第二章 地下水的储存与循环

地下水的成因
• 一、渗入成因 大气降水成因，溶滤水，渗入水 • 二、沉积成因 沉积物在盆地堆积成岩的过程中保存的一些水 • 三、内生成因 源自地球深部，或火山作用中的岩浆；变质作用
地下水的储存与岩石的水理性质
• 地下水的储存空间：岩石的空隙 （孔隙 ，裂隙 ，溶隙 ） • 孔隙与粒径关系：三种颗粒直径不同的等粒岩石，排列方式相同时， 孔隙度完全相同 空隙性：指岩石空隙的大小、多少、形状、分布特点以及连通情况等。 孔隙率：一定体积岩石（包括孔隙）中孔隙体积所占的比例。 岩石空隙的特性：均匀性、方向性、连通性 • 地壳岩石中存在着以下各种形式的水： （1）岩石“骨架”中的水：亦称之为矿物结合水，其主要形式为沸 石水、结晶水和结构水； （2）岩石空隙中的水：主要形式为结合水（吸着水、薄膜水）、重 力水、毛细水、固态水和气态水。
地下水的循环
• 自然界水的循环：地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作 用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗和径流等环节，不断地 发生相态转换和周而复始运动的过程。 • 地下水的循环：地下水经常不断地参与自然界的水循环。含水层或含 水系统通过补给从外界获得水量，径流过程中水分由补给处输送到排 泄处然后向外界排出。补给、径流与排泄决定着含水层或含水系统的 水量与水质在空间和时间上的变化。这种补给、径流、排泄无限往复 进行构成了地下水的循环。
水的存在形式
• • • • • • • 大气水（气态） 陆地地表水（江河、湖） 冰川水（固态） 海洋水 地下水 土壤水（包气带水） 地下水（狭义，饱和带水）
自然界水循环的基本过程
• • • • • • 蒸发 水汽输送 凝结 降水 入渗 径流（地表径流, 地下径流）
水循环的作用与效应
• • • • 影响气候变化 水循环形成各种地貌形态 水循环是环境的主要控制因素 水文循环为人类提供了巨大的水资源和能源
• 容水性，含水性 ，持水性，给水性 ，透水性
含水层和隔水层
• 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、沿粘土等）；不含水的透水层（沙 漠、被疏干的含水层等） • 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 • 构成含水层的基本条件： 岩层要具有能容纳重力水的空隙，有储存和 聚集地下水的地质条件 • 透水层不等于含水层，下部赋存有隔水层的透水层才可以成为含水层。
地下水:埋藏在地表以下岩石孔隙、裂隙、溶隙中的水称之为地下水。 孔隙：松散岩石是由大小不等的颗粒组成的，颗粒或颗粒集合体之 空隙（松散岩层） 裂隙：固结的岩石受地壳运动及Baidu Nhomakorabea它内外地质应力作用下岩石破裂 变形产生的空隙（坚硬岩石 ） 溶隙：可溶岩中各种裂隙，被水流溶蚀扩大成为各种形态的溶隙（ 可溶性岩石 ）
影响地下水变化的原因
• • • • • • • 1．自然条件改变引起的变化 （1）河水位的变化 （2）地下水分水岭的改变 2．人类活动引起的变化 （1）修建水库 （2）人工开采和矿区排水 （3）农田灌溉与人工回灌
• 水循环是地球上一切水文现象产生的根源
地下水的补给
• • • • • • • 定义：含水层自外界获得水量的作用称为补给。 来源 1 大气降水的补给 2 地表水的补给 3. 凝结水的补给 4 含水层之间的补给 5. 人工补给
地下水的排泄
• • • • • 含水层失去水量的过程称为排泄。 1．泉水排泄 2．向地表水的排泄 3. 蒸发排泄 4．不同类型含水层之间的排泄作用
地下水分类表
一、上层滞水
• • 定义：包气带中聚集在局部隔水层之上的重力水. 特征：接近地表，接受大气降水补给，以蒸发形式或向隔水底板边缘 排泄。动态变化很不稳定。
二、潜水
• 定义:潜水是埋藏在地面以下第—个稳定隔水层以上具有自由水面的地 下水。 • 特征：与大气相通，具自由水面，补给区与分布区一致，动态受气候 影响较大。潜水面形状受地形影响。 • 潜水等水位线可用于 • 1. 确定潜水流向；2. 确定潜水的水力坡度; • 3. 确定潜水的埋藏深度；4. 提供合理的取水位置；5. 推断含水层岩性 或厚度的变化；6. 确定潜水与地表水的相互补给关系；
地下水的径流
• • • • • • • • • • • • 地下水在岩石空隙中的流动过程称为径流。 1．地下水径流的产生及影响因素 地下水径流的方向、速度、类型、径流量的主要影响因素 （1）含水层的空隙性 （2）地下水的埋藏条件 （3）补给量 （4）地形 （5）地下水的化学成分 （6）人为因素 2．地下径流量的表示方法 地下水补给、径流、排泄条件的转化 地下水补给、径流、排泄条件的转化，可分为两类
三、承压水
• 定义：充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力的重力水。 • 特征：不具自由水面，并承受一定的水头压力；分布区和补给区不一 致；动态变化较稳定；不易受地面污染。 • 承压水的形成条件 ：与地质构造有密切关系（斜构造和单斜构造） • 含水层分类：补给区、承压区及排泄区
泉
• 泉：地下水在地表的天然出露。泉的出露多在山麓、河谷、冲沟等地 面切割强烈的地方 。 • 按照补给源性质分类：上升泉、下降泉，或者分为上层滞水泉、潜水 泉、承压水泉。 • 按照出露原因分类 ：侵蚀泉、接触泉、溢出泉、断层泉 • 根据泉水温度分类：冷泉、温泉
• 毛细现象：液体表面张力作用下在毛细管中水位上升一定高度的现象。 毛细上升高度与毛管直径成反比。 • 岩石孔隙：等效于弯曲的毛细管－在地下水面以上必然有毛细水。 • 结论：松散岩层的颗粒越粗，孔隙越大，则毛细上升高度越小。
岩石的水理性质
• 岩石的水理性质：空隙大小和数量不同的岩石与水作用，所表现出的 岩石的容纳、保持、给水和透水性质称为岩石的水理性质。