的赋存
3.容水度： ①是个比值 ②水体积／岩石总体积 ③水体积源自岩石完全饱水时所能容纳的最大水体积
持水度： ①。。 ②。。 ③水体积→重力释水之后，岩石中 所保持的水的体积 ④结合水+毛细水
给水度： 地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石 柱体（高为地下水位到地表面）在重力作用下释 水体积。
地下水的赋存和分布
LOGO
Ⅰ 、地下水的赋存
一、一些概念
1.含水层： ①含有水 ②一般自然条件下允许大量水通过 隔水层： ①含有水 ②············不能通过大量水 弱透水层： ①虽允许，但速度慢 ②在大面积范围内，允许 不透水层：既不含水，也不允许水通过。
2.饱水带：所有空隙全被水占据 包气带：空隙被水和气体两种物质占据。

由某时刻潜水位相等的各点连线组成的图件，称为潜 水等水位线图 。（某时刻潜水面的等高线图） – 确定潜水流向 – 确定潜水面水力坡度 – 确定潜水与地表水的补、排关系 – 确定潜水面埋深 – 分析推断含水层透水性及厚度变化 – 合理布置给排水工程
第 3节
潜
水
第 3节
潜
水
第4节 承压水

基本概念
第2节 包气带和包气带水
• 过渡型：厚度介于两者之间，明显的季节性，即 雨季为簿型，旱季为厚型。
– 包气带水的类型
• 土壤水分：包括 气态水
结合水 毛细水 暂时入渗的重力水（过路重力水）
• 上层滞水：为重力水，在特定的地质条件下分布。
第2节 包气带和包气带水

包气带土壤水分分布规律 均质土在无蒸发和入渗的稳定条件下垂向分布规律。 – 簿型包气带土壤水分分布规律
第4节 承压水
第4节 承压水
– 初见水位(original piezometric surface)：钻进时， 钻孔（井）揭穿承压含水层隔水顶板时所见到的水 位。 – 承压水位（测压水位）(piezometric level,pressure surface)：井中静止水位的高程就 是承压水在该点的测压水位 。 – 承压水面(piezometric surface,pressure-water table) ：承压含水层各点的承压水位所组成的面。 – 承压水头(piezometric head) ：钻孔中静止水位到 含水层顶面之间的距离称为承压 水头。 • 正水头：承压水面高出地面时的承压水头。 • 负水头：承压水面低于地面时的承压水头。 – 自流水与自流区(artesian water,artesian region)： 具有正水头的承压水。自流水的分布区。

孔隙－松散岩层 裂隙－基岩 溶隙（溶穴）－可溶性岩石
空隙性
指岩石空隙的大小、多少、形状、分 布特点以及连通情况等。这些特性 对于地下水的埋藏、分布、运动有 重要的影响。
岩石中的空隙
松散岩层孔隙特点
孔隙率（度）：一定体积岩石（包括孔隙）中孔隙体积所占的比例。
n Vn 100% V
影响松散岩层孔隙度的因素
“理想土”模型
颗粒排列方式和密实程度 颗粒大小和形状 分选程度 土壤结构（单粒、团粒结构） 其他因素：次生裂隙、根孔、虫孔等
裂隙
成岩裂隙 构造裂隙 风化裂隙
裂隙性
裂隙的方向、宽度、延伸方向、充填情况等。 裂隙率
Kr Vr V
溶穴
发生在可溶性岩石之中 具有继承性 岩溶率（溶隙率）
岩石空隙的特性（均匀性、方向性、连通性）
松散岩类：空隙分布均匀、连通性好 基岩裂隙：不均匀、具方向性、不同方向裂隙可形成裂隙网
络 可溶岩溶隙：极不均匀、很强的方向性、容易形成各自的岩
溶水流系统。
按含水介质的地下水分类
层。
支持毛细带 中间带 土壤水带
水文地质学研究的重点是饱水带。但包气 带作为补给通道作用也不容忽视。
地下水赋存
含水层
定义：饱含水的透水层，或能够透过并给出相当数量水的岩 层。
辨异：饱含水的弱透水层（粘土、沿粘土等）；不含水的透 水层（沙漠、被疏干的含水层等）
隔水层
定义：不透水的岩层，或不能透过并给出一定水量的岩层。 辨异：隔水层的相对性，并非完全隔水－弱透水层
下可以进行三种状态的相互转化 全球水文循环是闭合系统，局部为开放系统 水文循环过程伴随着能量的转换和其他物质的运移和聚集

某地潜水等水位线图（平面）
河
河
流
流
由于潜水在重力作用下由高处向低处流动，一般情况下，潜水面不水平，是一个向排泄区微微倾斜的曲面 。 该曲面往往与地表面一致，但起伏比较平缓 。 潜水面首先受地表水文网密度和切割深度的控制。 在地形切割强烈地区，地下水补给河水，潜水面向河道倾斜；在河流的下游，河床往往高于地面，河水位高于潜水位，河水补给潜水，则潜水面向河流外侧倾斜。 潜水面形状还受含水层岩性及过水断面大小影响 含水介质透水性越强，其中潜水水面越缓；介质透水性越差，潜水面越陡。在均质的介质中，当潜水流经较大的过水断面时，其水力坡度变缓。
3.3 地下水分类
孔隙水
裂隙水
岩溶水
包气带
上层滞水
上层滞水
上层滞水
潜水
孔隙潜水
裂隙潜水
岩溶潜水
承压水
孔隙承压水
裂隙承压水
岩溶承压水
上层滞水(a) 、潜水(b)、承压水(c)
a
b
c
一、潜水与潜水含水层概念 潜水：饱水带中第一个具有自由表面的稳定含水层中的水。 自由表面—没有隔水顶板或只有局部隔水顶板，与大气直接相通，除大气压强外不受其它任何附加压强。 稳定—具有一定的空间连续性（范围），以与上层滞水区分。 潜水含水层：赋存潜水的岩层。 建筑房屋时的基坑排水，大堤堤角处的散浸渗漏（潜水）
3.1 包气带与饱水带
3.2 含水层 隔水层 弱透水层
一、基本概念 饱水岩层中，根据岩层给水与透水能力而进行的划分： 含水层（Aquifer）： 是能够透过并给出相当数量水的岩层—各类砂土，砂岩等 隔水层（Aquifuge)： 不能透过与给出水或透过与给出的水量微不足道的岩层——裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密） 弱透水层（Aquitard）： 渗透性很差，给出的水量微不足道，但在较大水力梯度作用下，具有一定的透水能力的岩层——各种粘土，泥质粉砂岩、砂质页岩