5.1地下水概述

★ 潜水位 潜水位——潜水水面上任一点的高程称该点的潜水位。 潜水水面上任一点的高程称该点的潜水位。 潜水水面上任一点的高程称该点的潜水位
潜水的埋藏深度——自地面某点至潜水面的距离称该点潜 ★ 潜水的埋藏深度 自地面某点至潜水面的距离称该点潜 水的埋藏深度。 水的埋藏深度。 潜水含水层的厚度——潜水面到隔水底板的距离为潜水含 ★ 潜水含水层的厚度 潜水面到隔水底板的距离为潜水含 水层的厚度。 水层的厚度。
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潜水埋藏特征示意图
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剖面上不同地点地下水的流向不同， (1) 剖面上不同地点地下水的流向不同，由分水岭到河 谷，流向从向下到接近水平； 流向从向下到接近水平； 由分水岭到河谷，流线越来越密集，流量增大， (2) 由分水岭到河谷，流线越来越密集，流量增大，地 下径流加强。因此，在河谷或近山地区，流入基坑的水量比 下径流加强。因此，在河谷或近山地区， 其它地方多； 其它地方多； 在河谷或近山地区，基坑越深， (3) 在河谷或近山地区，基坑越深，坑底承受的水头压 力越大。 力越大。
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潜水的特征： ★ 潜水的特征：
1)潜水面以上无稳定的隔水层存在，与大气相通，具 潜水面以上无稳定的隔水层存在，与大气相通， 潜水面以上无稳定的隔水层存在 自由水面，为无压水； 自由水面，为无压水； 2) 潜水的补给区与分布区一致，直接接受大气降水补 潜水的补给区与分布区一致， 给，具有明显的季节性；旱季时，以蒸发形式排泄；且易受 具有明显的季节性；旱季时，以蒸发形式排泄； 地面污染的影响； 地面污染的影响； 3) 水量丰富的潜水可作为供水水源。 水量丰富的潜水可作为供水水源。 4) 潜水自水位较高处向水位较低处渗流。 潜水自水位较高处向水位较低处渗流。 在山脊地带潜水位的最高处可形成潜水分水岭。 在山脊地带潜水位的最高处可形成潜水分水岭。潜水面 的形状是因时因地而异的，它受地形地质、 的形状是因时因地而异的，它受地形地质、气象水文等自然 因素控制，并常与地形有一定程度的一致性。 因素控制，并常与地形有一定程度的一致性。
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★隔水层——把正常水力梯度下不透水或透水相对 隔水层 把正常水力梯度下不透水或透水相对 微弱的岩土层称为隔水层。 微弱的岩土层称为隔水层。 有时也把弱透水层称为滞水层。 有时也把弱透水层称为滞水层。
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5.1.2 岩土的水理性质
含水性 给水性 透水性 毛细性
Vwr Sr = × 100% V
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给水性 ★给水度——是饱水岩土在重力作用下能自由流出的 给水度
水的体积与岩土总体积之比，用小数或百分数表示。 水的体积与岩土总体积之比，用小数或百分数表示。给 水度等于容水度减去持水度。一般颗粒越粗， 水度等于容水度减去持水度。一般颗粒越粗，持水度越 小，给水度越大。 给水度越大。
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裂隙——坚硬岩石受地壳运动及其它内外地质营力 ★ 裂隙
作用影响产生的空隙，与孔隙相比， 作用影响产生的空隙，与孔隙相比，裂隙具有明显的不均 匀性。 匀性。 裂隙率——衡量岩石裂隙发育程度的指标称裂隙率 衡量岩石裂隙发育程度的指标称裂隙率 裂隙率
VT KT = × 100% V
KT—裂隙率 裂隙率 VT—裂隙体积 裂隙体积 V —岩石总体积 岩石总体积
第五章 地下水
把埋藏在地表以下 岩（土）体中的水称为 地下水。主要研究在岩 石圈、水圈、大气圈、 石圈、水圈、大气圈、 生物圈以及人类活动相 互作用下，地下水水量 互作用下， 和水质的时空变化规律， 和水质的时空变化规律， 并研究如何运用这些规 律去兴利除害， 律去兴利除害，为人类 服务。 服务。
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Vw c= × 100% V
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★持水度——是指饱水岩土在重力作用下，保持在岩土 持水度 是指饱水岩土在重力作用下，
中水的体积与岩土总体积的比值，用小数或百分数表示。 中水的体积与岩土总体积的比值，用小数或百分数表示。 岩土空隙中所保持的主要是结合水。 岩土空隙中所保持的主要是结合水。持水度主要决定于土 粒大小，颗粒越细，吸附水膜越厚，持水度越大。 粒大小，颗粒越细，吸附水膜越厚，持水度越大。
(1)毛细水上升接近建筑物基础底面时，毛细压力将作为基底附加压 力的增值，而增大建筑物的沉降。 (2)毛细水常常导致产生封闭气体。 (3)毛细水上升接近或浸没基础时，在寒冷地区将加剧冻胀作用； (4)毛细水浸润基础或管道时，水中盐分对混凝土和金属材料常具有 腐蚀作用。
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3、重力水(自由水 是存在于较粗大孔隙中，具有自由 、重力水 自由水 自由水):
5.1 地下水的基本概念
重 点：
有关地下水的基本概念； 地下水的类型及其特征、循环与运动； 地下水引发的工程问题及其防治措施；
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地下水——地下水是赋存于地表以下岩土空隙中的水，是大 地下水是赋存于地表以下岩土空隙中的水， 地下水 地下水是赋存于地表以下岩土空隙中的水 气降水、冰雪融水、地面流水、湖水及海水等， 气降水、冰雪融水、地面流水、湖水及海水等，经土壤渗 入地下形成的。 入地下形成的。
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土中的水存在形式
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1、结合水是指受分子引力、静电引力吸附于土粒表面的土 、
中水。它存在于土粒矿物结晶格架内部或参与矿物晶格的构 成只有在高温下才能化为气态水而与土粒分离。所以，应把 结合水作为矿物颗粒的一部分。 强结合水是指紧靠土粒表面的结合水。它厚度很小，一般只 有几个水分子层。它的特征是，没有溶解能力，不能传递静 水压力，只有吸热变成蒸汽时才能移动，性质接近于固体。 弱结合水是紧靠于强结合水的外围形成的结合水膜。其厚度 比强结水大得多，且变化大，是整个结合水膜的主体。它仍 然不能传递静水压力，没有溶解能力。
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包气带及饱水带
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上层滞水和潜水
上层滞水面
隔水层
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2 潜水
潜水——潜水是埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具 ★ 潜水 潜水是埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具 自由水面的重力水。 自由水面的重力水。 潜水面——潜水的自由水面称潜水面。 潜水的自由水面称潜水面。 ★ 潜水面 潜水的自由水面称潜水面
Sy =
Vwy V
× 100% = µ
S y = c − Sr
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透水性 透水性是指岩土允许水透过的能力。 ★透水性——透水性是指岩土允许水透过的能力。 透水性 通常用渗透系数表示。 通常用渗透系数表示。岩土的透水性决定于空隙的 大小、多少和连通程度。一般岩土中空隙大而多、 大小、多少和连通程度。一般岩土中空隙大而多、 连通程度好的，具有良好的透水性。 连通程度好的，具有良好的透水性。
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溶隙——可溶岩(石灰岩、白云岩等)中的裂隙经地下 可溶岩(石灰岩、白云岩等) ★ 溶隙
水流长期溶蚀而形成的空隙，这种地质现象称岩溶（ 水流长期溶蚀而形成的空隙，这种地质现象称岩溶（喀斯 特）。 溶隙率——可溶性岩石岩溶发育程度的指标为溶隙率 可溶性岩石岩溶发育程度的指标为溶隙率 溶隙率
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承压水
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地下水分带
1—土壤 土壤 2—含水层 3—隔水层 4—潜水面 5—承压水面 含水层 隔水层 潜水面 承压水面 A—包气带 A1—上层滞水 A2—毛细水带 包气带 上层滞水 毛细水带 2011-1-14 24 B—饱水带 B1—潜水 B2—承压水 饱水带 潜水 承压水
1. 包气带水－上层滞水 包气带水－
K — — m / d ； cm / s
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岩土透水性分级
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毛细性
土中的水在毛细张力(负压)作用下， ★毛细性——土中的水在毛细张力(负压)作用下，沿毛 细孔隙向各个方向运动的性能。 细孔隙向各个方向运动的性能。 在地下水面以上， ★毛细上升高度——在地下水面以上，水在毛细张力 作用下，沿毛细孔隙上升的高度。 作用下，沿毛细孔隙上升的高度。
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力共同构成的毛细力作用而与土粒结合，存在于地下水面以上的一种过 渡类型水。
2、毛细水：在土的细小孔隙中，因土粒的分子引力和水的表面张 、毛细水：
对于土体来说，毛细水上升的快慢及高度决定于土粒的 大小。土粒愈细，毛细水上升高度愈大，上升速度愈慢。 毛细水对建筑工程的影响主要有：
活动能力，在重力作用下流动的水。 机械潜蚀作用 化学潜蚀作用
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在正常水力梯度下， ★含水层——在正常水力梯度下，能够给出并透过 含水层 在正常水力梯度下 相当数量重力水的岩层或土层。 相当数量重力水的岩层或土层。
含水层的形成必须具备以下条件： 含水层的形成必须具备以下条件： 一：岩土中有空隙存在，并有足够数量的重力水； 岩土中有空隙存在，并有足够数量的重力水； 二：重力水能够在岩土空隙中自由运动。 重力水能够在岩土空隙中自由运动。
生活用水
水是人类赖以 生存的宝贵资源
水是生命的源泉 水是农业的命脉 水是工业的血液 水是生态环境的敏感因子
农业用水 工业用水 环境用水
地 下 水
水的开发利用给 人类带来的危害
土壤次生盐渍化、荒漠化、沙漠化、 地面沉降、海水入侵、水质恶化等
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5.1.1 岩土的空隙与存在形式
孔隙 岩土的空隙 裂隙 溶隙
KK
VK = × 100% V
KK—溶隙率 溶隙率 VK—溶隙体积 溶隙体积 V —可溶岩体积 可溶岩体积
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(a) 分选良好排列疏松的砂 (d) 部分胶结的砂岩