不同空隙岩层中的地下水
第二节 地下水的类型及基本特征
第二节地下水的类型及其特征一、地下水及其分类埋藏在地表以下岩石（包括土层）的空隙（包括空隙、裂隙和空洞等）中的各种状态的水称为地下水。
地下水的分布极其广泛，它和人类的生产生活密切相关。
例如，地下水常为农业灌溉，城乡人民生活及工矿企业用水提供良好的水源。
因此，地下水是一种宝贵的地下资源。
地下水的运动和聚集，必须具有一定的岩性和构造条件。
空隙多而大的岩层能使水流通过（渗透系数大于0.001m/d），称为透水层。
贮存有地下水的透水岩层，称为含水层。
空隙少而小的致密岩层是相对的不透水岩层（渗透系数小于0.001m/d），称为隔水层。
地下水受诸多因素的影响，各种因素的组合更是错综复杂，因此，出于不同的目的或角度，人们提出了各种各样的分类。
但概括起来主要有两种：一种是根据地下水的某种单一的因素或某种特征进行分类，如按硬度分类、按地下水起源分类等；另一种是根据地下水的若干特征综合考虑进行分类。
根据地下水的埋藏条件可分为包气带水、潜水和承压水。
不论哪种类型的地下水，均可按其含水层的空隙性质分为空隙水、裂隙水和岩溶水。
地下水的类型和若干特征见表4-5。
表4-5地下水的类型及特征二、包气带水位于潜水面以上未被水饱和的岩土中的水，称为包气带水。
包气带水主要是土壤水和上层滞水。
如图4-2所示。
（一）土壤水埋藏于包气带土壤层中的水，称土壤水。
主要包括气态水、吸着水、薄膜水和毛管水。
靠大气降水的渗入、水汽的凝结及潜水由下而上的毛细作用补给。
大气降水向下渗入，必需通过土壤层，这时渗入的水一部分保持在土壤层中，成为所谓的田间持水量（既土壤层中最大悬着毛管水含水量），多余的部分呈重力水下渗补给潜水。
土壤水主要消耗于蒸发和蒸腾，水分的变化相当剧烈，主要受大气条件的控制。
当土壤层透水性不好，气候又潮湿多雨或地下水位接近地表时，易形成沼泽，称沼泽水。
当地下水面埋藏不深，毛细管可达到地表时，由于地表水分强烈蒸发，盐分不断积累于土壤表层，则形成土壤盐渍化，从而危害农作物生长。
地下水的基本类型
地下水的基本类型地下水按透水层中水的饱和与否以及积聚贮存条件分为饱气带水、潜水和层间水等三个基本类型。
1.饱气带水：地表以下不深的地带，岩石的空隙未被水充满，呈不饱和带地下水，称作饱气带水。
饱气带水主要呈吸着水、薄膜水和毛细管水状态，重力水较少且富含O2、CO2等。
重力水流经此带时，只有在水量充足时才能在有隔水层的地段局部形成上层滞水。
此带一般和潜水相连通，其下限往往就是潜水面。
2.潜水：地面以下第一个稳定的隔水层以上的具有自由表面的重力水,称为潜水。
它是由大气降水和地面流水等经过饱气带往下渗透，遇到第一个稳定的隔水层后逐渐积聚，将岩石空隙充满呈饱和带的重力水。
潜水顶部连续的自由表面，叫潜水面，它随地形的起伏而起伏。
潜水面示意图3、层间水：层间水：两个隔水层之间的透水层中的重力水，称为层间水。
层间水的主要来源是渗透的重力水。
其存在条件是倾斜岩层中透水层夹在不透水层之中，同时其高起部分露出地表接受渗透水或潜水补给，如构造盆地、向斜或单斜构造等。
层间水有传递静压力的性质，水量充足时其深处的水体受到上部水柱的压力而具有承压性，叫承压水。
泉水是地下水的天然露头。
温泉1、吸着水水分子受静电引力被吸附在碎屑颗粒和岩石的表面而成为吸着水。
2、薄膜水薄层状的吸着水的厚度超过了几百个水分子的直径时，则为薄膜水。
3、毛细管水小空隙的岩石吸着水和薄膜水较多时，水受表面张力的作用而沿空隙上升，形成毛细管水。
4、重力水如果空隙较大，则水受重力的支配从高处往低处渗流，形成重力水。
5、泉水泉是地下水的天然露头，为地下水流泄的方式之一。
根据泉水出露的性质，可分为下降泉和上升泉两种类型。
地下水在重力作用下，自上往下流出地面形成的泉，称下降泉；地下水在静水压力作用下，沿着裂缝往上涌出地面形成的泉，称上升泉。
按泉水的补给来源可分为饱气带泉、潜水泉和自流水泉三种类型。
一般泉水的温度与当地的年平均温度大致相当，若其水温高于当地的年平均温度则称温泉。
地下水基础知识大全
地下水基础知识大全地下水(ground water)，是指赋存于地面以下岩石空隙中的水，狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。
在国家标准《水文地质术语》(GB/T 14157-93）中，地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。
下面，随小桔一起轻松愉快去了解地下水来源、分类、特点、隔层水和含水层！受益匪浅！目录：一、地下水的来源和赋存形式1. 地下水的来源2. 岩石中的孔隙和水分3. 岩石中水存在的形式4. 与水分的储存和运移有关的岩石性质二、地下水及其分类1. 基本概念2. 地下水分类三、包气带、饱水带、含水层与隔水层1. 基本概念2. 含水层类型划分3. 上层滞水和潜水4. 层间水（承压水）5. 潜水和承压水（层间水）比较一、地下水的来源和赋存形式|一、地下水的来源1. 渗入水2. 沉积水3. 再生水4. 初生水5. 有机成因水|二、岩石中的孔隙和水分1. 岩石中的孔隙：孔隙、裂隙和溶孔2. 有关孔隙度的几个基本概念•孔隙：组成松散岩石颗粒或颗粒集合体之间的间隙；裂隙：应力作用下坚硬岩石破裂变形产生的。
可分为成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙；溶孔（洞）：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞；孔隙度Φ：某一体积V岩石中孔隙体积Vn所占比例裂隙率Kr：裂隙体积Vr与包括裂隙在内的岩石体积V的比值熔岩率K：溶洞的体积Vk与岩石总体积V的比值3. 影响孔隙度大小的因素方体排列紧密，孔隙度大；四面体排列，松散，孔隙度大;颗粒分选程度：分选好，孔隙度大；分选差，颗粒大小悬殊，细小颗粒充填于粗大颗粒之间，孔隙度降低;颗粒形状：颗粒形状不规则--排列松散--孔隙度大粘性土的结构和次生孔隙：带电粘粒--聚合--结构孔隙--孔隙度增大--次生孔隙（虫洞、根孔、干裂缝）发育--孔隙度增大。
孔隙的特点4. 岩石中的各种裂隙1-分选良好，排列酥松的砂；2-分选良好，排列紧密的砂；3-分选不良的，排列紧密的砂；4-经过部分胶结的砂岩；5-具有结构性孔隙的黏土；6-经过压缩的黏土；7-具有裂隙的岩石；8-具有溶的可溶岩|三、岩石中水存在的形式1. 气态水：以水蒸气的形式储存在地下的水；2. 固态水：指岩石中温度在0℃以下的重力水。
地下水环境 第1章-地下水的存在形式
第二章 地下水的存在形式§1 地下水的赋存∙ 地下水－埋藏在地表以下岩层空隙中的水。
∙ 地下水的储存空间——岩层的空隙。
岩层的空隙不仅是地下水的储存处，也是地下水运动的通道。
空隙的大小、多少、形状及分布规律决定着地下水的分布和运动的特点。
1.1 岩土的空隙性岩石的空隙特征千差万别，按成因可分为三类：松散岩层的孔隙；非溶性坚硬岩石中的裂隙；易溶性岩石中的溶隙。
1．松散岩层的孔隙松散的岩土（如土壤、砂、卵石等）是由大小不等的碎屑颗粒组成的。
常见粒级的划分：粒径＞ 2 ㎜为砾(砾状结构)；2 - 0.06 ㎜为砂(砂状结构)；0.06-0.004 ㎜为粉砂(粉砂结构)；＜0.004 ㎜ 为粘土。
图中给出几种典型的孔隙类型，(a)分选良好、排列疏松的砂；(b) 分选良好、排列紧密的砂；(c) 分选不良、含泥、砂的砾石；(d) 经过部分胶结的砂岩；(e)具有结构性空隙（由于粘粒表面常常带有电荷，在颗粒接触时便连接成颗粒结合体而形成结构孔隙）的粘土；(f)经过压缩的粘土。
在颗粒或颗粒集合体之间普遍存在着空隙，空隙相互连通，呈小孔状，故称作孔隙。
孔隙体积的多少用孔隙度表示。
孔隙度n 是指某一体积岩土V （包括孔隙在内）中孔隙体积V n 所占的比例，可以百分数或小数表示，即 %100⨯=VV n n ● 孔隙度大小的影响因素∙ 颗粒排列方式：最疏松排列方式是当其呈立方体形态排列时〔见图中（a ）〕，最紧密排列方式是呈四面体排列时〔见图中（b ）〕，自然界中松散岩土的孔隙度大多介于此两者之间，但粘性土的孔隙度往往超过上述理论最大值，这是由于粘粒表面常常带有电荷，在颗粒接触时便连接成颗粒结合体而形成结构孔隙。
∙ 颗粒分选程度：颗粒分选性愈差，大小愈悬殊，孔隙度愈小。
这是因为大颗粒所形成的孔隙往往被小颗粒所充填，从而大大降低了孔隙度。
∙ 颗粒的形状及胶结程度：岩石颗粒形状愈不规则，棱角愈明显，通常排列就愈松散，孔隙度也愈大。
地下水的运动规律
地下水在岩层空隙中流动的现象称为渗流。在岩层 空隙中渗流时，水的质点有秩序的、互不混杂的流动， 称为层流运动。在具有狭小空隙的岩土（如砂、裂隙不 大的基岩）中流动时，重力水受到介质的吸引力较大， 水的质点排列较有秩序，故做层流运动。水的质点无秩 序的、互相混杂的流动，称为紊流运动。做紊流运动时， 水流所受阻力作用比层流状态作用大，消耗的能量较多。 在宽大的空隙中（大的溶穴、宽大裂隙及卵砾石孔隙 中），水的流速较大时，容易出现紊流运动。
时间内渗流量为
q V /t
图5-9 达西渗透试验装置图
同时读取断面1-1和断面2-2处的侧压管水头值 h1 和 h2 ，h h1 h2 为两断面之间的水头损失。 达西分析了大量试验资料，发现土中单位时间内渗透的渗流量q与圆筒断面积A及水头损失h
成正比，与断面间距l成反比，即
q kA h kAi l
地下水运动时，其运动规律服从达西定律或非线性 渗透ห้องสมุดไป่ตู้律。
地下水在土体孔隙中渗透时，由于渗透阻力的作用，运
动时必然伴随着能量的损失。为了揭示水在土体中的渗透规律，
法国工程师达西（H. Darcy）做了大量的试验研究，于1856年
总结得出渗透能量损失与渗透速度之间的相互关系，即达西定
律。达西渗透试验的装置如图5-9所示。
装置中的①是横截面积为A的直立圆筒，其上端开口，在
其侧壁装有两支相距为l的侧压管。筒底以上一定距离处装一
滤板②，滤板上填放颗粒均匀的砂土。水由上端注入圆筒，多
余的水从溢水管③溢出，使筒内的水位维持一个恒定值。渗透
过砂层的水从短水管④流入量杯⑤中，并以此来计算单位时间
内渗流量q。设 t 时间内流入量杯的水体体积为V，则单位
地下水的类型
①侵蚀泉 是河谷切割到含水层时形成的，含水层 若为潜水（出露）则形成侵蚀下降泉；若为承压水 时则形成侵蚀上升泉。 ②接触泉 透水性不同的岩层接触，地下水流受阻， 沿接触面出露，称为接触泉。 ③断层泉 是承压水沿导水断层上升，在地面标高 低于承压水位处，涌出地表形成的。这类泉常沿断 层呈线状分布。
⑶根据泉水温度分类 冷泉 泉水温度大致相当或低于当地年平均气温 的叫冷泉，这种泉大多由潜水补给。 温泉 泉水温度高于当地年平均气温的叫温泉。 温泉起源有二：一受地下岩浆的影响，二为地下 深处地热的影响。
①孔隙水（孔隙水：疏松岩石孔隙中的水。孔隙 水是储存于第四系松散沉积物及第三系少数胶结不良的
沉积物的孔隙中的地下水。沉积物形成时期的沉积环境
对于沉积物的特征影响很大，使其空间几何形态、物质 成分、粒度以及分选程度等均具有不同的特点。）
•
②裂隙水：（风化裂隙水、成岩裂隙水及构造裂隙水）埋
藏在基岩裂隙中的地下水叫做裂隙水。它主要分布 在山区和第四系松散覆盖层下的基岩中，裂隙的性 质和发育程度决定了裂隙水的存在和富水性。根据 裂隙的成因可将裂隙水分为风化裂隙水、成岩裂隙
1－承压水位; 2－潜水位; 3－隔水层; 4－含水层;
A-承压水井;B-自流水井;C-潜水井
① 包气带水－上层滞水
包气带水 在包气带内局部隔水层上积聚的具有自由水面的
重力水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ包气带水。
包气带 是指潜水位以上未被水饱和的岩土层。 包气带水的特征是：受气温控制季节性变化明显，雨 季水量多，旱季水量少，甚至干涸。
山东济南趵突泉
敦煌月芽泉
⑶构造裂隙水
构造裂隙是由于岩石受构造运动应力作用 所形成的，而赋存于其中的地下水就称为构造 裂隙水。一般按裂隙分布的产状，分为层状裂 隙水和脉状裂隙水两类。层状裂隙水埋藏于沉 积岩、变质岩的节理及片理等裂隙中。由于这 类裂隙常发育均匀，能形成相互连通的含水层， 具有统一的水面，可视为潜水含水层。当其上 部被新的沉积层所覆盖时，就可以形成层状裂 隙承压水。
浅谈不同类型地层岩性地下水分布规律及储藏条件
浅谈不同类型地层岩性地下水分布规律及储藏条件【摘要】地下水与人类的关系十分密切，地下水具有给水量稳定、污染少的优点，常被作为农业、工业、生活的重要水源。
因此了解、科学合理的开采地下水资源，在保障城乡居民生活、支撑经济社会发展和维持生态平衡等方面，具有十分重要的意义。
本文主要探讨不同岩层中地下水的埋藏环境及开采技术条件。
关键词：地下水、分布规律、含水层富水情况。
引言地下水是指赋存于地面以下岩石孔隙中的水，地下水的分类方法很多，根据地下水的埋藏条件可分为包气带水、潜水和承压水三大主要类型，同时根据地层岩性、地下水埋藏和开采技术条件，将地下含水层划分为松散堆积层孔隙水、碳酸岩岩溶水、基岩裂隙水三大类。
各类型地下水再按其各自特点，采用井、孔涌水量和地下水径流模数等富水性指标划分出不同的富水性级别。
以下浅析不同类型地下水分布规律及储藏条件。
一、松散堆积层孔隙水孔隙水主要分布于山间盆地及河流沿岸阶地上，赋存于松散沉积物孔隙中的地下水。
由于孔隙的相互连通性，孔隙水具有分布连续，同一含水系统中的水具有水力联系和统一的地下水面、水量比较均匀等特点。
不同成因类型的松散沉积物，赋存于其中的孔隙水具有不同特征，山前冲洪积扇的砂砾石层，形成巨厚层的潜水含水层，自山前向平原至盆地内部，砂砾于粘性土交互成层，构成承压含水层，地下水埋深由深变浅。
河流漫滩及阶地堆积物常呈二元结构，上部多为细粒土，下部为砂砾石层，岩性及厚度变化大，富水性受岩性、地貌及补给条件控制，变化较大，一般情况下Ⅰ级阶地冲积砂砾石层较厚，富水性较强，Ⅱ级阶地一般冲洪积层较薄，又多为基座阶地，富水性弱，甚至不含水。
冲积平原中，游荡的河床构成纵向延伸的多个带状含水层，富水性不强但分布比较均匀。
湖积层由湖盆边缘向湖心颗粒由粗变细，富水性亦相应减弱。
滨岸地带由于沉积物颗粒较粗，可构成良好的含水层。
过渡地带，砂砾石与黏土互层构成的承压水层，富水性强而不均匀，水体交替较差，资源不易得到补充。
浅谈不同地貌寻找地下水的方法
浅谈不同地貌寻找地下水的方法地球上有丰富的水，它呈固态、液态、气态分布于大洋、陆地和大气之中。
凡是位于地面以下的水都叫做地下水，它也是工、农业生产,国防建设和人们日常生活中不可缺少的一种自然财富。
地下水的来源是雨水和雪水，它们从地面向下渗透，存在于土壤和石头的孔隙或裂缝里，就形成了地下水。
地下水还有一个来源就是岩浆活动时分离出来的水蒸气，也往往在地下岩石的孔隙中凝结为地下水。
地下水有以下三种不同的情况：在疏松土壤中存在的水，叫壤中水；在岩石孔隙或裂缝中的水，叫裂隙水；在石灰岩、白云岩等特殊岩石分布的地区，由于地下水对这些岩石的溶解作用而形成了地下渠道，地下水在其中潜流，叫潜流水。
我国广西桂林，云南路南，浙江杭州等地都有这种潜流水。
为此, 在这里介绍一些不同地貌寻找地下水的简便方法。
一、根据地形特点寻找地下水1.“掌心地( 簸箕地)找水最有利”。
三面环山的“簸箕地”，地下水集中流向簸箕口, 所以在簸箕口附近打井,出水量最多。
2.两山夹一沟, 沟岩有水流”。
两山之间夹一沟谷, 在河谷下游两岸和岩层中易找到水源。
3.“两沟相交，泉水滔滔”。
两沟交汇处的山嘴下，可能有泉水，此处打井，比较可靠。
4.“山嘴对山嘴，嘴下有好水”。
两个山嘴相对，距离相近的两嘴之下地势平坦，在锁口出打井，方能打出水。
5.“两山夹孤山，常常水不干”。
如孤山山底的岩层，因岩性的局部变异而成为隔水层时，则将阻滞地下水流动，而在孤山的上游打井能出水。
6.“两山夹一嘴，下面有泉水”。
两边山较长，中间有一短山，在中间山的山嘴处，如果有透水层，在倾向低处打井有水。
7.“大山低嘴下，挖井水量大”大山连接的远，向一头倾没，则在倾没端适当处的含水层，可能找到地下水。
8.“山扭头，有水流”。
因山扭头而造成的山湾低处，阻滞顺山势流下来的地下水，在含水层中富集。
9.“凸山对凹山，好水在凹间”，一个山的形状向对面的山凸出来，另一山的形状向里面凹进去，在凸凹处打井，水源很好。
岩层裂隙特征及其对地下水流动的影响分析
岩层裂隙特征及其对地下水流动的影响分析地下水是地球上重要的水资源之一，而岩层裂隙则是地下水流动中一个重要的因素。
本文将分析岩层裂隙的特征以及对地下水流动的影响，并探讨其在水资源管理中的重要性。
一、岩层裂隙的特征岩层裂隙指岩石中的裂隙或裂缝，可能由于构造作用、地貌变化、自然力的影响或人类活动引起。
它们以不同的形式存在，如节理、微裂隙、断层等。
1. 节理裂隙：节理是岩石中晶体的亚平面结构面，由于地质力学作用，它们一般具有特定的排列。
节理裂隙分为平行节理和交叉节理，这些裂隙在地下水流动中扮演着重要的通道角色。
2. 微裂隙：微裂隙是一种细小的裂隙，一般通过岩石的断裂破碎来形成。
它们可能对地下水流动具有较大的影响，尤其是当它们具有高度互连性时。
3. 断层：断层是在地壳运动过程中形成的巨大裂隙，可以延伸数百米甚至几十千米。
地下水在断层带中流动时，裂隙的连通性将影响地下水流动的速度和方向。
二、岩层裂隙对地下水流动的影响岩层裂隙作为地下水流动中的通道，会对地下水的流动速度、流向和水质产生重要影响。
1. 流动速度影响：岩层裂隙的存在可以增加地下水流动的通道和介质的连通性，从而增加地下水的流动速度。
裂隙的宽度和连通性越高，地下水流动速度越大。
2. 流向调整：当地下水流经节理裂隙或断层时，它们可能会被裂隙的排列方向所控制，从而调整水流的方向。
这种调整可能会导致地下水流向发生变化，甚至形成水流的回旋现象。
3. 水质变化：不同类型的岩层裂隙对地下水中溶解物的输运存在差异，因此它们也会对地下水的水质产生影响。
某些裂隙可能会使地下水受到外界污染物的影响，从而导致水质下降。
三、岩层裂隙的管理与保护岩层裂隙在地下水资源管理中起着重要的作用，因此对其进行管理和保护至关重要。
1. 保持裂隙的连通性：保持岩层裂隙的连通性非常重要，可以通过减少堵塞物的引入和制定合适的采水方案来实现。
裂隙的连通性维护有助于提高地下水的开采效率。
2. 污染防控：针对水质变化问题，应加强对地下水质量的监测和管理，以减少或防止外界污染物对地下水的影响。
地下水的一 些 概 念
7、孔 隙 水 、
孔隙水赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙网 络之中。在我国，第四系与部分第三系属未 胶结或半胶结的松散沉积物，赋存孔隙地下 水。在此，我们主要讨论第四系松散沉积物 中的孔隙水。
8、裂 隙 水
坚硬基岩在应力作用下产生各种裂隙：成岩过程中形成成岩裂隙；经历构造变动产生构造 裂隙，风化作用可形成风化裂隙。 贮存并运移于裂隙基岩中的裂隙水，往往具有一系列与孔隙水不同的特点。某些情况下， 打在同一岩层中相距很近的钻孔，水量悬殊，甚至一孔有水而邻孔无水；有时在相距很近 的井孔测得的地下水位差别很大，水质与动态也有明显不同；在裂隙岩层中开挖矿井，通 常涌水量不大的岩层中局部可能大量涌水；在裂隙岩层中抽取地下水往往发生这种情况： 某一方向上离抽水井很远的观测孔水位已明显下降，而在另一方向上离抽水井很近的观测 孔水位却无变化。所有上述现象说明，与孔隙水相比，裂隙水表现出更强烈的不均匀性和 各向异性。概 述 坚硬基岩在应力作用下产生各种裂隙：成岩过程中形成成岩裂隙；经历构造变动产生构造 裂隙，风化作用可形成风化裂隙。 贮存并运移于裂隙基岩中的裂隙水，往往具有一系列与孔隙水不同的特点。某些情况下， 打在同一岩层中相距很近的钻孔，水量悬殊，甚至一孔有水而邻孔无水；有时在相距很近 的井孔测得的地下水位差别很大，水质与动态也有明显不同；在裂隙岩层中开挖矿井，通 常涌水量不大的岩层中局部可能大量涌水；在裂隙岩层中抽取地下水往往发生这种情况： 某一方向上离抽水井很远的观测孔水位已明显下降，而在另一方向上离抽水井很近的观测 孔水位却无变化。所有上述现象说明，与孔隙水相比，裂隙水表现出更强烈的不均匀性和 各向异性。
基岩的裂隙率比较低（通常比松散岩石的孔隙率 低一到两个数量级），裂隙在岩层中所能占有的 赋存空间很有限；这一有限的赋存空间在岩层中 分布很不均匀；裂隙通道在空间上的展布具有明 显的方向性。因此，裂隙岩层一般并不形成具有 统一水力联系、水量分布均匀的含水层，而通常 由部分裂隙在岩层中某些局部范围内连通构成若 干带状或脉状裂隙含水系统。 岩层中各裂隙含水系统内部具有统一的水力联系， 水位受该系统最低出露点控制。各个系统与系统 之间没有或仅有微弱的水力联系，各有自己的补 给范围、排泄点及动态特征，其水量的大小取决 于自身的规模。规模大的系统贮容能力大，补给 范围广，水量丰富，动态比较稳定。
水文地质学11-13 孔隙水、裂隙水、岩溶水
分选
差 中等 好
•整理课件
透水性（K） 好
差
水位埋深 深 浅 渐深（或承压）
赋存 （深埋区） （•整理溢课流件 区） （下沉区）
补给 流速水交替
排泄
好
V大，交替快
径流排泄
•整理课件
差 V小，交替慢 蒸发排泄
形成作用 矿化度（TDS）
成分与类型
溶滤作用
低 中
HCO3
•整理课件
SO4
1）岩层具有可溶性
1）自然地理条件，气候、地形
2）地下水具有侵蚀作用
2）地质条件
3）可溶岩必须是透水的
3）水文地质条件，动力、化学
4）水是可流动的
•整理课件
岩溶水特征
介质特征：有规模巨大的溶洞，也有十分细小的裂隙或孔隙。细小孔隙 与裂隙的导水性差而总的容积大，成为主要贮水空间；大的岩溶管道与 开阔的溶蚀裂隙构成主要导水通道；规模介于两者之间的则兼备。
1）洪积扇中的地下水
2）冲积平原中的地下水
3）湖积物中的地下水
4）黄土高原的地下水
•整理课件
1）洪积扇中的地下水 典型的洪积扇形成于干旱半干旱地区的山前地带。
暴雨形成流速极大的洪流，山区洪流沿河槽流出，进 入平原或盆地，地势转为平坦，集中的洪流转变成辫状散 流，水的流速顿减，搬运能力急剧降低，洪流所携带的物
•整理课件
冲积平原地下水 的形成和分布除 受岩性和地形的 控制外，还受到 水文、气候等因 素的影响。 平原河流的冲积 物颗粒细小，地 形坡度平缓，地 下水埋藏浅，径 流缓慢。
•整理课件
3）湖积物中的地下水 湖积物属于静水沉积，颗粒分选性良好，层理细密，岸边 浅水处沉积砂砾等粗粒物质，湖心则多为粘土。构成含水 层的砂砾石分选性较好，磨圆度高，空隙度大，透水性强。 波浪力是颗粒分选的动力，波浪力影响的范围内，波浪反 复淘洗沉积物，粗粒留在岸边，细粒落于远岸，波浪力影 响不到的湖心，则沉积细小的粘粒。 随着气候和构造运动发生变化。
地下水类型
地下水类型地下水按埋藏条件可分为三大类：包气带水、潜水、承压水。
根据含水层的空隙性质，地下水可分为三个亚类：孔隙水、裂隙水、岩溶水。
一、包气带水包气带水处于地表面以下潜水位以上的包气带岩上层中，包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及基岩风化壳（粘土裂隙）中季节性存在的水。
包气带水的主要特征是受气候控制，季节性明显，变化大，雨季水量多，旱季水量少，甚至干涸。
包气带水对农业有很大意义，对建筑工程有一定影响。
二、潜水埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由面的重力水叫潜水。
潜水的自由表面，承受大气压力，受气候条件影响，季节性变化明显，春、夏季多雨，水位上升，冬季少雨，水位下降，水温随季节而有规律的变化，水质易受污染。
潜水主要分布在地表各种岩、土里，多数存在于第四纪松散沉积层中，坚硬的沉积岩、岩浆岩和变质岩的裂隙及洞穴中也有潜水分布。
潜水面随时间而变化，其形状则随地形的不同而异，可用类似于地形图的方法表示潜水面的形状，即潜水等水位线图。
此外，潜水面的形状也和含水层的透水性及隔水层底板形状有关。
在潜水流动的方向上，含水层的透水性增强；含水层厚度较大的地方，潜水面就变得平缓，隔水底板隆起处，潜水厚度减小。
潜水面接近地表，可形成泉。
当地表河流的河床与潜水含水层有水力联系时，河水可以补给潜水，潜水也可以补给河流。
潜水的流量。
水位、水温、化学成分等经常有规律的变化，这种变化叫潜水的动态。
潜水的动态有日变化、月变化、年变化及多年变化。
潜水动态变化的影响因素有自然因素及人为因素两方面。
自然因素有气象、水文、地质、生物等。
人为因素主要有兴修水利。
修建水库。
大面积灌溉和疏干等。
这些因素都会改变潜水的动态，我们掌握潜水动态变化规律就能合理地利用地下水，防止地下水可能造成的对建筑工程的危害。
潜水的补给来源主要有：大气降水、地表水、深层地下水及凝结水。
大气降水是补给潜水的主要来源。
降水补给潜水的数量多少，取决于降水的特点及程度、包气带上层的透水性及地表的覆盖情况等。
地下水的分类方法及按含水空间分类特征
地下水的分类方法及按含水空间分类特征摘要地下水指赋存和运动与地表以下土层和岩石空隙中的水。
地下水和地表水一样，是水资源的重要组成部分。
地下水以其良好的水质和稳定的供水条件，成为工农业和城市供水的重要水源。
作为水资源的一部分，地下水的不合理开发和利用，又造成了地下水资源的减少和地下水环境的、恶化。
因此，研究地下水的形成和类型，研究地下水与地表水及大气降水之间的转换以及地下水的动态变化规律，对于城市供水和区域资源的可持续利用具有重要的意义。
本文介绍了地下水，地下水的分类以及按含水空间分类特征。
地下水的分类方法中，对地下水按埋藏条件分类和按含水空间分类的简要叙述；主要介绍了不同空隙性地下水的分布特征，包括孔隙水，裂隙水，溶岩水的特点和分布特征。
关键词：地下水；孔隙；裂隙；溶隙1地下水概述地下水指赋存和运动与地表以下土层和岩石空隙中的水。
地下水和地表水一样，是水资源的重要组成部分。
存在于岩石空隙中的水体，与岩石圈、水圈、生物圈中的水分发生着各种形式的联系，参与着自然界的水循环过程。
地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给，又以蒸发和蒸腾形式将水分散发到空中，同时以地下径流的方式注入海洋或陆地上的地表水体。
地下水以其良好的水质和稳定的供水条件，成为工农业和城市供水的重要水源。
作为水资源的一部分，地下水的不合理开发和利用，造成地下水位下降形成的地下水降落漏斗、地面沉降、地下水污染等问题。
因此，研究地下水的形成和类型，研究地下水与地表水及大气降水之间的转换以及地下水的动态变化规律，对于城市供水和区域资源的可持续利用具有重要的意义。
2地下水的分类方法地下水埋藏和分布于地壳岩石中，因此岩石的成分和性质、岩石空隙的打消、形状及其成因等必然会影响到地下水的物理性质、化学成分、循环条件以及动态变化。
为了充分利用和研究地下水资源，有必要对地下水进行科学的分类。
地下水的分类原则是要反映出地下水的赋存特征。
埋藏条件和含水介质是最主要的两个赋存特征，它们对地下水水量和水质的时空分布有着重要意义。
第三章 地下水
一、地下水及含水层
强结合水 结合水 弱结合水 毛细水 液态水 重力水 土中水 非结合水 气态水 固态水
1、毛细水 定义：存在于细小孔隙中（直径0.002～0.5mm）， 受毛细作用控制的水。毛细水上升高度与土粒大 小相关，细小的土粒，水位上升越高。P120表5-1 为土层毛细水通常上升高度。毛细水对工程建筑 意义： （1）产生毛细力。 （2）导致土内产生封闭气体。 （3）助长地基土的冻涨现象；地下室受潮；危害 房屋基础及公路路面；土的沼泽化、盐渍化。
2、重力水 、 定义：存在于较粗大孔隙中，在重力作用 下自由流动的水。 产生浮托力；孔隙水压力；潜蚀。 含水层：能够给出并透过相当数量的重力 水的岩层或土层。如碎石土、碎屑岩。 隔水层：不能够给出并透过相当数量的重 力水的岩层或土层，或给出并透过水的数 量微不足道的岩土层。粘土层、页岩
二、岩土的水理性质
上层滞水 包 气 带 水 饱 和 带 水
潜水面 潜水
承压水
二、潜水 定义： 定义：埋藏在地表以下第一个连续稳定的隔水层 以上，具有自由水面的重力水。 以上，具有自由水面的重力水。 1、潜水特征 、 （1）潜水面以上无稳定的隔水层存在，大气降水 ）潜水面以上无稳定的隔水层存在， 和地表水直接补给。水位受气象要素影响较大。 和地表水直接补给。水位受气象要素影响较大。 （2）潜水自水位较高处向水位较低处渗流。在山 ）潜水自水位较高处向水位较低处渗流。 脊地带潜水位的最高处可形成潜水分水岭。 脊地带潜水位的最高处可形成潜水分水岭。
2、地下水中主要气体成分
主要气体成分有：O2、N2、CO2及H2S。一般情 况下，地下水中气体含量在几毫克/升到几十毫克/ 升，可反映地球的化学环境。 地下水中CO2含量越多，则溶解碳酸盐的能力越 强，如地下水中含有CO2气体，水体会对钢筋混 凝土产生侵蚀。 3、地下水中的胶体成分与有机质 以碳、氢、氧为主的有机质，常以胶体方式存在 于水中。难以离子状态溶于水中的化合物，常以 胶体型式存在于水中，如Fe(OH)2。
地下水结构
地下水就赋存在空隙中，原理就跟海绵吸水一样。
孔隙大的沙土，壤土就是含水层，致密的粘土或者岩层就是隔水层。
地下水就存在含水层里，你打个井如果到了地下水位，周围空隙里的水就渗出来了。
如果地下是纯水的只有在及其特殊的情况下才会产生，第一种是岩溶地区地下水侵蚀的溶洞中充满水，第二种就是挖矿特别是煤层造成的采空区积水。
一般情况下纯水塑性太大，承载力小；上面要是建个房子，一抽水那房子不下沉甚至直接塌了，就跟在注水的气球上一样了，地面都是软的了地下水和储水构造是结合的，不存在所谓的纯水。
地下水的分类：
1.按地下水的贮存埋藏条件分类
(1)包气带水
结合水（分吸湿水、薄膜水）
毛管水（分毛管悬着水与毛管上升水）
重力水（分上层滞水与渗透重力水）
(2)饱水带水
潜水
承压水（分自流溢水与非自流溢水）
2.按岩土的贮水空隙的差异分类
(1)孔隙水
(2)裂隙水
(3)岩溶水
一般粘土、泥岩、页岩为隔水层，砂岩、灰岩、花岗岩既可以是隔水层，也可以是含水层。
3-孔隙水、裂隙水和岩溶水
什么是地下水
第三节
孔隙水、裂隙水与岩溶水
根据岩土空隙类型的不同，将地下水划分成以下三种类型：
1 孔隙水 2 裂隙水
3 岩溶水
孔隙水：存在于岩层孔隙中的地下水。 最常见的孔隙水埋藏于松散的沉积物中， 例如洪积、冲积、湖积和冰积物中。
Diluvial fan 洪积扇
渭干河在天山南坡形成的洪积扇
垂直剖面来看具有二元相结构
2 裂隙水
裂隙水：存在于岩层裂隙中的地下水。根据裂隙的成因 不同，可将裂隙水划分为：
构造裂 隙水
成岩裂 隙水
风化裂隙 水
裂隙的发育与裂隙水
3 岩溶水
岩溶
可溶性岩石在水的作用下 形成的溶蚀性地貌现象。
岩溶水
赋存于岩溶化岩体中 地下水的总称。
岩溶发育的影响因素
岩石的 可溶性
滦河的冲积物
冲积物中的地下水
冲积物是河流在平原、山间盆地、山间谷地中沉积的物质，分布在 河漫滩、阶地等地貌单元上。
水平、垂直方向的岩性结构变化较大
河流的上游冲 积物分布范围 小，厚度薄， 物质颗粒大， 透水性好，径 流快，水质好， 但水量不大。
冲积物的特点
中下游由于 河道越冲范 围越大，坡 降变缓，流 速变小，所 携带泥沙颗 粒越来越细。
岩石的 透水性
水的 侵蚀性
水的 流动性
宜兴善卷洞
辽宁本溪水洞
落水洞
岩溶水的分布
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从上游到下游，沉积物由砂砾卵石层--细粉砂、砂砾石层---粉砂、亚砂土、亚粘土， 沉积规模由小到大，粒度由粗变细。
从河床（现代河道与古河道）到两侧漫 滩、阶地以及河间洼地，沉积物砂砾卵石--粉细砂---亚砂土、亚粘土，粒度由粗变细。 垂向上粗、细粒沉积物多呈透镜状犬牙交错 互相穿插。
黄河冲积平原水文地质示意图
湿润气候的川西山前倾斜平原
年降水量高达1000mm以上，由洪积扇顶 部直到溢出带以下，均为矿化度小于0.5g／L 的重碳酸盐水，水化学分带很不明显。
9.1.2 冲积物中的地下水
1、冲积物的沉积特征 冲积物分布于平原、山间盆地和山间谷 地中，是经常性水流（河流）所形成的沉积。 地貌为：河床、漫滩、阶地。
洪积扇岩相分带结构示意图
2、洪积物的水文地质特征：
Ⅰ带---盐分溶滤带（径流带）： 沉积物透水性好，利于吸收降水和地表水
的补给。潜水埋藏深，水力坡度大，径流途径 短而强烈；蒸发微弱，以径流排泄为主；溶滤 强烈，常形成低矿化水；地下水位动态变化大。
Ⅱ带---盐分过路带（溢出带）： 沉积物透水性变差，径流受阻，潜水位
2、冲积物的水文地质特征
上游：为单一的潜水，沉积物透水性强， 降水补给，径流排泄，含水层分布窄，厚度小， 水质好（HCO3---Ca型水），储量小。
中游：出现承压水，沉积物透水性强，降 水、地表水补给，以径流排泄为主伴有蒸发， 含水层厚度大，埋深较浅，水量丰富，多为淡 水。
下游：宽广的冲积平原，承压水和潜水 互层，沉积物透水性变差，降水、地表水补 给，以蒸发排泄为主，含水层单层厚度变薄， 薄层的粉细砂、亚砂土、亚粘土组成含水岩 组。潜水埋藏较浅（2-3m），水质变差。
洪积扇
昌马洪 积扇
玉门市 坐落在 一个如 银杏叶 般的洪 积扇东 北边缘 。玉门 油田
粒度统计分析方法在青藏高原隆升研究中的运用及效果 _以昌马洪积扇为例
太行山（ 北段）冲 积扇造就 的城市带
祁连 山冲 积扇 造就 的城 市带
新疆哈密 洪水来势汹汹， 冲出山口后，由 于坡度骤降，水 流变得缓而分散 ，丝丝细流漫无 目的地流淌开来 ，仿佛一束被解 开的辫子。每一 次洪水所携带的 物质堆积沉淀下 来，逐渐形成了 厚厚的洪积扇。
接近地表形成泉或沼泽；径流途径加长；蒸 发加强，水的矿化度增高；地下水位动态变 化小。
Ⅲ带---盐分堆积带（蒸发带）： 沉积物透水性较差，出现承压含水层，
潜水埋深较Ⅱ带增大，径流缓慢；以蒸发 排泄为主，水的矿化度较高，易发生盐渍 化。
特征综述：
Ⅰ带 Ⅱ带 Ⅲ带
潜水位埋深由深变浅 径流由强变弱 透水性由好变差 补给条件由好变差 径流排泄转为蒸发排泄 溶滤作用转为浓缩作用 水位变幅由大变小 矿化度由小变大
.
河谷剖面图（李正根P57图4--15，16） 图
河北平原浅层古河道分布略 武地院地貌P135
3、冲积层的富水地段
A 山区河谷： 山区河流主支流交汇地段； 河谷开阔地段，呈袋状或葫芦状谷地； 河流急转变段和河弯的凸岸。
B 丘陵低山区： 低阶地和阶地前缘； 高阶地中河床砂砾石的沉积带； 河漫滩地带。
C 河流下游平原： 依据利于富水的地质构造条件和
岩性特征予以圈定。
冲积平原地下水的分带性的特点
9.1.3 湖积物中的地下水
1、湖积物的沉积特征： 湖积物属于静水沉积（由动水到静水的沉
积）。岸边浅水处沉积砂砾石层，向湖心逐 渐过渡为粘土（化学沉积）。
半干旱地区洪积扇水文地质示意剖面图
因新构造运动引起的洪积扇地下水位异常
山前水位埋深 深 浅 深 浅
洪积扇水化学分带在不同气候条件下很不 相同。
干旱气候的祁连山山前倾斜平原，年降水量只有 50～170mm，降水入渗补给地下水微乎其微，蒸发强 烈，显示良好的水化学分带。
洪积扇顶部为矿化度小于lg／L的重碳酸盐水； 中间过渡带为1～3g／L的重碳酸盐—硫酸盐水和 硫酸盐－氯化物水； 溢出带以下为矿化度大于l0g／L的氯化物水。
孔隙水广泛分布于第四系松散沉积物的颗 粒之间，是沉积物的组成部分。
不同成因类型的松散沉积物，受不同水动 力条件的控制，显示出不同的水文地质特征。
从回溯挽近时期地质发展史，恢复沉积时 的水动力条件，是掌握松散沉积物沉积规律并 借以认识孔隙水形成与分布规律的关键所在。
9.1.1 洪积物中的地下水
1、洪积物的沉积特征：洪积物多分布于 山前平原和山间盆地，是暂时性水流（洪流） 流出山口形成的，地貌特征为洪积扇。洪积 物的颗粒由山前向平原逐渐变细。
河床（古河道）：沉积物透水性强，降水、 地表水补给，径流排泄，溶滤作用为主，水 质好。
远离河床：沉积物透水性减弱，潜水局部 具承压性，降水、地表水补给，蒸发、径流 排泄，出现浓缩作用，水质变差。
河间洼地：沉积物透水性较差，降水、地 表水补给，蒸发排泄，以浓缩作用为主，水 质较差（多为Cl型水，矿化度＞10g/L）。
典型地区洪积扇沉积物的分带性
洪积扇岩相分带(沉积特征)：
扇顶相、扇形相、滞水相 扇顶相 以巨砾、砾石等粗粒沉积物为 主，夹有细粒沉积透镜体，巨砾间为后续
水流细粒充填，发育急流交错层理。
扇形相 为沉积砂砾卵石、漂砾组成。 粗粒沉积物成条状由扇顶伸入，剖面上呈各 种透镜状(又称填谷粗粒沉积物)，常与细粒 沉积物交互，呈现不连续层状，称“多元结 构” 。
滞水相 又称边缘相，进入平原或盆地，主 要由亚砂土、亚粘土组成，具有由粉砂与亚粘带在平面和剖面上都呈过渡关 系。洪积物岩相离山口的距离取决于气候和新 构造运动对洪流作用的影响，有时离山口近， 有时远离山口伸入平原(或盆地)较远。洪积物厚 度最大处在中部；在山前有活动断裂时近断裂 带最厚。
第9章 不同含水介质中的地下水
本章教学内容：
9.1 孔隙水 9.2 裂隙水 9.3 岩溶水 9.4 泉
9.1 孔隙水
9.1.1 洪积扇中的地下水 9.1.2 冲积物中的地下水 9.1.3 湖积物中的地下水 9.1.4 黄土中的地下水 9.1.5 孔隙含水系统实例分析
赋存于松散岩类孔隙中的水称为孔隙水。