地下水工程地质
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5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
是地下水储存场所，又是地下水的渗透通道，空隙的多少、大小 及其分布规律，决定着地下水分布与渗透的特点。
1
Leabharlann Baidu
5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
根据岩石空隙的成因不同,可把空隙分为孔隙、裂隙和溶隙三大类。
孔 隙——松散岩石中颗粒或颗粒集合 体之间存在的空隙；
孔隙度——是孔隙体积与岩石总体积的 比值。
岩石的空隙
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。 1. 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； 2. 岩石裂隙无论其宽度、长度和连通性差异均很大，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； 3. 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。
14
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
上层滞水 上层滞水一般分布不广，埋藏接近地表，接受大气降水的补给，补给区与
分布区一致，以蒸发形式或向隔水底板边缘排泄。 雨季时获得补给，赋存一定的水量，旱季时水量逐渐消失，其动态变化很
不稳定。 上层滞水对建筑物的施工有影响，应考虑排水的措施。
15
11
5.2 地下水的类型
地下水的分类方法
按地下水的某一特征进行分类； 综合考虑地下水的某些特征进行分类
12
5.2 地下水的类型
地下水的分类
地下水按埋藏条件分为： 上层滞水、潜水和承压水
按含水层的空隙性质分为： 孔隙水、裂隙水和岩溶水
13
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
上层滞水 ——包气带中局部隔水层之上的重力水。
6
5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
根据水在空隙中的物理状态，水与岩石颗粒的相互作用等特征，将水在 空隙中存在的形式分为：
气态水 结合水 重力水 毛细水 固态水
7
5.1 地下水的基本概念
含水层与隔水层
含水层——指能够给出并透过相当数量重力水的岩层。构成含水层的条 件，一是岩石中要有空隙存在，并充满足够数量的重力水，二是这些重力水 能够在岩石空隙中自由运动。
潜水 潜水的埋藏深度——地表至潜水面的距离
h1
H
19
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水 潜水含水层的厚度——潜水面到隔水底板的距离
h1
h H
20
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水
潜水的特征: 1. 潜水具自由水面,为无压水; 2. 潜水面的形状主要受地形控制，基本上与地形一致，但比地
透水的
10～1.0 粗砂、中砂、细砂、裂隙岩石
弱透水的 1.0～0.01 粘质粉土、细裂隙岩石
微透水的 0.01～0.001 粉砂、粉质粘土、微裂隙岩石
不透水的 ＜0.001 粘土、页岩
9
5.1 地下水的基本概念
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 性等。纯净的地下水应是无色、无味、无臭味和透明的，当含有某些化学成 分和悬浮物时其物理性质会改变。
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水 ——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。
16
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水 潜水面——潜水的自由水面
17
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水 潜水位——潜水面上任一点的高程
H
18
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
上层滞水、潜水、承压水
潜水
潜水等水位线图
——潜水面上标高相等各点的连
线图，绘制时将研究地区的潜水人工
露头（钻孔、探井、水井）和天然露
头（泉、沼泽）的水位同时测定，绘
在地形等高线图上，连结水位等高的
各点即为等水位线图。由于水位有季
节性的变化，图上必须注明测定水位
的日期。一般应有最低水位和最高水 位时期的等水位线图。
10
5.1 地下水的基本概念
地下水的化学成分
地下水沿着岩石的孔隙、裂隙或溶隙渗流过程中，能溶解岩石中的可溶 物质，而具有复杂的化学成分。
①主要气体成分 N2、O2、CO2、H2S。一般情况下，地下水的气体含量， 每升只有几毫克到几十毫克。
②主要离子成分 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-和HCO3-离子。 ③胶体成分与有机质 Fe(OH)3、Al(OH)3、H2SiO3等
隔水层——指不能给出并透过水的岩层。隔水层还包括那些给出与透过 水的数量微不足道的岩层，也就是说，隔水层有的可以含水，但是不具有允 许相当数量的水透过自己的性能，例如粘土就是这样的隔水层。
8
5.1 地下水的基本概念
含水层与隔水层
岩石按透水程度的分类
透水程度 渗透系数Ｋ
岩石名称
良透水的 ＞10 砾石、粗砂、岩溶发育的岩石、裂隙发育且很宽的岩石
22
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水
潜水等水位线图的用途:
1. 确定潜水流向; 2. 计算潜水的水力坡度;
I AB
104 100 1100
0.0036
23
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水
潜水等水位线图的用途:
3. 确定潜水和地表水之间关系; 4. 确定潜水的埋藏深度; 5. 确定泉或沼泽的位置； 6. 推断含水层的岩性或厚度的变化； 7. 确定给水的排水工程的位置。
n Vn V
2
孔隙
5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
孔隙
孔隙度大
孔隙度小
孔隙度大小的影响因素： 1. 岩石的密实程度及分选性；2. 颗粒形状和胶结程度。
孔隙度小
3
5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
根据岩石空隙的成因不同,可把空隙分为孔隙、裂隙和溶隙三大类。
裂 隙——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；
裂隙率——是裂隙体积与岩石总体积的比值。
Kt
Vt V
4
裂隙
5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
根据岩石空隙的成因不同,可把空隙分为孔隙、裂隙和溶隙三大类。
溶 隙——可溶岩中的裂隙经地下水流长期溶 蚀而形成的空隙；
溶隙率——是溶隙的体积与岩石总体积的比值。
Kk
Vk V
溶隙
5
5.1 地下水的基本概念
形平缓; 3. 潜水面的形状和含水层的透水性及隔水层底板形状有关; 4. 潜水的补给区与分布区一致，主要由大气降水、地表水和凝
结水补给，当承压水与潜水有联系时，承压水也能补给潜水;
5. 潜水常以泉或蒸发的形式排泄，其动态受气候影响2较1大，具
有明显的季节性变化特征;潜水易受地面污染的影响。
5.2 地下水的类型
岩石的空隙
是地下水储存场所，又是地下水的渗透通道，空隙的多少、大小 及其分布规律，决定着地下水分布与渗透的特点。
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Leabharlann Baidu
5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
根据岩石空隙的成因不同,可把空隙分为孔隙、裂隙和溶隙三大类。
孔 隙——松散岩石中颗粒或颗粒集合 体之间存在的空隙；
孔隙度——是孔隙体积与岩石总体积的 比值。
岩石的空隙
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。 1. 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； 2. 岩石裂隙无论其宽度、长度和连通性差异均很大，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； 3. 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。
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5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
上层滞水 上层滞水一般分布不广，埋藏接近地表，接受大气降水的补给，补给区与
分布区一致，以蒸发形式或向隔水底板边缘排泄。 雨季时获得补给，赋存一定的水量，旱季时水量逐渐消失，其动态变化很
不稳定。 上层滞水对建筑物的施工有影响，应考虑排水的措施。
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5.2 地下水的类型
地下水的分类方法
按地下水的某一特征进行分类； 综合考虑地下水的某些特征进行分类
12
5.2 地下水的类型
地下水的分类
地下水按埋藏条件分为： 上层滞水、潜水和承压水
按含水层的空隙性质分为： 孔隙水、裂隙水和岩溶水
13
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
上层滞水 ——包气带中局部隔水层之上的重力水。
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5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
根据水在空隙中的物理状态，水与岩石颗粒的相互作用等特征，将水在 空隙中存在的形式分为：
气态水 结合水 重力水 毛细水 固态水
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5.1 地下水的基本概念
含水层与隔水层
含水层——指能够给出并透过相当数量重力水的岩层。构成含水层的条 件，一是岩石中要有空隙存在，并充满足够数量的重力水，二是这些重力水 能够在岩石空隙中自由运动。
潜水 潜水的埋藏深度——地表至潜水面的距离
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H
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5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水 潜水含水层的厚度——潜水面到隔水底板的距离
h1
h H
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5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水
潜水的特征: 1. 潜水具自由水面,为无压水; 2. 潜水面的形状主要受地形控制，基本上与地形一致，但比地
透水的
10～1.0 粗砂、中砂、细砂、裂隙岩石
弱透水的 1.0～0.01 粘质粉土、细裂隙岩石
微透水的 0.01～0.001 粉砂、粉质粘土、微裂隙岩石
不透水的 ＜0.001 粘土、页岩
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5.1 地下水的基本概念
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 性等。纯净的地下水应是无色、无味、无臭味和透明的，当含有某些化学成 分和悬浮物时其物理性质会改变。
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水 ——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。
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5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水 潜水面——潜水的自由水面
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5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水 潜水位——潜水面上任一点的高程
H
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5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
上层滞水、潜水、承压水
潜水
潜水等水位线图
——潜水面上标高相等各点的连
线图，绘制时将研究地区的潜水人工
露头（钻孔、探井、水井）和天然露
头（泉、沼泽）的水位同时测定，绘
在地形等高线图上，连结水位等高的
各点即为等水位线图。由于水位有季
节性的变化，图上必须注明测定水位
的日期。一般应有最低水位和最高水 位时期的等水位线图。
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5.1 地下水的基本概念
地下水的化学成分
地下水沿着岩石的孔隙、裂隙或溶隙渗流过程中，能溶解岩石中的可溶 物质，而具有复杂的化学成分。
①主要气体成分 N2、O2、CO2、H2S。一般情况下，地下水的气体含量， 每升只有几毫克到几十毫克。
②主要离子成分 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-和HCO3-离子。 ③胶体成分与有机质 Fe(OH)3、Al(OH)3、H2SiO3等
隔水层——指不能给出并透过水的岩层。隔水层还包括那些给出与透过 水的数量微不足道的岩层，也就是说，隔水层有的可以含水，但是不具有允 许相当数量的水透过自己的性能，例如粘土就是这样的隔水层。
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5.1 地下水的基本概念
含水层与隔水层
岩石按透水程度的分类
透水程度 渗透系数Ｋ
岩石名称
良透水的 ＞10 砾石、粗砂、岩溶发育的岩石、裂隙发育且很宽的岩石
22
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水
潜水等水位线图的用途:
1. 确定潜水流向; 2. 计算潜水的水力坡度;
I AB
104 100 1100
0.0036
23
5.2 地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水
潜水等水位线图的用途:
3. 确定潜水和地表水之间关系; 4. 确定潜水的埋藏深度; 5. 确定泉或沼泽的位置； 6. 推断含水层的岩性或厚度的变化； 7. 确定给水的排水工程的位置。
n Vn V
2
孔隙
5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
孔隙
孔隙度大
孔隙度小
孔隙度大小的影响因素： 1. 岩石的密实程度及分选性；2. 颗粒形状和胶结程度。
孔隙度小
3
5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
根据岩石空隙的成因不同,可把空隙分为孔隙、裂隙和溶隙三大类。
裂 隙——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；
裂隙率——是裂隙体积与岩石总体积的比值。
Kt
Vt V
4
裂隙
5.1 地下水的基本概念
岩石的空隙
根据岩石空隙的成因不同,可把空隙分为孔隙、裂隙和溶隙三大类。
溶 隙——可溶岩中的裂隙经地下水流长期溶 蚀而形成的空隙；
溶隙率——是溶隙的体积与岩石总体积的比值。
Kk
Vk V
溶隙
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5.1 地下水的基本概念
形平缓; 3. 潜水面的形状和含水层的透水性及隔水层底板形状有关; 4. 潜水的补给区与分布区一致，主要由大气降水、地表水和凝
结水补给，当承压水与潜水有联系时，承压水也能补给潜水;
5. 潜水常以泉或蒸发的形式排泄，其动态受气候影响2较1大，具
有明显的季节性变化特征;潜水易受地面污染的影响。
5.2 地下水的类型