第三章 地下水的赋存

1、第三章 地下水的赋存,本章内容：,包气带与饱水带,含水层和隔水层,地下水的分类,潜水 承压水 上层滞水,第一节 包气带与饱水带,一、包气带与饱水带划分 在地表以下一定深度，岩 石中的孔隙被重力水所充 满,形成地下水面,称潜水面。 潜水面以上称包气带， 潜水面以下称饱水带。 二、包气带的结构 土壤水带 中间过渡带 毛细带水,包气带：地表以下，地下水面以上，未被水充满的岩土层。 包气带中地下水的存在形式：气态水、结合水、毛细水和重力水等多种形式。 研究意义： 1、包气带是包水带与大气圈、地表水圈联系的通道； 2、对人类生产影响较大。 三、饱水带 饱水带是岩石空隙全部为液态水所充满,第二节 含水层、

2、隔水层与弱透水层,一、概念 1 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、亚粘土等）； 不含水的透水层（沙漠、被疏干的含水层等） 2 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,二、实际工作中，含、隔水层划分时注意的问题 含、隔水层是相对概念，划分时要根据研究区的需水要求，即考虑岩层所能给出水的数量大小是否具有实际意义。 例：同一目的，同一岩层，在不同地区有不同的划分； 同一地区，同一岩层，不同的目的有不同的划分。 三、弱透水层 指渗透性较差的岩土层，在排供水中，提供较少的水量

3、，在发生越流时 在水头差的作用下，可透过该层。,四、含水层的形成条件 、要有空隙大，且连通性好的储水空间。 、要有有利于地下水储存的地质构造（蓄水构造）。 、要有充足的补给来源。 五、含水层的分类 1、按含水层空间形态分：松散岩层（层状）；坚硬基岩（块状、带状、脉状） 2、按含水介质分：孔隙、裂隙、岩溶 3、按埋藏条件分：潜水含水层、承压含水层 4、按渗透性特征（渗透系数）分： 均质和非均质含水层； 各向同性（如松散岩石构成的孔隙含水层）和各向异性含水 层（如裂隙含水层）。,第三节 地下水分类,一、地下水概念 1.广义地下水： 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

4、液态水和气态水。 2.狭义地下水： 赋存于饱水带岩土空隙中的液态水或重力水。,二、地下水分类,表3-1 按照介质类型和埋藏条件,三、划分意义 1、埋藏条件：含水层岩层在地质剖面中所处的部位及受隔水层（弱透水层）限制的情况。 划分意义：可以了解地下水与外界联系程度，更有利于说明地下水的形成。（补给区、排泄区及动态特征）。 2、含水介质：岩石的空隙类型。 划分意义：含水介质是地下水分布和运移的通道，更有利于说明地下水的分布、富集和运动。目前孔隙水的研究已经很清楚，裂隙水研究还不是很好。,图3-2 地下水类型组合图,一、潜水 1.定义：赋存在地面以下，第一个区域性隔水层之上，而且有自由水面的水称作潜

5、水。 2.特点： 无隔水顶板； 积极参与水循环（补给、排泄）； 动态随季节变化明显； 重力释水； 易受污染； 一般情况下，潜水面与地形起伏相一致,第 四 节 潜 水,二 潜水等值线应用 (1) 可以判断与地表水的关系：补给还是排泄？ (2) 判断地下分水岭的分布位置，与地形是否吻合。 (3) 可以确定潜水面的坡度和潜水水力梯度。 (4) 结合地形图，确定潜水位埋深。 (5) 确定含水层厚度，推断含水层岩性和厚度的变化。 (6) 确定给水和排水工程的位置。,图3-4 潜水等水位线图、平面流向图 图中线条为等水位线，数字为潜水位标高（m），箭头为潜水流向,注释 确定潜水的流向及水力坡度。垂直于等水

6、位线，自高等水位线指向低等水位线的方向即为流向。在流动方向上，取任意两点的水位高差，除以两点间在平面上的实际距离，即为此两点间的平均水力坡度。 确定潜水与河水的互补关系。 确定潜水面埋藏深度。 确定含水层厚度，推断含水层岩性和厚度的变化。当等水位线图上有隔水层顶板等高线时，同一测点的潜水水位与隔水层顶板标高之差即为含水层厚度。等水位线越疏，水力坡度越小，透水性越好，单位距离消耗的能量越小，含水层厚度越大。 确定给水和排水工程的位置。合理布置水井和其它集水建筑物，水井应布置在地下水流汇集的地方，排水沟（截水沟）应布置在垂直水流的方向上。,第五节 承压水,一、承压水 1.定义：充满于两个隔水层（弱

7、透水层）之间的含水层中的水。 2.特点： 承压性承压含水层水头高于隔水顶板（辨异：层间水）； 有隔水顶板，参与水循环不积极（补给、排泄），超采后不易恢复； 动态随季节不变化明显； 弹性释水； 不易受污染。,图3-4 承压水要素图,二、承压水分类 承压水主要受控于地质构造，其次是地形和岩性。 1、形成 地质构造，最有利于形成承压水的构造是向斜（自流盆地）和单斜（自流斜地）。 2、分类 根据构造和地形的关系分： 自流盆地中承压水：正地形盆地，地形与构造形态一致。 自流斜地中承压水：排泄区一般为点状排泄，上升泉。,承压水的基本要素： 隔水顶板、隔水底板、承压含水层厚度、承压高度、测压水位（静止水面的

8、高程）、自溢区。,图3-5 岩性变化形成的承压斜地,图3-6 断层构造形成的承压斜地,三、承压水等水压线,1、概念 将某一承压含水层测压水位相等的各点进行连线，即得等水压线。 2、绘制 与潜水等水位线图一致（注：用同一个时期资料绘制）。 3、用途： 确定流向、水力梯度； 结合地形图，确定承压水位的埋深、自溢区； 结合含水层顶板等高线图，确定任一点承压高度，承压含水层的埋深、厚度和透水性变化；,图3-7 承压水等水压线图 1-地形等高线(m)； 2-含水层顶板等高线(m)； 3-等测压水位线(m)； 4-地下水流向； 5-承压水自溢； 6-钻孔； 7-自喷孔； 8-含水层； 9-隔水层； 10-

9、测压水位线； 11-钻孔； 12-自喷孔,四、承压水与潜水的释水机理对比,图3-7 重力释水和弹性释水示意图,给水度(重力给水度)： 潜水位下降一个单位，单位面积含水层释放水的体积。来自部分空隙的排水。,贮水系数（弹性给水度）： 测压水位下降一个单位，单位面积 含水层释放水的体积。来自含水层体积的膨胀和含水介质的压密,五、 潜水与承压水的相互转化,所有的承压水归根到底都是由潜水转化而来的。,承压水从补给区到排泄区，一般经历的转化过程为: 潜水承压水潜水,图 3-8 潜水和承压水之间关系,第六节 上层滞水,1、概念 当包气带存在局部隔水层(弱透水层)时，局部隔水层(弱透水层)上会积聚具有自由水面的重力水，为上层滞