水文地质学地下水储存与循环

1、地下水储存与循环 地下水 赋存于地下岩土空隙中的水。,地下水的来源与循环 地下水的来源【补给】 大气降水。 冰雪融水。 地表水。 沉积物夹带水。 深部来源水。 含水层之间补给。 人工补给【回灌】。,地下水的排泄途径 以泉的形式排泄。 向地表水的排泄。 以蒸发的方式排泄。 不同含水层之间的排泄。 人工排泄【抽取地下水】。 以火山热液、喷气的形式排泄。 通过植物体液循环排泄。,地下水径流的成因 大气降水、地表水等，通过包气带下渗，补给含水层而成为地下水；地下水，又在自重力作用下由高水位处向低水位处渗流【潜水】、或在自承压力作用下由高水压处向低水压处渗流【承压水】，并以泉的形式排出地表或直接补给地表

2、水；如此反复循环。这就是地下水径流的根本原因。,地下水径流的影响因素 含水层的空隙性。 地下水的埋藏条件，如潜水、承压水。 气候条件。 地下水的补给量。 地形的坡度与高度、含水层的产状，直接影响潜水的径流。 地下水的承压大小，直接影响承压水的径流。 地下水的化学成分与含悬浮物，影响地下水的重度和粘滞性，从而影响地下水的径流。 人为因素，多种工程活动，如修建水库、农填灌溉、矿坑排水、深井注水、抽取地下水等，影响地下水的径流。,地下水的补给、径流、排泄之间转化 地下水的补给、径流、排泄之间密切联系、相互转化，形成地下水循环的完整过程。 当自然条件发生改变时，地下水的径流方向与流量、补给区与排泄区、

3、补给量与排泄量等，可以发生转化，甚至补给区变成排泄区、排泄区变成补给区。 自然条件改变，如河流改道与河床抬升、海进与海退、湖泊与沼泽蜕化、地壳升降与分水岭改变等，可以引起地下水的补给、径流、排泄之间转化。 人类工程活动，如修建水库、开挖渠道、引水灌溉、矿区排水、人工开采、深井注水、抽取地下水等，可以引起地下水的补给、径流、排泄之间转化。,含水层与隔水层 含水层：能够给出并透过相当数量地下水的地层。构成含水层的条件，一是地层中含有空隙且充满足够数量的地下水，二地下水能够在地层空隙中运移。 隔水层：不能给出并透过地下水的地层，或地层给出与透过地下水的数量微不足道。,构成含水层的条件 具有容纳地下水

4、的空隙条件。 具有储存与聚集地下水的地质条件，如地形坡度、渗流通道、隔水层等。 具有充足的补给水源。,地下水存在形式 气态。 液态。 固态。 孔隙水。 裂隙水。 溶隙水。 毛细水。 自流水 重力水。,地下水埋藏类型 包气带水。 上层滞水。 饱和带水。 潜水。 承压水。,包气带水：潜水面以上且充分包气地带的地下水，水量小、含水层不饱和且直接与大气连通，包括土壤水、沼泽水、上层滞水、风化壳中季节水，主要补给源为地表径流、次之为潜水及沉积物夹带水，主要特征为易被污染、动态极不稳定，并且受控于气候条件且随季节变化大，雨季水量多、旱季水量少或干涸。 上层滞水：包气带中位于局部隔水层上的地下水，主要补给源

5、为地表径流、次之为潜水及沉积物夹带水，随季节变化且易被污染。 饱和带水：潜水面以下且直接与大气连通地带的地下水，含水层饱和，主要补给源为地表径流、次之为承压水及沉积物夹带水，随季节变化且易被污染。,潜水 潜水：第一隔水层之上且具有自由水面的重力水。 潜水主要存在于第四纪松散沉积层中，沉积岩、岩浆岩、变质岩的空隙中也有分布。 潜水因大气压、气候、季节、地形、地质构造、含水层透水性、隔水层顶板形状、补给源、植被、人为因素不同而明显变化，主要表现为潜水的水位、埋深、水面、水温、物理性质、化学成分、水量等的动态变化。,潜水 春、夏多雨季节，潜水位上升、水量增大。 秋、冬少雨季节，潜水位下降、水量减少。

6、 潜水的水温也随季节有规律变化。 潜水的水质易被污染，尤其是环境灾变或突变、排污、过量开采、工程活动等。 潜水流动方向上，含水层透水性增强。 含水层厚度较大处，潜水面较平缓。 隔水层顶板隆起处，潜水层厚度减小。 潜水面接近地表，可以形成泉。 若河流与潜水层有水力联系，河水可补给潜水、潜水也可补给河流。 河流中、上游一般为潜水补给河流，下游为河水补给潜水。 深层地下水位较潜水位高，深层地下水补给潜水。,潜水可直接流入地表水体。 河流中、上游，潜水可直接流入河流。 河流下切较深，潜水也直接流入河流。 干旱地区，潜水靠蒸发排泄。 地形有利时，潜水以泉的形式出露地表排出。,承压水 承压水：位于相邻两个

7、隔水层之间且承受一定压力的地下水【非重力水】，也称为自流水。 含水层的透水性愈好，压力愈大，人工开凿后能够自流到地表。 承压水不受气候影响，动态较稳定，不易被污染。 承压水的形成与地质构造、沉积条件关系密切。 适宜形成承压水的地质构造大致有两种：一是构造盆地【自流盆地】；另一是单斜构造【自流斜地】。 同一地区自流盆地或自流斜地，可埋藏多个承压含水层，各具有不同的稳定水位、不同的水力联系，主要取决于地形与地质构造之间关系。,承压水 若地形与构造一致【正地形】，下部含水层压力高、并可补给上部含水层。 若地形与构造不一致【反地形】，上部含水层压力高、并可补给下部含水层。 承压含水层直接出露地表，便形

8、成潜水，依靠大气降水补给。 若承压含水层的补给区出露于地表水体附近，补给源便是地表水体。 若承压含水层与潜水含水层有水力联系，潜水也可能成为补给源。,承压水 承压水的径流主要决定于补给区与排泄区的高差及其距离、含水层的透水性。 一般说来，补给区与排泄区的距离短、水位差大且含水层的透水性良好，承压水的径流条件便好。 相反，若补给区与排泄区的距离较远、或水位差较小、或含水层的透水性较差，则承压水的径流条件便差、循环交替就缓慢。,承压水 承压含水层被河流切割，承压水以泉的形式排出。 断层切割承压含水层时，可能存在两种情况：一是承压水沿断层以泉的形式排泄；另一是种断层同时切割几个含水层，致使各含水层建

9、立水力联系，压力高的承压水便补给压力低的含水层。,泉 泉：地下水的天然露头，属于地下水的主要排泄方式之一。 泉的实际用途很广，水量丰富、动态稳定的泉可作供水水源，含碘、硫等元素的泉可作医疗、保健之用，此外研究泉对了解地质构造、地下水等有极大意义。 泉往往出露于山麓、河谷、冲沟等地形低洼地带，平原地区出露较少；有的泉出露后直接流入河流或湖泊中，水流清澈【泉出露的标志】；在干旱季节，周围草木枯黄，但是泉的附近却绿草如茵【泉出露的标志】。,泉 依据补给源的类型，泉可以分为承压水泉、潜水泉及上层滞水泉三类。 依据出露的原因，泉可以分为侵蚀泉、接触泉及断层泉三类。 依据泉水的温度，泉可以分为冷泉、温泉两

10、类。 潜水泉：又称为下降泉，主要靠潜水补给，动态较稳定，有季节性变化规律。 承压水泉：又称为上升泉，主要靠承压水补给，动态稳定，年变化不大，一般分布在自流盆地和自流斜地的排泄区、构造断裂带上。 上层滞水泉：主要靠上层滞水补给，动态不稳定，随季节不同而变化，干旱、枯水季节泉断流，梅雨、丰水季节泉出露。,泉 侵蚀泉：河谷、冲沟向下切割、侵蚀含水层，地下水涌出地表形成泉。 接触泉：当侵蚀切割含水层的隔水层底板时，迫使地下水从含水层与隔水层之接触处出露形成泉。 断层泉：由于断层作用使含水层被隔水层阻挡，地下水沿断层上升形成泉。 冷泉：泉水温度相当于或略低于当地年平均地温，大多数由潜水补给。 温泉：泉水温度高于当地年平均地温，大多数由深层自流水补给。温泉起源于岩浆热液和深部热流对地下水的加热。,地热电站,地热发电原理,课后自学内容 岩土的水理性。 含水层的类型。 地下水径流的成因及其影响因素。 复习思考题 地下水的基本概念？ 地下水的存在形式？ 岩土的水理性？ 含水层与隔水层的基本概念？ 构成含水层的基本条件？ 含水层的类型？ 什么是包气带水？ 包气