5 地下水环境影响评价培训教材

目（内容结构）录第一节水文地质基础知识 (1)一、自然界水循环 (1)二、地下水赋存条件 (1)三、含水层与隔水层 (3)四、蓄水构造 (4)五、含水层的埋藏条件 (4)六、地下水的补给、排泄与迳流 (6)七、地下水运动的基本定律 (9)第二节地下水的理化性质与水质污染 (10)一、地下水的物理、化学性质 (10)二、地下水运移过程中的物理、化学作用 (15)三、地下水污染 (16)第三节地下水环境影响评价工作分级与技术要求 (19)一、评价工作分级 (19)二评价工作技术要求 (24)第四节地下水环境现状调查监测与评价 (25)一、基本要求 (25)二、污染源调查 (26)三、地质环境现状调查 (27)四、地下水环境现状监测 (27)五、环境水文地质勘察与试验 (30)六、调查资料的研究与应用 (33)七、地下水环境质量现状评价 (35)第五节地下水环境影响预测 (40)一、基本要求 (40)二、地下水环境影响分析 (41)三、Ⅰ类建设项目环境影响预测 (49)四、Ⅱ类建设项目环境影响预测 (62)第六节地下水环境影响评价 (71)一、评价原则 (71)二、评价范围 (71)三、评价方法 (71)四、评价要求 (71)第七节地下水环境保护措施与对策 (72)一、原则与要求 (72)二、保护措施与对策 (72)三、污染含水层的治理 (74)第八节地下水环境影响评价专题文件的编写要求 (74)一、环境影响评价工作方案——地下水专题 (74)二、环境影响报告书——地下水环境影响专题报告 (75)参考文献 (76)第四章地下水环境影响评价第一节水文地质基础知识一、自然界水循环地球上的水，以气态、液态、和固态三种形态存在于大气圈、水圈、岩石圈及生物圈中。

地球上水的总量约为15亿km3。

其中绝大部分（约13.7亿km3）储存于海洋中,河流湖泊中的水约75.12万km3,地面以下17km以内地下水的总量约为841.7万km3,其中约有50%以上储存于地面以下1 km的范围内。

在太阳热能及重力作用下，地球上的水由水圈进入大气圈，经过岩石圈表层及生物圈再返回水圈，如此循环不已。

水循环的上限可达地面以上16km的高度，即大气的对流层，下限可达地面以下平均2km左右的深度，即地壳中空隙比较发育的部分。

二、地下水赋存条件（一）岩石中的空隙地下水赋存于岩石空隙中，岩石空隙既是地下水的储容场所，又是地下水的运动通道。

空隙的多少、大小、连通情况及分布规律，决定着地下水分布与运动的特点。

将空隙作为地下水的储容场所与运动通道研究时，可以分为三类，即：松散岩类中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、易溶岩石中的溶穴与溶蚀裂隙。

1.孔隙松散岩类由大大小小的颗粒组成，在颗粒或颗粒的集合体之间存在着相互连通的空隙，因是小孔状，称作孔隙。

2.裂隙固结的坚硬岩石，包括沉积岩、岩浆岩与变质岩。

其中不存在或很少存在颗粒之间的孔隙，岩石中主要存在各种成因的裂隙，即成岩裂隙、构造裂隙与风化裂隙。

3.溶穴与溶蚀裂隙易溶的沉积岩，如岩盐、石膏、石灰岩、白云岩等，由于地下水对裂隙面的溶蚀而成溶蚀裂隙，进一步溶蚀便形成空洞就是溶穴或称溶洞。

衡量岩石中空隙发育程度的指标是空隙度，对应以上三种空隙分别称孔隙率、裂隙率和岩溶率。

虽然三者都是说的岩石中空隙所占整体岩石的体积比，但在实际意义上区别很大：松散岩类空间上颗粒变化较小，而且通常是渐次递变的，因此，对某一类岩性所测得的孔隙率有较好的代表性，可以适用于一个相当大的范围；坚硬岩石中的裂隙，受岩性及应力的控制，一般发育很不均匀，某一处测得的裂隙率只能代表一个特定部位的情况，适用范围有限；岩溶发育一般不均匀，利用现有的办法，实际上很难测得能够说明某一岩层岩溶发育程度的岩溶率。

即使求得了某一岩层的平均岩溶率，也仍然不能代表真实的岩溶发育情况。

因此，岩溶率的测定方法及其意义，都不值得进一步探讨。

岩石空隙的发育程度，实际上远比上面所讨论的复杂。

例如：松散岩类固然主要发育孔隙，但某些粘性土失水干缩后可以产生裂隙，这些裂隙的水文地质意义往往超过其原有的孔隙；成岩程度不高的沉积岩，往往既有裂隙又有孔隙；易溶岩在同一岩层的不同部位，由于溶蚀强度不均一，有的部分主要发育裂隙，有的部分主要发育溶穴。

因此，进行工作时必须从实际出发，分析空隙的形成原因及控制因素，弄清其发育规律。

只有这样，才有利于分析地下水的储存与运动条件。

(二) 岩石中水的存在形式岩石中存在着各种形式的水。

存在于岩石空隙中的有结合水、重力水及毛细水，另外还有气态水和固态水。

组成岩石的矿物中则有矿物结晶水。

1.结合水松散岩类的颗粒表面及坚硬岩石的裂隙壁面均带有电荷，水分子受静电作用在固体表面受到强大的吸力，排列较紧密，随着距离增大，吸力逐渐减弱，水分子排列渐为稀疏。

受到固体表面的吸力大于其自身重力的那部分水便是结合水。

结合水被束缚在固体表面，不能在重力作用下自由运动。

2.重力水距离固体表面更远的那部分水分子，重力影响大于固相表面的吸引力，因而能在自身重力作用下自由运动，这部分水就是重力水。

3.毛细水松散岩类中细小孔隙通道可构成毛细管。

在毛细力的作用下，地下水沿着细小孔隙上升到一定高度，这种既受重力又受毛细力作用的水，称为毛细水。

毛细水广泛存在于地下水面以上的包气带中。

（三）与地下水储容、运移有关的岩石性质1.空隙的大小当空隙足够大时，空隙中既有结合水又有重力水；微细的空隙，若颗粒间距小于结合水厚度的两倍，空隙中便全部充满结合水，而不存在重力水。

在粘性土的微细孔隙及基岩的闭合裂隙中，几乎全部充满着结合水。

而砂砾石、具有宽大张开裂隙及溶穴的岩层中，几乎全是重力水，结合水的量微不足道。

2.容水度即岩石中所能容纳的最大的水的体积与溶水岩石体积之比，以小数或百分数表示。

显然，在数值上溶水度与孔隙率、裂隙率、岩溶率相等。

但是，对于膨胀性的粘土来说，充水后体积扩大，容水度可以大于孔隙度。

3.持水度饱水岩石在重力作用下释水时，一部分水从空隙中流出，另一部分水以结合水、触点毛细水的形式保持于空隙中。

持水度是指受重力影响释水后岩石仍能保持的水的体积与岩石体积之比。

岩石空隙比表面积越大，结合水含量就越大，持水度也越大。

颗粒细小的粘性土比表面积很大，有时其持水度可以等于容水度，即没有重力水给出；中、粗砂的持水度较小；具有宽大张开裂隙与溶穴的岩石，持水度是微不足道的。

4.给水度饱水岩石在重力作用下释出的水的体积与岩石体积之比。

给水度在数值上等于容水度减去持水度。

粗颗粒大空隙的岩石给水度接近容水度；粘性土及微细裂隙的岩石的给水度很小或等于零（见表4-1）。

表4-1 常见松散岩类的孔隙度与给水度参考值[3]5.岩石的透水性及其影响因素岩石的透水性是指岩石允许水透过的能力。

其定量指标是渗透系数。

渗透系数是反映岩石透水性的重要指标，它反映了水在岩石中流动所受阻力情况，与空隙类型、大小及水的粘滞阻力有关。

表4-2给出了黄、淮、海平原地区渗透系数的经验值供参考。

表4-3为常见岩石透水程度参照表。

空隙大小及空隙多少决定着岩石透水性的强弱，但两者的影响并不相等，空隙大小经常起决定性作用。

对于松散岩类来说，孔隙度变化较小，给水度的大小在很大程度上可以说明透水性的好坏。

三、含水层与隔水层 含水层是指能够透过并给出相当数量水的岩层。

含水层不但储存有水，而且水可以在其中运移。

隔水层则是不能透过和给出水，或透过和给出水的数量很小的岩层。

划分含水层和隔水层的标志并不在于岩层是否含水，关健在于所含水的性质。

空隙细小的岩层，所含的几乎全是结合水。

而结合水在通常条件下是不能运动的，这类岩层起着阻隔水通过的作用，所以构成隔水层。

空隙较大的岩层，则含有重力水，在重力作用下能透过和给出水，即构成含水层。

含水层和隔水层的划分又是相对的，并不存在截然的界限。

例如，粗砂层中的泥质粉砂夹层，由于粗砂的透水和给水能力比泥质粉砂强，相对而言，后者可视为隔水层。

而同样的泥质粉砂若夹在粘土层中，由于其透水和给水的能力比粘土强，又当视为含水层了。

在一定条件下，含水层与隔水层可以互相转化。

例如在正常条件下，粘性土层，特别是小孔隙的粘土层，由于饱含结合水而不能透水与给水，起着隔水层的作用。

但当孔隙足够大时，在较大的水头差作用下，部分结合水会发生运动，粘土层便能透水并给出一定数量的水。

这种现象实际上普遍存在着。

对于这种兼具隔水与透水性能的岩层，可称为半含水——半隔水层。

所谓的越流渗透主要是在这类岩层中进行的。

含水层只是个形象的名称，对松散岩土是比较合适的。

因为松散岩土多呈层状，其间孔隙的分布连续而均匀，因此赋存的地下水也呈连续均匀的层状分布。

但对坚硬岩石中的裂隙及可溶性岩石中的溶隙，由于空隙发育的不均匀性，其中的地下水并非为层状分布，而只在岩层的某些部位，有若干裂隙、溶隙发育且互相连通时，才分布有水。

例如：当一条大的断层穿越不同岩性的地层时，只有在断裂带中水的分布连续且比较均匀。

又如在岩溶化的地层中，只有在溶隙发育的部位才含有水，而并非整个岩层都含有水。

因此，在这样一些情况下，将含水岩体统称为“含水层”是不恰当的，通常就称其为含水系统。

所谓系统，是针对地下水的赋存和运移而言，即指岩体中在一定程度上和在一定范围内相互连通的空隙。

在一个系统中的地下水，可将其看成一个整体，具有统一的水力联系，即当这个系统的某些部位接受外界水补给时，整个系统的水量就将增加；而当系统中任何一处向外排水或人为取水时，则整个含水系统的水量将减少。

此外，当我们进行地下水资源评价或对地下水的运动、转化进行研究时，所注重的不仅仅是地下水的分布状况，更重要的还有地下水的动态特征。

因此，对地下水的分布和运动按系统概念进行研究将更为全面和合理。

从这个意义上说，赋存地下水的岩土，不论其空隙属性是裂隙、溶隙或孔隙，都可称为地下水含水系统，包括孔隙含水系统、裂隙含水系统和岩溶含水系统等。

含水层的构成是由多种因素决定的，概括起来应具备下列条件：1.要有储水空间构成含水层首先要有储水空间，也就是说应当具有孔隙、裂隙或溶隙等空间。

岩层的储水空间越大、数量越多、连通性越好，则透水性能就越好，重力水就越容易入渗、流动。

这种条件下有利于形成含水层。

2.要有储存地下水的地质构造条件有利于地下水储存的地质构造条件是指，在透水性良好的岩层下存在有隔水（不透水或弱透水）的岩层，以免重力水向下全部漏失；或在水流方向上有隔水岩体阻挡，以滞存地下水。

只有这样，才能使运动于空隙中的重力水，较长久的储存起来，充满岩层空隙，形成含水层。

3.具有良好的补给来源岩层具备了良好的储水空间和构造条件，如果水源不足，仍不能成为含水层，因为这种岩层在枯水期往往会干枯。

只有当岩层有了充足的补给来源，对供水有一定实际意义时，才能构成含水层。