地下水的地质作用
认识地下水的地质作用
６.２ 地下水的类型
• (３)确定潜水面的埋藏深度.潜水面的埋藏深度等于该点的地形高程减 潜水位.根据各点的埋藏深度值,可绘出潜水等埋深线.
• (４)确定含水层厚度.当等水位线图上有隔水层顶板等高线时,同一测 点的潜水水位与隔水层顶板的高程之差即为含水层厚度.
• ３.承压水 • 充满于两个隔水层之间含水层中具有水头压力的水,称为承压水.承压
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６.２ 地下水的类型
• 许多干旱盆地中心,形成高含盐量的咸水,即是垂直排泄的结果.水平排 泄,既消耗水分又消耗水中盐分,所以不会引起潜水化学组成的改变.
• 排泄与径流是密切相关的,一定的径流条件产生与其相适应的排泄方 式,如径流条件好的山区河流中游地区,潜水排泄以水平方式为主;径流 条件不好的平原或河流下游,主要是垂直排泄.人工开采潜水也是排泄.
• 潜水补给来源充沛,水量比较丰富,是重要的供水水源.但在居民区和厂 矿附近易被污染.潜水水质变化较大,湿润气候地形切割强烈时,易形成 含盐低的淡水;干旱气候低平地形,常形成含盐量高的咸水.
• (２)潜水面的形状及其影响因素.潜水面的形状是潜水的重要特征之一 ,它一方面反映外界因素对潜水的影响;另一方面也反映潜水的特点,如 流向、水力坡度等.
• (３)潜水的补给、径流和排泄.潜水含水层自外界获得水量的过程称补 给.在补给过程中潜水的水质可随之发生相应的变化.潜水最普遍的和 最大的补给源是大气降水入渗.地表水的补给常发生在河流下游或洪 水期,地上河的补给常发生在河流下游或洪水期,地上河的补给则是经 常的.当潜水下部承压含水层的水位高于潜水位时,下部含水层的水可 以通过它们之间的弱透水层或通道补给潜水,这种补给称越流补给.
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地下水对地质的作用
地下水的地质作用地下水与土石相互作用会使土体和岩体的强度和稳定性降低，产生各种不良的自然地质现象和工程地质现象，给工程的建筑和正常使用造成危害。
滑坡、岩溶、潜蚀、土体盐渍化和路基盐胀、多年冻土和季节冻土中冰的富集、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等都与地下水的存在和活动有关，地下水还常常给隧道施工和运营带来困难，甚至带来灾害。
因此地下水对工程有极其重要的影响。
地下水指的是埋藏在地表下面土中孔隙、岩石孔隙和裂隙中的水。
地下水的富集必须具备三个条件，有较多的储水空间，有充足的补给水源和有良好的汇水条件。
地下水长期在地下运动，可从岩石中获得大量可溶性的物质成分，使之成为成分复杂的溶液。
其常见成分有O、K、Na、Ca、Mg、C1等地下水中常见元素；主要离子元素有氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、钠离子、钾离子；常见的气体有O2、N2、CO2、H2S；地下水中还含有大量的胶体物质Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2及以胶体形式存在的有机质。
多数地下水的PH在6.5到8.5之间。
地下水是自然界水的一部分。
据估算，埋藏在地下17Km以内的地下水总量约为8.4×1015m3，其中有一半埋藏在地面以下1Km的范围内。
地下水能在岩石中储存和运动是因为岩石具孔隙度和渗透性，地下水能否在岩石中运动取决于岩石的渗透性。
地下水据其在孔隙中的存在形式可分为吸附水、薄膜水、毛细水和重力水。
吸附水是受静电引力作用以分子状态吸附于岩石表面的水。
吸附水厚度大于几个到几百个水分子直径时，便形成薄膜状即薄膜水。
当孔径小，水量增多时，水受表面张力作用逆重力方向运动，称毛细水。
若孔径较大，水的重力大于表面张力和静电引力时，水受重力影响垂直渗流即重力水。
根据地下水的运动方向分为包气带地下水和饱气带地下水。
包气带地下水是呈垂直方向运动的水。
埋藏在包气带中的地下水，主要以吸附水、薄膜水和毛细水形成存在。
在包气带内局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水称为上层滞水，它是埋藏在地面以下包气带岩土层中的水，它在距地表很近的包气带内，局部的隔水层上。
地下水的地质作用
（一）、岩石空隙的类型 1、松散岩石中的孔隙 2、坚硬岩石中的裂隙 3、可溶岩石中的溶穴
1、孔隙
在颗粒或颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。 岩石中孔隙体积的多少影响其储容地下水能力大小的重要因素。 孔隙体积的多少，可用孔隙度表示，它是 指某一体积岩石中孔隙 体积所占的比例（用n表示）。
• 4、地下水流动的影响
• 地下水流动是岩溶发育的主要因素。只有当地下水不断流动，水中溶蚀的物质被 带走，富含CO2的渗入水不断补充更新，水才能经常保持侵蚀性，溶蚀作用才能 持续进行。地下水径流条件好坏事孔子岩溶发育的最活跃因素。
• 控制岩溶发育的各种自然地理、地质构造，在很大程度上正是通过影响地下水的 径流起作用。
包括固体骨架在内的整个渗流场中，就是用一种假想的渗流来代替复杂的实
际渗流，如图
这样一来，就可以将假想渗流作为连
续水流看待。
法国水力学家达西
地下水运动线性渗
规律。
第三节、地下水的潜蚀作用
地下水对地壳岩石圈产生剥蚀作用，由于其在地下进行，故常称为潜蚀作用。按 作用方式可分为机械冲刷和化学溶蚀。
一、机械冲刷
• 2、裂水 • 隙裂隙水系指贮存于岩石裂隙中的地下水。 • 由于岩石裂隙成因不同，致使岩石的裂隙率大小、裂隙的张开程度、连通情
况常常差异颇大，裂隙通道在空间上的展布具有明显的方向性，因而裂隙水 的分布一般很不均匀。 • 与孔隙水相比，裂隙水表现出强烈的不均匀性和各向异性。
• 3、岩溶水 • 岩溶水特指贮存于可溶岩石的溶蚀裂隙、溶穴、暗河中的地下水。 • 它的分布较裂隙水更不均匀，常常相对集中且流动迅速，可能承压亦不能承
越大，则透水性愈好
地质学-第7章地下水的地质作用
溶洞的发育由溶蚀、机械潜蚀和重力崩塌等多种 作用共同形成。
近于同一高度的洞穴可以连接起来，构成迂回曲 折、忽高忽低、时宽时窄的溶洞系统。
——美国肯塔基州巨洞国家公园的猛犸洞， 长252公里。
——桂林七星岩有总长16公里的地下溶洞。
孔隙水
溶隙 水
裂隙 水
透水性（permeability）：岩石能透过地下水 的性能。
透水层（permeable bed）：地下水易于通过 的岩石层。
含水层（aquifer）：能透过或保存地下水并 能在重力作用下释放出相当数量水的岩层。
隔水层（impervious bed）：地下水不易透过 和储存的岩层。
岩溶作用形成的地形称岩溶地形（或称喀斯特地 形（karst landform））。
喀斯特——来源于南斯拉夫亚得里亚沿海的喀斯 特高原，该地区以碳酸盐岩石发育为主。
徐霞客在桂林的 塑像
地关中下，的水一对CO部可2的分溶含C性O量岩2是越石以大的碳，溶酸对解氢岩力根石与（的地H溶下C蚀水O3力中-）越C的O大形2的。式含地存量下在有水 的C大a。增CO含加3）H。+接和触HC时O，3-的便水会与发石生灰化岩学（反主应要，成使分其为溶方解解度石大
潜水面——隔水层之上，潜水的自由水面。 潜水面受地形，构造因素的影响，可以有 起伏。
3．承压水（confined water）：指埋藏在两 个稳定隔水层之间的透水层内的重力水。 又称为层间水（interlayer water）。
承压水的类型
补给 区
自流井
排泄 区
排泄 区
排泄区
地下水按其所贮存岩石的空隙特点又可分 为：
普通地质学 第十二讲 地下水的地质作用
2.1.1．包气带水 （vadose water）包 气带中含有的水。
气态水 结合水 毛细管水 过路重力水
上层滞水
2.1.2潜水(phreatic water）
地面以下第一个稳定隔水 层上面的饱和水。具有自 由的表面，称为潜水面 （phreatic water surface)，即地下水面
影响地下水补给的主要因素。
水位高于地下水面的河流和湖泊也补给地下 水
含水层失去水称为排泄（discharge)。排泄 主要是通过泉（spring), 蒸发, 人工开采地 下水。
泉
泉是地下水的天然露头。分为两类： 水流具有压力而向上运动者称为上
升泉（ascending spring)， 如喷泉 (fountain)。 水流不具有压力，仅受重力驱使而 向下运动者称为下降泉（gravity spring)
地下水所含各种元素的离子、分子和化合物总含量， 称为矿化度(degree of mineralization)。
矿化度与水中离子的成分有联系: 矿化度低的以含HCO3 , Ca、Mg为主， 矿化度中等的以含SO, Na Ca 矿化度高的以含Cl, Na为主，
1.3地下水的补给和排泄
含水层从外界获得水称为补给recharge。 降水量的多少、包气带的岩石性质和厚度是
溶洞与地下河
溶洞系统
如地壳上升，潜水面 下降，沿地下水面发 育的溶洞就抬高而成 为干洞。在新的潜水 面附近发育低一级的 另一溶洞系统。如果 地壳间歇性多次上升， 就造成多级溶洞。
溶蚀谷（solution cave）与天然桥（natural bridge）
溶洞或地下暗河中因 洞顶岩石塌陷而暴露 于地表，形成两岸陡 峭的深谷，称为溶蚀 谷。
地下水地质作用
地下水地质作用地下水是指地球表面以下的水体，它在地下岩石层中流动，并发挥着重要的地质作用。
地下水地质作用是指地下水通过溶解、沉积、侵蚀等过程对地质体产生的变化和影响。
本文将从地下水溶解作用、地下水沉积作用和地下水侵蚀作用三个方面详细介绍地下水地质作用。
地下水溶解作用是指地下水通过溶解岩石中的溶质物质，加速了地质体的溶解作用。
地下水中含有溶解性较强的二氧化碳，当地下水与含有碳酸盐的岩石接触时，二氧化碳会与岩石中的碳酸盐反应生成碳酸，导致岩石的溶解。
这种溶解作用在石灰岩地区尤为明显，形成了众多的溶洞、地下河等地下溶蚀地貌。
例如中国的桂林地区就有着著名的喀斯特地貌，其中的龙胜地下河就是地下水溶解作用的产物。
地下水沉积作用是指地下水通过沉积作用对地质体产生变化和影响。
地下水中含有溶解的物质，在特定条件下会发生沉积作用。
当地下水中的溶解物质超过饱和度时，会发生沉积，形成沉积物。
沉积物的特点是颗粒细小、排列规则，形成了地下水沉积岩。
典型的地下水沉积岩有石英砂岩、石膏石等。
此外，地下水还能通过沉积作用形成坑穴、地下沉积湖等地下沉积地貌。
例如中国的乌鲁木齐地区有着著名的石灰岩坑穴地貌，就是地下水沉积作用的产物。
地下水侵蚀作用是指地下水通过侵蚀作用对地质体产生变化和影响。
由于地下水的流动，其所含的溶解物质会对地下岩石进行侵蚀，加速地质体的破坏和溶解。
地下水侵蚀作用主要表现为岩溶漏斗、溶洞和地下河等地貌。
例如中国的贵州地区就有着众多的喀斯特地貌，其中的黄果树大瀑布就是地下水侵蚀作用的产物。
地下水地质作用主要包括溶解作用、沉积作用和侵蚀作用。
地下水溶解作用通过溶解岩石中的溶质物质加速了地质体的溶解作用；地下水沉积作用通过沉积作用对地质体产生变化和影响；地下水侵蚀作用通过侵蚀作用对地质体产生变化和影响。
这些地下水地质作用在地质学和地貌学研究中具有重要的意义，对于人类的生产生活也有着重要的影响。
因此，加深对地下水地质作用的研究，对于认识地球的演化历史和地质过程，以及保护地下水资源具有重要的意义。
地下水的地质作用
地下水的地质作用：技术专业知识点、浏览量大标题与数值分析一、地下水的地质作用概述地下水是地球上重要的水资源之一，它在自然环境和人类生活中都起着重要的作用。
地下水的地质作用主要是指地下水在地球内部和地表的运动和变化过程中所起的作用。
地下水在岩石和土壤中流动时，会对岩石和土壤产生物理、化学和生物作用，这些作用会影响地下的稳定性和地表的变化。
因此，对地下水的地质作用进行深入的研究和理解，对于保护水资源、防止地质灾害、合理利用地下资源等方面都具有重要的意义。
二、地下水的物理性质和化学成分1.地下水的物理性质地下水的物理性质主要包括温度、颜色、气味、透明度、密度、表面张力等。
地下水的温度通常与周围环境的温度相近，但在地下深处，由于地球内部的影响，水温可能会升高。
地下水的颜色通常为无色或浅色，但受到污染或含有某些化学物质时，颜色可能会发生变化。
地下水的气味通常为无味或略有泥土味，但受到污染时，可能会出现异味。
地下水的透明度通常较低，因为水中含有大量的悬浮物和溶解物质。
地下水的密度通常比地表水低，因为地下水中含有的矿物质和溶解物质较少。
地下水的表面张力通常较低，因为水中含有大量的矿物质和溶解物质。
2.地下水的化学成分地下水中的化学成分主要取决于周围环境和岩石的性质。
地下水中的主要离子包括钙离子、镁离子、钠离子、钾离子等，这些离子主要来自于岩石的风化和溶解。
此外，地下水中还含有大量的溶解气体和有机物，这些物质的含量通常较低，但会受到污染的影响。
三、地下水的水力学特征1.地下水的流动特征地下水在地下的流动过程中，会受到周围岩石和土壤的限制和影响。
因此，地下水的流动速度通常较慢，流动路径也不规则。
在某些情况下，地下水可能会在地表以下较深处形成蓄水层，这些蓄水层的水位可能会受到气候、地形、地质等因素的影响。
2.地下水的压力特征地下水的压力通常来自于水的重力和水深度的压力。
在地下深处，由于岩石和土壤的限制，水的压力可能会增大。
第八章 地下水的地质作用及地貌特征
③隔水层底板形状：若隔水底板向下凹陷， 特别是某些河谷盆地，在枯水季节，可形 成潜水湖，此时潜水面呈水平状；而在丰 水季节水面上升超出盆地边缘的隔水底板， 又可形成潜水流；隔水底板由于构造原因 形成阶梯陡坎，此时潜水面往往出现跌水 现象。
此外，人工抽取潜水，可使潜水面形成 一个以抽水井为中心的漏斗曲面。
（2）潜水
• 是埋藏在地表以下，第一个稳定的隔水层以上， 具有自由水面的重力水（见图）。潜水一般埋藏 在第四纪松散沉积物的孔隙中或出露地表的基岩 裂隙中，潜水的自由表面称潜水面；潜水面上任 一点至地面的距离称为潜水埋藏深度。潜水面上 任一点的海拔高度，称为该点的潜水位H。潜水 面至隔水底板的距离称为潜水含水层厚度。潜水 埋藏深度和含水层厚度各处不一，往往相差很大。
D．承压水的水质变化大，从淡水直到矿化很 高的卤水都有。如承压水的补给、径流与 排泄条件好，则矿化度往往比较低，水质 接近入渗的降水及地表水；如承压水的补 给、径流、排泄条件差，水循环缓慢，则 水从岩层中溶解得到的盐类就多，水的矿 化度相应升高。
2、颜色 地下水一般是无色透明的，它含某 些化合物或胶体物质之后呈现不同的颜色， 含钙、镁离子的水为微蓝色，含2价铁离子为 灰蓝色，含3价铁离子为褐黄色等。
3、透明度 地下水的透明度决定于水中所含 的盐类、悬浮物、有机质和胶体的数量 ，分 为四个等级：
透明（水柱高度大于60厘米）
微混浊（30～60㎝）
2、气体成分 3、胶体和有机质
4、pH值
酸性侵蚀
水的类别 强酸性水 弱酸性水 中性水 弱碱性水 强碱性水
PH值
<5
5-6.5
6.5-8
8-10
>10
第二节 地下水的类型及其特征
河北工程大学 土木工程学院 工程地质 第五章_地下水
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6. 构造裂隙水
●其发育程度既取决于岩石本身的性质，也取决于 边界条件及构造应力分布等因素。 ●分为层状构造裂隙水和脉状构造裂隙水。 ●可以是潜水，也可以是承压水 ●裂隙各有自己独立的系统：补给源、径流及排 泄条件，水位不一致。 ●渗透性常常显示各向异性。 26
5
3.
重力水-----受重力控制的地下水
当岩石、土层的空隙完全被水饱和时，粘 土颗粒之间除结合水以外的水都是重力水，它 不受静电引力的影响，而在重力作用下运动， 可传递静水压力。
重力水的工程意义：
静水压力 动水压力 浮托力 溶解能力--岩土产生化学潜蚀
6
☆ 含水层：能够给出并透过相当数量 重力水的岩层或土层，称为含水层。 ☆ 隔水层：是指那些不能给出并透过 水的岩层、土层，或者这些岩土层给出与透 过水的数量是微不足道的。 ☆构成含水层的条件： 1.岩土中要有空隙存在，并充满足够数 量的重力水； 2.这些重力水能够在岩土空隙中自由运 动。
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▲矿化度：地下水中所含各种离子、分子 与化合物的总量称为矿化度，以g/L表示。 习惯上用105～110℃温度将地下水样品蒸 干后所得的干涸残余物总量来表示矿化度。 可以将分析所得阴阳离子含量相加，求得 理论干涸残余物总量。
注意: 由于在蒸干时有将近一半的HCO3-了分解生 成CO，及H2O而逸失。所以，阴阳离子相加时， HCO3 只取重量的50％。
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32
自流水泉（上升泉）：主要靠承压水补给， 动态稳定，年变化不大，主要分布在自流盆地 及自流斜地的排泄区和构造断裂带上。
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§5.3 地下水的性质
一、地下水的物理性质 地下水的物理性质有：温度、颜色、透明 度、气味、味道、导电性及放射性。 地下水物理性质的研究，使我们能初步了 解地下水的形成环境、污染情况及化学成分， 这为利用地下水提供了依据。
地下水的地质作用
地下水的地质作用地下水对岩层破坏和建造作用的总称。
地下水在流动过程中对流经的岩石可产生破坏作用，并把破坏的产物从一地搬运到另一地，在适宜的条件下再沉积下来。
因此，地下水的地质作用包括剥蚀作用、搬运作用和沉积作用。
剥蚀作用地下水的剥蚀作用是在地下进行的，所以又称为潜蚀作用。
按作用的方式分为机械潜蚀作用与化学溶蚀作用。
工程地质学中的潜蚀概念不包括可溶性岩石的化学溶蚀作用。
① 机械潜蚀作用。
地下水在流动过程中，对土、石的冲刷破坏作用。
地下水在土、石中渗透，水体分散，流速缓慢，动能很小，机械冲刷力量微弱，只能将松散堆积物中颗粒细小的粉沙、泥土物质冲走，使其结构变松，孔隙扩大。
但经过长时间的冲刷作用，也可以形成地下空洞，甚至引起地面陷落，出现落水洞和洼地。
这种现象常见于黄土发育地区。
疏松的钙质粉砂岩也易受到冲刷破坏。
地下水充满松散沉积物的孔隙时，水可润滑、削弱、以至破坏颗粒间的结合力,产生流沙现象;或浸润粘土物质,使之具有可塑性，引起粘土体积膨胀,导致土层蠕动和变形。
② 化学溶蚀作用。
地下水可溶解可溶性岩石所产生的破坏作用，又称喀斯特作用。
地下水中普遍含有一定数量的二氧化碳，这种水是一种较强的溶剂，它能溶解碳酸盐岩（如石灰岩，化学成分为碳酸钙），使碳酸盐变为溶于水的重碳酸盐，随水流失。
碳酸盐岩中常发育裂隙，更易遭受溶蚀，岩石中的裂隙逐渐扩大成溶隙或洞穴。
在碳酸盐岩地区，喀斯特作用可产生一系列如溶沟、石芽、溶洼、溶柱、落水洞、溶洞、暗河、地下湖和石林等喀斯特地形。
搬运作用地下水将其剥蚀产物沿垂直或水平运动方向进行搬运。
由于流速缓慢，地下水的机械搬运力较小，一般只能携带粉沙、细沙前进。
只有流动在较大洞穴中的地下河，才具有较大的机械动力，能搬运数量较多、粒径较大的砂和砾石，并在搬运过程中稍具分选作用和磨圆作用，这些特征类似于地表河流。
地下水主要进行化学搬运。
化学搬运的溶质成分取决于地下水流经地区的岩石性质和风化状况，通常以重碳酸盐为主，氯化物、硫酸盐、氢氧化物较少。
第五章地下水的地质作用
第五章地下水的地质作用一、概述定义：以各种形式埋藏在地表下面土中孔隙、岩石孔隙和裂隙种的水，称为地下水。
研究地下水意义：全地球表层的地下水量估计4亿立方km。
1、地下水是改造地壳表层的地质动力，它的地质作用可以形成千奇百怪的地质景观供人们欣赏；同时是一种重要的矿产，是人畜饮用、农业灌溉及工业供水的重要水源之一。
它不仅可以形成矿产，同时还可以利用它找到矿产。
2、在对人类有利的同时，它还具有不利的一面。
如：1降低岩土体的强度与稳定性，表现：地基沉降，沙土液化，边坡失稳；2道路冻胀与翻浆：温差较大的寒冷地区；3潜蚀作用：冲蚀水颗粒，溶蚀。
3破坏岩土体的整体性，降低其强度和稳定性。
4地下开挖（基坑、隧道）涌水5侵蚀性地下水对工程的腐蚀作用。
6同时还会产生静水、动水压力－对挡墙、桥墩。
二、地下水的形成条件－形成环境（一）地下水的来源：1渗透水：大气降水、冰雪融水、地面流水（江、河、湖、海）等从地面渗入地下积聚成。
2凝结水：水蒸汽凝结成水滴后渗于地下。
3岩浆水：（原生水）地下岩浆活动形成的水（结晶水、水气）。
4埋藏水：（古水）地史中沉积物空隙中的水，被封闭保存下来。
（二）形成条件1）土石条件：1土石体必须有空隙（空隙的大小、多少、连通情况对地下水的形成及储存的影响） 2土体颗粒大小，级配、形状及孔隙度决定透水性（透水层与隔水层及其作用）。
2）构造条件：决定地下水的补、排及径流的情况褶皱构造的情形：背斜、向斜断裂构造的情形：透水性张性>扭性>压性3）气候条件：决定地下水的补给及蒸发量－决定水量4）地貌条件：不仅控制地下水的径流及排泄，而且影响地下水的形成。
5）人为条件：直接影响地下水的水位变化。
（三）地下水的赋存状态1吸着水：靠分子引力及静电引力吸附在土和岩石颗粒表面上的水。
不受重力影响，不被植物吸收。
2薄膜水：包围在吸着水的外层，可以从原处向薄处“移动”，少部分可被植物吸收。
3毛细管水：受表面张力影响，保留在毛细管中，易被植物吸收。
工程地质与水文地质-第3章 水的地质作用--地下水
纯水无臭味，但当水中含有某些气体或有机质时就有了某种气味 （5）口味
主要决定于水中化学成分
三 地下水的物理性质和化学性质
（6）比重
地下水比重决定于水温和溶解盐类。溶解的盐分越多，比重就 越大。地下淡水比重常常接近于1 盐水的比重可用波美度来表示，即一升水含有10克氯化钠，则 盐度相当于1波美度。波美度与地下水比重之间的关系如下表：
量）
Vg
V
4 透水性
定义：透水性是岩石允许水透过的性能。
影响透水性的因素
孔隙大小的影响：当孔隙度一定而孔隙直径愈大，则圆管通道的数量愈 少，但有效渗流断面愈大，透水能力就愈强；
理想圆管状空隙中重力水流速分布 （阴线部分代表结合水，箭头长度代表重力水质点实际流速）
理想化孔隙介质
4 透水性
影响透水性的因素
水的波美度与比重的关系
三 地下水的物理性质和化学性质
（7）导电性 地下水的导电性取决于溶解于地下水中的盐量 Ke=1/R Ke为水的导电率； R为水的电阻率。 地下淡水的导电率为33×10-5至33×10-3之间
（8）放射性 由地下水中的气态镭射气（氡）及少量放射性盐量引起的
三 地下水的物理性质和化学性质
5 包气带
包气带分三带 中间带 过渡带，介于土壤水带和 毛细水带之间。厚度变化 大，从零米到几百米不等。 •中间带的土壤含水量，随 深度逐步降低。
5 包气带
包气带分三带
毛细带 由于空气和水界面上的表
面张力作用，水可沿地下水 面上升形成支持毛细水，在 包气带底部构成毛细水带。 毛细带内颗粒物大小不同， 毛细上升高度也各不相同， 因此毛细水带上缘常成不规 则形状。
地下水的地质作用
地下水的地质作用地下水是地球上重要的淡水资源之一，也是地质作用的重要表现形式之一。
地下水的地质作用主要包括溶蚀作用、沉积作用和侵蚀作用等。
以下将详细介绍地下水的地质作用。
地下水的地质作用首先表现为溶蚀作用。
地下水中的二氧化碳与地下岩石中的碳酸钙发生反应，形成碳酸溶液，通过溶解岩石的过程，将溶解物质带走，从而形成溶洞、地下河道、地下裂隙等地下空腔。
溶蚀作用还会导致地表下陷和地下水位下降等地质灾害。
地下水的地质作用还表现为沉积作用。
地下水中含有大量的溶解物质，当地下水通过岩石孔隙或裂隙流动时，会带走部分溶解物质，并在流速减小的地方沉积下来。
这种沉积作用形成的地质构造称为沉积构造，常见的有石笋、石柱、石钟乳等。
沉积作用还可以形成矿床，如地下水中的金属离子在流动过程中沉积下来，形成金属矿床。
地下水的地质作用还表现为侵蚀作用。
地下水流动中的冲刷作用、挟运作用和溢流作用等，会对地下岩石产生侵蚀作用。
地下水冲刷作用主要是通过地下水中的固体颗粒的磨蚀作用，使岩石表面逐渐被剥蚀；地下水挟运作用是指地下水中的固体颗粒随着地下水流动，将岩石颗粒带走；地下水溢流作用是指地下水超过岩石裂隙的容量，从而使岩石表面的部分颗粒被冲刷掉。
这些侵蚀作用会改变地下岩石的形态和结构，形成地下洞穴、地下隧道等。
除了以上几种地质作用，地下水还能通过溶解岩石中的矿物质，并在地下流动过程中重新沉积，从而形成新的矿物质。
这种作用被称为溶蚀-沉积转化作用。
地下水中的溶解物质与岩石中的矿物质发生反应，形成新的矿物质，并在地下流动过程中重新沉积。
这种地质作用对矿床的形成和演化具有重要影响。
地下水的地质作用包括溶蚀作用、沉积作用、侵蚀作用和溶蚀-沉积转化作用等。
这些地质作用不仅对地下岩石的形态和结构产生影响，也对地球的地貌和矿产资源的形成具有重要作用。
因此，地下水的地质作用是地球科学研究中的重要内容之一。
地下水的地质作用与微生物的相关知识点
地下水的地质作用与微生物的相关知识点一、地下水的地质作用概述地下水是地球上重要的水资源之一，它在自然环境和人类生活中扮演着重要角色。
地下水的地质作用主要包括地下水的形成、运动、储存和变化等过程，这些过程受到地质构造、地貌形态、气候条件和人类活动等多种因素的影响。
二、地下水的形成地下水主要形成于大气降水和地表径流的下渗作用。
在雨水或雪水下渗过程中，水会溶解并携带大量的溶解物质，如二氧化碳、矿物质和有机物等。
这些物质在地下水中积累并随着水的流动而迁移，形成了地下水的化学和生物特性。
三、地下水的运动地下水的运动受到地下岩层和土壤的物理性质、地形地貌以及气候条件等多种因素的影响。
在运动过程中，地下水的水质和水量会发生改变，这主要与水中的物质发生溶解、沉淀、过滤和生物作用等有关。
四、地下水的储存和变化地下水被储存在地下岩层和土壤的空隙中，其储存量和流动性能取决于空隙的大小和连通性。
地下水的水位和水量会随着气候条件、地下水流动速度以及人类活动等因素的变化而发生改变。
五、地下水与微生物的关系地下水中存在着大量的微生物，这些微生物在地下水的化学和生物特性形成过程中起着重要作用。
微生物可以影响地下水的溶解和沉淀过程，改变水中有机物的分解和营养物质的循环。
此外，一些微生物还可以利用地下水中的有机物进行代谢活动，产生能量并影响地下水的化学性质。
六、微生物对地下水质量的影响微生物在地下水中的活动可以影响水的质量。
一些微生物可以降解有机物并产生酸性物质，降低地下水的pH值并导致水质恶化。
此外，微生物还可以在地下水中繁殖并形成生物膜，影响水的流动性和溶解性。
一些致病微生物也可能存在于地下水中并对人类和生态系统构成威胁。
因此，对地下水进行微生物检测和评估是非常重要的。
七、总结地下水是地球上宝贵的资源之一，它在地表水和大气水循环中起着关键作用。
地下水的地质作用和微生物活动对水的形成、运动、储存和质量产生重要影响。
了解这些影响因素有助于我们更好地保护和管理地下水资源，确保其可持续利用并为人类服务。
地下水的地质作用
地下⽔的地质作⽤第⼗三章地下⽔的地质作⽤§３.地下⽔的概念及其特征⼀．概念：以各种形式存在于地表之下岩⽯和松散堆积物空隙中的⽔。
⼆、地下⽔的来源（⼀）渗透⽔——⼤⽓降⽔、冰雪融⽔、地⾯流⽔（江、河、湖、海）等从地⾯渗⼊地下积聚成。
（⼆）凝结⽔——⽔蒸汽凝结成⽔滴后渗于地下。
（三）岩浆⽔——（原⽣⽔）地下岩浆活动形成的⽔（结晶⽔、⽔⽓）。
（四）埋藏⽔——（古⽔）地史中沉积物空隙中的⽔，被封闭保存下来。
三、.地下⽔的赋存状态（⼀）吸着⽔——靠分⼦引⼒及静电引⼒吸附在⼟和岩⽯颗粒表⾯上的⽔。
不受重⼒影响，不被植物吸收。
（⼆）薄膜⽔——包围在吸着⽔的外层，可以从原处向薄处“移动”少部分可被植物吸收。
（三）⽑细管⽔——受表⾯张⼒影响，保留在⽑细管中，易被植物吸收。
（四）重⼒⽔——受重⼒影响可⾃由流动。
四、岩⽯的空隙类型（⼀）孔隙——疏松未胶结好的岩⽯中形成的空隙颗粒之间的空隙。
Ｑ、Ｎ地层常见，孔隙⼤⼩与碎屑颗粒有关。
颗粒磨圆差不等粒则孔隙⼩（图）磨圆差好，近等粒则孔隙⼤（图）孔隙度（⼆）裂隙——岩⽯中断层、节理、缝隙等。
（三）溶洞——可溶性岩⽯被溶蚀形成的洞⽳。
五、岩⽯的透⽔性岩⽯允许⽔透过的能⼒不仅与孔隙度有关，跟孔隙绝对⼤⼩有关，空隙⼤、多、连通情况好，透⽔能⼒强。
（⼀）透⽔层：孔隙⼤、孔隙及⼤的砂层和砾砂层，胶结不好，砂岩、砾岩及裂隙发育的其它岩⽯。
透⽔系数：⽶／昼当透⽔层含⽔时称含⽔层。
良透⽔层透⽔层(⼆) 不透⽔层:常见由泥岩，粘⼟层等组成六、地下⽔与地表⽔的差异地下⽔⼤多被限制在透⽔层中流动与⾃由流动的地表⽔有⼀定的差异。
1.流速⼩、机械动能⼩地下⽔除受重⼒影响由⾼向低流，受压⼒影响由⾼压向低压流动外，在流动过程中受到透⽔层中岩⽯的阻碍，能量消耗在磨擦上，因此流速⼩，机械动能⼩。
2. 矿化度⾼、化学动⼒⼤⽔中各种元素的离⼦、分⼦、化合物的总量。
Mg/e g/eＮacl——咸味——苦味MgSO4Fe——兰绿⾊——清凉可⼝，成为可供饮⽤的矿泉⽔。
第五章 地下水
（二）地下水的酸碱性 酸碱度：氢离子浓度PH值。1PH=1g[H+] 强酸性水PH<5；弱酸性水PH=5-7；中性水 PH=7；弱碱性水PH=7-9；强碱性水PH >9。 酸性侵蚀可以分解水泥混凝土中的CaCO3。
Байду номын сангаас
（三）总矿化度 水中离子、分子和各种化合物的总量称为总 矿化度，以g/L表示。 水按矿化度分：淡水（<1）；微咸水（1-3）； 咸水（3-10）；盐水（10-50）；卤水 （>50）。 高矿化度的水能降低水泥混凝土的强度，腐 蚀钢筋，促使混凝土表面风化。
第四节 地下水对公路建设的影响
1、地下水的存在，对建筑工程有着不可忽 视的影响。尤其是地下水位的变化，水的 侵蚀性和流砂、潜蚀等不良地质作用都将 对建筑工程的稳定性、施工及正常使用带 来很大的影响。
1.地基沉降：地下水位的变化，如水位上升，可 引起浅基础地基承载力降低，地震时会加剧砂土 液化，引起建筑物震害加剧，岩土体产生变形、 滑坡、崩塌失稳等不良地质作用。 2.侵蚀性：对混凝土、可溶性石材、管道以及金 属材料的侵蚀危害。潜蚀通常分为机械潜蚀和化 学侵蚀。 3.流沙和潜蚀（管涌）：地下水可引起流砂现象， 给施工带来极大困难。 4.地下水的浮托作用： 5.基坑涌水现象：
第五章 水的地质作用
自然界中，水有气态、固态、液态三种。
1、大气水：存在于大气中；
2、地表水：覆盖在地球表面，如海洋、
江河、湖泊等； 3、地下水：埋藏于土中孔隙、岩石孔隙 和裂隙、岩石空洞中。
一、地下水及地下水问题 埋藏在地表以下的土层及岩石的空隙中的水称 为地下水。 地下水是自然界水资源的重要组成部分，它常 为生活和生产的水源，干旱和半干旱地区更是 主要的甚至是唯一的可靠水源。 地下水与岩土相互作用，会使岩体及土体的强 度和稳定性降低，产生各种不良地质现象和工 程地质现象，如滑坡、岩溶、潜蚀、地基沉陷 与冻胀等，对工程造成危害。
工程地质地下水的地质作用ppt课件
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火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
潜水的补给
含水层中地下水从外部（如大气降水、 地表水等）获得大量补充的过程称为地下水 的补给。
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⑷当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。
岩层透水性的影响
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潜水等水位线图
潜水等水位线图是根据所在地区各水文地质点（井、 钻孔、试坑和泉等），在大致相同的时间内所测得的潜 水面的水位标高编制而成的。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
承压盆地
此类承压水的水位受到气候及地形的控制， 往往具有较好的径流条件。
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（一）地下水按埋藏条件分类及其特征
包气带水 潜水 承压水
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包气带水 是指存在于地面以下包气带中的水。
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火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
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地下水的地质作用一、地下水的贮存（一）岩土中的空隙1、孔隙松散岩土(如粘土、砂土、砾石等)中颗粒或颗粒集合体之间存在的空隙，称为孔隙。
岩石中孔隙体积的多少直接影响储容地下水的能力大小。
孔隙体积的多少可用孔隙度(n)表示。
孔隙度是孔隙体积(Vn)与包括孔隙在内的岩石总体积(V)的比值，用小数或百分数表示，即：或孔隙度的大小主要取决于岩土的密实程度及分选性。
此外，颗粒形状和胶结程度对孔隙度也有影响。
岩石越疏松、分选性越好，孔隙度越大。
相反，岩石越紧密图)或分选性越差，孔隙度越小。
孔隙若被胶结物充填，则孔隙度变小。
几种典型松散岩土的孔隙度的参考值2、裂隙固结的坚硬岩石受地壳运动及其它内外地质营力作用的影响产生的空隙，称为裂隙。
裂隙发育程度除与岩石受力条件有关外，还与岩性有关，坚脆的岩石裂隙发育，透水性好，质软具塑性的岩石裂隙不发育，透水性差。
裂隙的多少用裂隙率(Kt)表示，裂隙率是裂隙体积(Vt)与包括裂隙体积在内的岩石总体积的比值，用小数或百分数表示：几中岩石裂隙的参考值3、溶隙可溶岩(石灰岩、白云岩等)中的裂隙经地下水长期溶蚀而形成的空隙称溶隙。
溶隙的发育程度用溶隙率(K k)表示，溶隙率(K k )是溶隙的体积(V k )与包括溶隙在内的岩石总体积(V)的比值，用小数或百分数表示：研究岩石的空隙时，不仅要研究空隙的多少，还要研究空隙的大小、空隙间的连通性和分布规律。
松散土孔隙的大小和分布都比较均匀，且连通性好，所以，孔隙度可表征一定范围内孔隙的发育情况，岩石裂隙无论其宽度、长度和连通性差异都很大，分布也不均匀，因此，裂隙率只能代表被测定范围内裂隙的发育程度；溶隙大小相差悬殊，分布很不均匀，连通性更差，所以，溶隙率的代表性更差。
（二）岩土中水的存在形式1、气态水气态水，即水蒸气，存在于未饱和的岩土空隙中。
岩土中的气态水可由大气中的气态水进人地下形成，也可由地下液态水蒸发而成。
气态水有极大的活动性，可随空气流动而流动，也可由绝对湿度大的部位向绝对湿度小的部位运移。
在一定温度与压力条件下与液态水可相互转化，保持动态平衡。
2、强结合水强结合水，又称吸着水，是岩土中最接近岩土颗粒表面或岩石裂隙壁表面的水，其厚度一般是几个水分子的厚度。
吸着水溶解盐类的能力弱，不导电，很难冻结，具有极大的粘滞性、弹性和抗剪强度。
这种水不能利用也不能被植物吸收。
3 、弱结合水弱结合水，又称薄膜水，在强结合水的外层，受到颗粒表面或裂隙表面引力显著减弱的那部分水，厚度相当于几十～几百个水分子的厚度。
由于引力减弱，水分子排列不规则，但密度仍较大，其抗减强度、粘滞性及弹性都高于液态水，溶解盐类的能力较低。
一般不能利用，但外层水可被植物吸收。
4、毛细水由于毛细作用保持在岩土毛细孔隙(d<1mm)或毛细裂隙（w<0.25 mm）中的地下水称毛细水。
毛细水受重力和毛细力作用作垂直运动，可以传递静水压力，也能被植物吸收。
当地下水埋深较浅时，毛细水能引起土壤沼泽化和盐渍化，对冻胀和翻浆等也有重大影响。
5、重力水岩石颗粒表面的水分子增厚到一定程度时，重力对其影响将超过颗粒表面对它的吸引力，这些水分子则在重力作用下向下运动，形成重力水。
在饱和的岩土空隙中的水，除结合水外都是重力水。
重力水在重力作用下可以在岩土空隙中自由流动，又称自由水。
通常所说的地下水，主要是重力水。
重力水可传递静水压力，能产生浮托力和孔隙水压力。
流动的重力水在运动过程中还会产生动水压力，同时具有溶解能力，对岩石产生化学溶蚀，导致岩石的成分及结构的破坏。
6、固态水当气温下降到0℃以下时，岩土空隙中的水就转化为固态水——冰。
经常造成周期性的冻胀、融沉等，从而使地面建筑物失稳和破坏。
在我国东北及高山、高原的某些地区，地下水常以固态形式存在。
二、岩石的水理性质岩石与水有关的性质，称为岩石的水理性质，它与岩石的性质、空隙的大小、空隙的连通性等密切相关。
1、容水性：在岩土的空隙中能够容纳一定水量的性能称容水性。
容水性常用容水度表示。
其数值是岩土中容纳的水的体积与岩土总体积之比。
式中：c—岩土的容水度（以百分数表示）；v—岩土中所容纳水的体积；w—岩土的总体积。
当岩土空隙被水充满时，水的体积就等于空隙的体积，此时容水度在数量上等于孔隙度或裂隙率。
根据容水度大小可以把岩土分为三类：(1)容水的：粘土、泥炭、粉质粘土、砂、砾石等；(2)微容水的：泥灰岩、黄土、粘土质砂岩、粉土等；(3)不容水的：结晶岩类（岩浆岩及类似的岩石）。
2、持水性：饱水的岩石在重力作用下释水时，由于分子引力与表面张力的作用，在岩土空隙中保持—定水量的性能称持水性。
持水性用持水度表示，即释水后的水体积与岩土总体积的比。
式中：Sr—岩土的持水度；Wr—释水后的水的体积；v—岩土的总体积。
根据持水度大小也可将岩土分为三类：(1)强持水的：泥炭、粘土、粉质粘土等；(2)弱持水的：泥灰岩、粉土、细砂等；(3)不持水的：卵石、砾石、粗砂等。
3、给水性：饱和的岩土在重力作用下，能够自由排出一定水量的性能称给水性。
给水性用给水度表示，其值为能自由排出的水的体积与岩土总体积之比。
式中：Sy—岩土的给水度；Wy—在重力作用下饱水岩石排出的水的体积；v—岩土的总体积。
岩土的给水度与岩石的颗粒大小、形状、排列方式、压实程度等有关，一般情况下，土的给水度的平均值：容水度、持水度与给水度三者之间有密切关系，给水度应等于容水度成去持水度，即：4、透水性：岩土允许水透过的性能，称为透水性。
通常用渗透系数(K)来表示其大小。
渗透系数是与岩土性质和渗透液体的物理性质有关的常数，渗透系数的单位与渗透速度相同，即cm/m，m/h，m/d。
常见岩土的渗透系数K：根据透水性大小可以把岩土分为三类：(1)透水的：砾石、卵石、砂、裂隙或岩溶发育的岩石；(2)半透水的：黄土、粉土、粉质粘土等；(3)不透水的：粘土、泥岩、页岩及裂隙不发育的坚硬岩石。
二、地下水的物理性质和化学成分（一）地下水的物理性质地下水的物理性质包括温度、颜色、透明度、嗅味、口味、比重、导电性及放射性等。
1、温度：埋藏深度不同的地下水，有不同的温度变化规律，主要受气温和地温影响。
按照地下水的温度不同，可把地下水分为：2、颜色：地下水一般是无色的，但溶有某些化学成分或悬浮物、胶体物质时，可显示出不同颜色：3、透明度：纯净的水是透明的，但由于水中含有其它固体悬浮物或胶体物质时，透明度会降低。
根据透明程度不同，可将地下水分为：透明的：无悬浮物及胶体，60㎝可见3㎜粗线；微浊的：含少量悬浮物，30～60㎝水深可见3㎜粗线；浑浊的：有较多悬浮物，半透明，<30㎝水深可见3mm粗线；极浊的：有大量悬浮物或胶体，似乳状，水深很小时也不能看清3㎜粗线。
4、嗅味：地下水通常无嗅味，当含有一些气体或有机质时会出现特殊的嗅味。
如，水中含H2S时有臭蛋味，含腐殖质时有霉味等。
有些嗅味在低温时较轻、在温度升高后则加重。
5、口味：纯水无味，当含有某些化学成分时，会呈现出特殊的味觉，如：6、比重：地下水比重取决于所含各种成分的含量，纯水比重为1，水中溶解的各种成分较多时可达1.2～1.3。
7、导电性：地下水的导电性取决于电解质的数量。
8、放射性：地下水的放射性是由于地下水中的放射性元素类引起的，其放射性强弱取决于放射性元素的数量。
三、地下水的物理性质和化学成分（二）地下水的化学成分及化学性质1、地下水的化学成分地下水的化学成分是指纯水及其所含的各种离子、化合物和气体，与流经的岩土性质和成分、地下水的补给条件和气候等有密切关系。
(1)离子：H+、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+等阳离和0H-、Cl-、HCO3-、NO2-、NO3-、SO42-、CO32-、SiO32-、PO43-等阴离子；(2)化合物： Fe2O3、Al2O31、H2SiO3等，多以沉淀物或胶体形式存在；(3)气体：N2、O2、CO2、CH4、H2S及放射性气体等。
2、地下水的化学性质(1)总矿化度：地下水中所含各种离子、分子及化合物的总量称总矿化度。
可用单位体积的地下水烘干后称得的残渣重量来表示，单位g/l。
按照总矿化度的大小可分为：(2)酸碱性：地下水的酸碱性是指水中氢离子的浓度，可用pH表示。
水中氢离子浓度的负对数值称为水的pH，(即pH＝—lg[H+])根据pH值大小，可将地下水分为：(3)硬度：地下水的硬度是指水中钙、镁离子的含量。
一般用度(°)表示。
硬度1°相当于每升水中含CaO 10mg或MgO 7.2mg。
按硬度的大小可分为：四、地下水的基本类型（一）不同埋藏条件下的地下水1、上层滞水：是指埋藏在地面以下包气带岩土层中的水。
它主要包括土壤水、沼泽水及局部隔水层上的重力水。
其特征：(1)存在于包气带中，受气候影响大，季节性明显，雨季水量多，旱季水量少，甚至干涸。
(2)水量小，易受污染，一般不能被取出利用，但对农作物和植物有重大影响。
(3)常引起土质边坡滑坍、黄土路基的沉陷、路基冻胀等病害。
2、潜水：潜水：埋藏在地面以下、第一个稳定隔水层以上的饱水带中重力水。
潜水的自由水面称潜水面；潜水面至地表的距离，称为潜水的埋藏深度；潜水面的高程称为潜水位；潜水面到隔水底板的垂直距离称为潜水层厚度。
潜水的特征：(1)潜水的分布范围与补给区一致：与包气带相接，在其全部的分布范围内都可以接受补给，受气候条件影响，季节性变化明显，水质易受污染。
(2)潜水的自由表面只承受大气压力，通常在重力作用下，由水位高的地方向水位低的地方径流(径流条件的好环，受地形切割程度、岩层的渗透性等因素制约，切割越强烈、地面坡度越大，径流的条件就越好)。
(3)分布在地表附近的各种岩土里：第四纪沉积层、坚硬的沉积岩、岩浆岩、变质岩的裂隙及洞穴中。
(4)补给来源：主要是大气降水，另外还有地表水、深层地下水及凝结水。
(5)排泄：〃水平排泄：补给河流或深层地下水中。
如山区、河流中上游地区。
〃垂直排泄：通过蒸发，返回到大气中。
如平原、河流下游地区、干旱气候区。
潜水面的形状及其表示方法(1)形状潜水面的形状在一般情况下，不是水平的，而是一个倾向于排泄区的一个曲面，起伏与地形一致，但比较平缓。
潜水面的形状还受水文网的影响，在地表水体附近，当潜水面高于地表水面时，地表水体排泄潜水，潜水面向地表水体倾斜；当潜水面低于地表水面时，地表水补给潜水，潜水面向地表水方向逐渐抬升。
含水层的导水性也能影响潜水面的形状，如果在潜水流动方向上，含水层的渗透性或厚度增大时，潜水面的坡度相对变缓，反之则变陡。
(2)图示方法水文地质剖面图：按一定比例尺，在其具有代表性的剖面上进行绘制的表示出水位、含水层的厚度、隔水层的高程、岩性变化及各层层关系等要素的地质图件。