地下水类型及其特征
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地下水的类型及其特征
最初地下水沿石灰岩中的细小的裂隙流动、 溶蚀，形成溶孔、溶隙等；然后逐步扩大形成 溶蚀漏斗竖井和大溶洞，使岩溶水在局部富集 成地下暗河。进一步溶蚀使分隔的地下河发生 侧向连通，高势地下河系和低势地下河系。
地下水
岩溶地下水的分布
地下水
石
伏溪流
灰
岩
中
的
溶
隙
水
塌陷坑
塌陷 落水洞
地下水位
不成功的井
地下水
含水层获得水的过程叫补给，失去水叫排泄.
地下水
向 斜 构 造 盆 地 中 的 承 压 水
地下水
水压面
潜水 承压水
砂岩 页岩
砂岩 页岩
单斜构造中的承压水和潜水
地下水
压力面 自流水井
隔水层 隔水层 含水层
山区高位补给 承压水头很高
地下水
断快构造（承压斜地）中水的补给和排泄
地下水
4、孔隙水，指分布于松散土壤或岩层孔 隙中的地下水。在不同的埋藏条件下，孔 隙水分别称为孔隙－上层滞水、孔隙－潜 水、孔隙－承压水。
地下水
风化裂隙水的分布
地下水
成岩裂隙中有时分布有地下水
玄武岩 成岩裂隙 中有时 分布有 地下水
地下水
地下水
构造裂隙水的分布
地下水
好井
干井
好井
变质岩中的构造裂隙水
地下水
6、岩溶水是指赋存并运移于岩溶化岩层中 的地下水。岩溶是水与可溶岩相互作用的产物。 岩层具有可溶性、水具有侵蚀能力和水体流动 是岩溶发育的三个条件，缺一不可。
钙镁离子浓度，可将地下水分为 5 类： 极软水 c＜1.5； 软水 c=1.5～3.0； 微硬水 c=3.0～6.0； 硬水 c=6.0～9.0； 极硬水 c＞9.0。
地下水
岩溶地下水的分布
地下水
石
伏溪流
灰
岩
中
的
溶
隙
水
塌陷坑
塌陷 落水洞
地下水位
不成功的井
地下水
含水层获得水的过程叫补给，失去水叫排泄.
地下水
向 斜 构 造 盆 地 中 的 承 压 水
地下水
水压面
潜水 承压水
砂岩 页岩
砂岩 页岩
单斜构造中的承压水和潜水
地下水
压力面 自流水井
隔水层 隔水层 含水层
山区高位补给 承压水头很高
地下水
断快构造（承压斜地）中水的补给和排泄
地下水
4、孔隙水，指分布于松散土壤或岩层孔 隙中的地下水。在不同的埋藏条件下，孔 隙水分别称为孔隙－上层滞水、孔隙－潜 水、孔隙－承压水。
地下水
风化裂隙水的分布
地下水
成岩裂隙中有时分布有地下水
玄武岩 成岩裂隙 中有时 分布有 地下水
地下水
地下水
构造裂隙水的分布
地下水
好井
干井
好井
变质岩中的构造裂隙水
地下水
6、岩溶水是指赋存并运移于岩溶化岩层中 的地下水。岩溶是水与可溶岩相互作用的产物。 岩层具有可溶性、水具有侵蚀能力和水体流动 是岩溶发育的三个条件，缺一不可。
钙镁离子浓度，可将地下水分为 5 类： 极软水 c＜1.5； 软水 c=1.5～3.0； 微硬水 c=3.0～6.0； 硬水 c=6.0～9.0； 极硬水 c＞9.0。
地下水基本成因类型与化学成分形成特征
人为因素影响下，形成酸雨，使得雨水的矿化度、 成分、氧化-还原性质、侵蚀性等方面都有所变化。
2、植物-土壤影响阶段（包气带水—岩作用阶段）
雨水降落到地表，在多数情况下先与植物和土壤相遇，并 开始成为地下水（土壤水），植物和土壤对于水的成分显 示了重要的影响。
（1）植物 使水富集一些元素，雨水流经植物根部时，经常 会富集一些植 物中的生物成因元素；
位于不同景观带的土壤，对于地下水成分的影响是不同的。 例如，在森林地带，经过土壤层后，地下水富集了硅、铝、 有机酸；在草原地带，地下水溶解了大量的盐类组分。而 在碱性土分布区，可形成碱性水（PH>7），矿化度可以 较高。
氧化还原作用，溶解作用，生物因素
（4）植物-土壤影响阶段地下水的共同特征：
• 相对于原生铝硅酸盐，一般土壤水都未达到饱和状态，即 具有溶解原生铝硅酸盐的能力。
• 土壤水中含有数量可观的碳酸类化合物，这包括游离碳酸 （ CO2）、HCO3-、CO32-以及仍未被氧化的有机化合物， 后者的进一步分解将使水中碳酸化合物含量进一步提高。
这两点共同特征决定了渗入成因地下水在经过植物-土壤影 响阶段后，仍具有很强的与围岩介质发生反应的能力。
3、水-岩相互作用阶段 地下水进入含水层中，与岩石相接触，发生相互作用。 • 围岩与水之间的地球化学作用类型：溶解作用和氧化
三、沉积成因地下水化学成分的形成与特征
（以海相封存水为例）
由于海相沉积占地壳表层沉积的绝大部分，海 水成分相对较为稳定，因此已有的研究大多集 中在海相沉积-埋藏水上。近年来，注意力开始 转向陆相沉积成因水。 形成过程： 含于沉积物中的水成分(地表水体)→后生作用 (挤压、变形、变质、热液交代、风化等作用) →沉积水.
一、地下水基本成因类型
2、植物-土壤影响阶段（包气带水—岩作用阶段）
雨水降落到地表，在多数情况下先与植物和土壤相遇，并 开始成为地下水（土壤水），植物和土壤对于水的成分显 示了重要的影响。
（1）植物 使水富集一些元素，雨水流经植物根部时，经常 会富集一些植 物中的生物成因元素；
位于不同景观带的土壤，对于地下水成分的影响是不同的。 例如，在森林地带，经过土壤层后，地下水富集了硅、铝、 有机酸；在草原地带，地下水溶解了大量的盐类组分。而 在碱性土分布区，可形成碱性水（PH>7），矿化度可以 较高。
氧化还原作用，溶解作用，生物因素
（4）植物-土壤影响阶段地下水的共同特征：
• 相对于原生铝硅酸盐，一般土壤水都未达到饱和状态，即 具有溶解原生铝硅酸盐的能力。
• 土壤水中含有数量可观的碳酸类化合物，这包括游离碳酸 （ CO2）、HCO3-、CO32-以及仍未被氧化的有机化合物， 后者的进一步分解将使水中碳酸化合物含量进一步提高。
这两点共同特征决定了渗入成因地下水在经过植物-土壤影 响阶段后，仍具有很强的与围岩介质发生反应的能力。
3、水-岩相互作用阶段 地下水进入含水层中，与岩石相接触，发生相互作用。 • 围岩与水之间的地球化学作用类型：溶解作用和氧化
三、沉积成因地下水化学成分的形成与特征
（以海相封存水为例）
由于海相沉积占地壳表层沉积的绝大部分，海 水成分相对较为稳定，因此已有的研究大多集 中在海相沉积-埋藏水上。近年来，注意力开始 转向陆相沉积成因水。 形成过程： 含于沉积物中的水成分(地表水体)→后生作用 (挤压、变形、变质、热液交代、风化等作用) →沉积水.
一、地下水基本成因类型
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。
地下水类型及特征(5)
8
3.3 潜水与潜水含水层
二、基本要素（专业术语） 1、潜水面：潜水有一个自由水面，称为潜水面。 2、潜水位：潜水面上任一点的高程称为该点
的潜水位。 3、潜水含水层-赋存潜水的岩层 4、含水层厚度-从潜水面到隔水底板的距离。 5、潜水埋深-潜水面到地面的距离。 ❖潜水含水层厚度与潜水面潜藏深度随潜水面
的升降而发生相应的变化。
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潜水与潜水含水层图
3—高 水位期 潜水面Βιβλιοθήκη 4—低 水位期 潜水面10
三、主要特征
1、补给(来源)：降水入渗，河湖入渗 2、排泄(汇)：泉，（河）泄流，蒸发 补给或排泄通
过含水层厚度变化而储水与释水！
3、动态：受气象，水文因素影响明显，变化快 （水量、水位季节性变化） 受人为因素影响也显 著，易污染。
道；“重力水”通过包气带获得降水、地表水的入渗 补给（补充），部分水又通过包气带将水分传输，蒸 发，消耗出去。
4
三、饱水带
1、特点：岩石空隙被水完全充满 →是二相 介质（固相+液相水）。
2、空隙中水的存在形式： ①重力水 ② 结合水
3、重力水：连续分布（孔隙是连通）→传递 压力→在水头差作用下，地下水（空隙中 的水）可以连续运动。
储存于疏松岩层孔隙中的水称为孔隙水；广泛分布在第四纪 和第三纪未胶结的沉积物中。 2、特点： ✓ 岩石颗粒大而均匀，则孔隙大、透水性好、 水量大； ✓ 岩石颗粒细小而不均匀，则孔隙小，透性性 差，水量小。 3、埋藏条件：可形成上层滞水、潜水、承压水；在较多的情 况下以潜水出现。 4、用途：重要的供水水源；对采矿有一定的影响，尤其在第 四系覆盖较厚的地区建井及露天采矿时，孔隙水对其影响较 大。
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2、自流斜地：赋存承压水的单斜构造。 ➢ 由断层形成的自流斜地： ⅰ断层不导水：承压水无独立的排泄通道，当补给水量大于含水层
3.3 潜水与潜水含水层
二、基本要素（专业术语） 1、潜水面：潜水有一个自由水面，称为潜水面。 2、潜水位：潜水面上任一点的高程称为该点
的潜水位。 3、潜水含水层-赋存潜水的岩层 4、含水层厚度-从潜水面到隔水底板的距离。 5、潜水埋深-潜水面到地面的距离。 ❖潜水含水层厚度与潜水面潜藏深度随潜水面
的升降而发生相应的变化。
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潜水与潜水含水层图
3—高 水位期 潜水面Βιβλιοθήκη 4—低 水位期 潜水面10
三、主要特征
1、补给(来源)：降水入渗，河湖入渗 2、排泄(汇)：泉，（河）泄流，蒸发 补给或排泄通
过含水层厚度变化而储水与释水！
3、动态：受气象，水文因素影响明显，变化快 （水量、水位季节性变化） 受人为因素影响也显 著，易污染。
道；“重力水”通过包气带获得降水、地表水的入渗 补给（补充），部分水又通过包气带将水分传输，蒸 发，消耗出去。
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三、饱水带
1、特点：岩石空隙被水完全充满 →是二相 介质（固相+液相水）。
2、空隙中水的存在形式： ①重力水 ② 结合水
3、重力水：连续分布（孔隙是连通）→传递 压力→在水头差作用下，地下水（空隙中 的水）可以连续运动。
储存于疏松岩层孔隙中的水称为孔隙水；广泛分布在第四纪 和第三纪未胶结的沉积物中。 2、特点： ✓ 岩石颗粒大而均匀，则孔隙大、透水性好、 水量大； ✓ 岩石颗粒细小而不均匀，则孔隙小，透性性 差，水量小。 3、埋藏条件：可形成上层滞水、潜水、承压水；在较多的情 况下以潜水出现。 4、用途：重要的供水水源；对采矿有一定的影响，尤其在第 四系覆盖较厚的地区建井及露天采矿时，孔隙水对其影响较 大。
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2、自流斜地：赋存承压水的单斜构造。 ➢ 由断层形成的自流斜地： ⅰ断层不导水：承压水无独立的排泄通道，当补给水量大于含水层
地下水的类型与特征
地下水的类型与特征
地下水是埋藏在地表以下岩层或土层空隙（包括空隙、裂隙和孔洞等）中的水，主要是由大气降水和地表水渗入地下形成的。
在干旱地区，水蒸气也可以直接在岩石的空隙中凝成少量的地下水。
下面让我们看看地下水有哪些类型和特征吧。
一、地下水的类型
二、地下水的特征
地下水的分布及其广泛，密切地联系着人类的生活和经济活动的各个方面，可以说是一种宝贵的地下资源，所以，充分的了解地下水的相关知识能够使我们有效避开地下水的害处，充分利用它的好处，为人类造福！。
03地下水的基本类型及其特征
第三章 地下水的基本类型及其特征
2）影响潜水面变化的因素： i）地形——潜水面通常随地形起伏 而高低起伏，但起伏幅度较地形平缓； 山区地形切割较强烈，潜水面起伏幅 度较大，潜水面坡度较大，排泄条件 好；平原地区地形切割微弱，地势平 坦，潜水面起伏很小，排泄条件差。
第三章 地下水的基本类型及其特征
第三章 地下水的基本类型及其特征
2）潜水的排泄方式
泉——地形低洼处，地形切割到潜水面，潜水流 出地表，形成泉水。潜水补给的泉一般又称为下 降泉。泉水出流一般很平静，没有向上喷涌的情 况。下降泉的类型有侵蚀泉（a）、接触泉（b）、 溢流泉（c、d）。
第三章 地下水的基本类型及其特征
地表水——潜水高于地表水位时，地表水体附近 潜水流向地表水。湖泊周围、河流中上游常见。 为散流（线状）排泄。
结合水、毛细水在农业生产方面的研究很有意 义。
上层滞水通常季节性存在，与地下水面脱节， 可向地下水面流动。水量小，动态变化大，一 般没有供水意义。
第三章 地下水的基本类型及其特征
2、潜水 （1）潜水的概念
潜水是埋藏在地表以下第一个稳定隔水层之上， 具有自由水面的重力水。
第三章 地下水的基本类型及其特征
iv）人为因素——人工浇灌、排水等也会 影响潜水面的高低及形状。人工浇灌可导 致潜水面的上升；而排水又可能形成潜水 降落漏斗（围绕着排水区的漏斗状的水位 下降区）。
第三章 地下水的基本类型及其特征
（4）潜水面的表示方法 1）水文地质剖面图
编制方法：在一般的地质剖面的基础 上加绘水文地质资料编制而成。按一 定的比例尺在具有代表性的坡面线上 绘出地形剖面，然后在图上表示出水 位、含水层、隔水层的岩性、厚度及 其变化等地质、水文地质要素。
地质地貌学第8章第2节地下水的类型及特征最新
羊 八 井 盆 地
50
米
的 井
喷
，
美 国 黄 石 公 园 老 实 泉
4．孔隙水 孔隙水 ： 指赋存于松散沉积物颗粒构成的 孔隙网络中的水。
（1）洪积扇中孔隙水 （2）冲积平原中的孔隙水
黄河下游岸边水文地质剖面图
（3）黄土高原中的地下水
黄土高原地下水水量不丰富，地 下水位埋深大，水质较差。这是岩 性、地貌、气候综合影响的结果。
包气带和饱水带
包气带和饱水带
二、地下水的类型及其特征
（一）、地下水 的分类 按地下水的埋藏条件，把地下水分为：
包气带水（土壤水，上层滞水）、 潜水、承压水
按
1.土壤水
是土壤重要的组成部分， 可呈气态水、结合水、毛管水 形式。主要消耗在植物吸收和 地面蒸发上，随季节性气候而 变化
承压水的特点：
(1）无承压水面，只存在承压水位； （2）承压水补给区与分布区、排泄区 不一 致； （3）承压水受气象水文因素影响较小，其 动态较稳定； （4）承压水参与水循环不如潜水积极，因 此资源不易补充、恢复，但因其厚度较大，
其资源具有多年调节功能。
基岩自流盆地中的承压水
西
藏
水 柱 高 近
岩溶水的垂直分带
（2）岩溶水的特点
可溶岩中裂隙系统经溶蚀作用改造
1) 岩溶水以管道流为主 尤其是南方岩溶水的主要流动形式，表现
为地下河。流速大（有的>10cm/s)，以 紊流为主。 2) 岩溶水分布的不均匀性 • 极不均匀的：个体溶洞和单一管道； • 不均匀的：管道有一定的向外延伸，接 纳支流、支管道； • 相对均匀的：岩溶管道呈网状发育，主、 支管道交叉更迭，有统一的地下水位， 水力联系各向异性小；
地下水的分类及其特征
地下水的分类及其特征地下水的分类及其特征地下水是指自然界中被土壤、岩石等孔隙、裂隙和含水层储存的水。
根据不同的分类标准，地下水可以分为多种类型，并具有各自独特的特征。
1. 按水文地质条件分类(1) 单层地下水：指存在于单一的地层中的地下水。
这类地下水属于非循环性地下水，在地层中运移缓慢，水质相对较稳定。
(2) 多层地下水：指存在于多层地层中的地下水。
这类地下水属于循环性地下水，在地层之间交流迁移，水质可能受到不同地层的影响而产生变化。
(3) 洼地地下水：指存在于坑洼低洼地带的地下水。
这类地下水通常由于地表径流、降雨渗漏等原因集聚在低洼地带，分布范围狭窄。
2. 按水文地质类型分类(1) 流水型地下水：指存在于孔隙或裂隙中的地下水。
这类地下水的含水层中有比较稳定的水流运动，水质相对较稳定。
(2) 胀缩型地下水：指存在于含水层中的地下水。
这类地下水的含水层是宏观上连续的，但微观上存在明显的胀缩、透水性差等特点，因此水质易受到地层影响。
(3) 含油、含气型地下水：指存在于含油、含气地层中的地下水。
这类地下水通常含有天然气、石油等成分，水质较差。
3. 按水质分为(1) 淡水：指含盐量低于1000mg/L的地下水，水质最好、最适合人类生活和生产用水。
(2) 轻度咸水：指含盐量在1000-3000mg/L之间的地下水，水质较淡水略劣，但经处理后亦可作为用水。
(3) 中度、重度咸水：指含盐量分别在3000-10000mg/L和10000mg/L 以上的地下水，水质差，难以直接用于人类生产生活活动。
综上所述，地下水的分类及其特征十分多样，对于合理开发利用地下水资源具有重要意义。
需要按照其特征和水质等因素合理规划和利用地下水资源，保护地下水的安全性和可持续性。
工程地质学第五章-地下水
• • •
• Darcy定律适合于层流（砂土）。
5.2 地下水类型及其主要特性
地下水按埋藏条件可分为三大类：即包气带
水、潜水、承压水；
根据含水层的空隙性质地下水可分为孔隙水、 裂隙水、岩溶水。 通过这两种分类的组合，可得九类不同特点 的地下水。见教材p124。
裂隙水
孔隙水
含水层
承压水井 自流水井 潜水井 承压水位 潜 水 位
6、 地下水的循环：补给、排泄
上层滞水循环：大气降水补给，垂直蒸发、下渗排泄。 潜水补给： 大气降水，地表水的补给，含水层之间的补给①越流 补给②直接补给，凝结水，人工补给。 潜水排泄：蒸发，泉的排泄，地表水排泄，人为排泄。 承压水补给：大气降水，地表水，潜水。 承压水排泄：潜水排泄，泉的排泄，地表水排泄。
承压水面上高程相等点的连线图
用途：流向，水力坡度，初见水位，水位埋深，水头
5.3 地下水的性质
一、地下水的物理性质
1、温度：主要受气候条件和地热控制
由于地下水形成的环境不同，其温度变化范围很大； 常随埋藏深度不同而异，埋藏越深、水温越高。 纯净的地下水是无色的，当含有某些化学成分或悬浮物质时， 2、颜色： 会带有一定颜色。 纯净的地下水是透明的，但含有有机质、矿物质及胶体时， 3、透明度： 地下水将变得浑浊不清。 地下水一般是无嗅无味的，当含有气体或有机质时，会具有特殊 4、气味：
特点：空间分布极不均匀，动态变化强 烈，流动迅速，排泄集中。
在土木工程建筑地基内有岩溶水活 动，不但在施工中会有突然涌水的事故 发生，而且对建筑物的稳定性也有很大 影响。因此，在建筑场地和地基选择时 应进行工程地质勘察，针对岩溶水的情 况，用排除、截源、改道等方法处理， 如挖排水、截水沟，筑挡水坝，开凿输 水隧洞改道等等。
_地下水的分类及其特征
三、主要特征
某地潜水等水位线图（平面）
河 流
河 流
利用潜水等水位线图，可以解决 以下实际问题：
河
（1）确定潜水流向 （2流）确定潜水面的水力坡度 （3）判断地表水与潜水的相互补给关系 （4）确定潜水埋藏深度 （5）推断含水层岩性或厚度的河变化 （6）确定引水工程的位置
流
➢潜水面的形状
岩石颗粒由细变粗 含水层厚度增大
潜水下沉带
33/65
裂隙水
按成因：
•风化裂隙水 •成岩裂隙水 •构造裂隙水
按埋藏条件：
•面状裂隙水 •层间裂隙水 •脉状裂隙水
34/65
岩溶水
特点：空间分布 极不均匀，动态 变化强烈，流动 迅速，排泄集中 。
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地下水的搬运与沉积作用
一、地下水的机械搬运与沉积作用
由于地下水是在土壤、岩石裂隙中流动，流速极 慢，因此搬运力极弱，沉积作用也极弱，一般仅形成 小规模的洞穴碎屑沉积。
我国广西、贵州、 云南等地是喀斯特十 分发育的地区。
3.岩溶发育的条件
①有可溶性岩石的存在，特别是产状平缓、裂隙发育的厚层石灰岩是岩溶发 育的有利条件。
②湿热的气候条件（水量丰富、具有流动性），尤其是在水中含有一定数量 的CO2时，有较强的溶蚀能力。
泉：地下水在地表的天然露头
按水头性质分： 1. 上升泉 2. 下降泉 按出露原因分： 1. 侵蚀泉 2. 接触泉 3. 断层泉
（1）判断含水层岩性和厚度的变 化 （2）确定测压水位的埋藏深度和 承压水的水头 （3）确定潜水与承压水间的相互 关系
地形等高线（m） 等测压水位线
含水层顶板等高线（m）
三、承压含水层的储水与释水
问题： 承压含水层的变化：在储水与释水时，含水层厚度是不变的，承压含水
地下水基本成因类型及成分的形成与特征
第4章 地下水基本成因类型及 成分的形成与特征
.
成因类型
• 从地下水的来源和化学成分形 成的基本作用出发，可以将地 下水分为三个方面：
• 1.渗入成因（主要）
• 溶滤一渗入水： 大气起源，其成分由水与
岩石作用形成。进一步还可分出古代 的、
现代的；地表的、地下的等。
.
一、渗入成因地下水成分的形成与特征 •渗入成因地下水主要是大气降水到地面，通 过与植物和土壤、岩石等相互作用，以及蒸 发浓缩形成。可分为四个阶段：大气降水阶 段；植物 –土壤影响阶段；水岩相互作用阶段； 蒸发浓缩阶段。 （1）大气降水的成分特征
•弱碱性；
•海水中溶解的无机物质与一般河水的成分恰恰相反。
•在海相沉积水形成的过程中，海水与介质发 生相互作用，化学成分形成机理十分复杂。 主要的作用有：
.
• 1、蒸发浓缩作用； • 2、脱硫酸作用； • 3、阳离子交换作用； • 4、次生白岩岩化作用； • 5、纳长白石话作用。
• 三、火山成因一热水循环地下水成分的形成与特 征：
现代热水的分类：碳酸-硫化氢水、氢-碳酸 水、碳酸水、碳酸-氮水、甲烷及甲烷-氮水、 含氮热水（氮热水）。
.
• 人为因素影响下，形成酸雨，使得雨水的矿化度、 成分、氧化-还原性质、侵蚀性等方面都有所变 化。
• （2）大气降水成分的特征
.
• 大气降水矿化度很低→酸性较强，尚未与岩石直 接发生作用。
• →已经饱和一些金属元素的氢氧化物（如铝、钛、 钒、铁等）。
• eg ： 日 本 某 地 的 大 气 降 水 含 Al110 ppb ， 苏 联 克 里 术 的 雨 水含铝13.1ppb，(与Al的氢氧化物相平衡而存在的Al含量仅应为 1－3 ppb,以弱酸性到中性环境全部为无机形式考虑）。
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成因类型
• 从地下水的来源和化学成分形 成的基本作用出发，可以将地 下水分为三个方面：
• 1.渗入成因（主要）
• 溶滤一渗入水： 大气起源，其成分由水与
岩石作用形成。进一步还可分出古代 的、
现代的；地表的、地下的等。
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一、渗入成因地下水成分的形成与特征 •渗入成因地下水主要是大气降水到地面，通 过与植物和土壤、岩石等相互作用，以及蒸 发浓缩形成。可分为四个阶段：大气降水阶 段；植物 –土壤影响阶段；水岩相互作用阶段； 蒸发浓缩阶段。 （1）大气降水的成分特征
•弱碱性；
•海水中溶解的无机物质与一般河水的成分恰恰相反。
•在海相沉积水形成的过程中，海水与介质发 生相互作用，化学成分形成机理十分复杂。 主要的作用有：
.
• 1、蒸发浓缩作用； • 2、脱硫酸作用； • 3、阳离子交换作用； • 4、次生白岩岩化作用； • 5、纳长白石话作用。
• 三、火山成因一热水循环地下水成分的形成与特 征：
现代热水的分类：碳酸-硫化氢水、氢-碳酸 水、碳酸水、碳酸-氮水、甲烷及甲烷-氮水、 含氮热水（氮热水）。
.
• 人为因素影响下，形成酸雨，使得雨水的矿化度、 成分、氧化-还原性质、侵蚀性等方面都有所变 化。
• （2）大气降水成分的特征
.
• 大气降水矿化度很低→酸性较强，尚未与岩石直 接发生作用。
• →已经饱和一些金属元素的氢氧化物（如铝、钛、 钒、铁等）。
• eg ： 日 本 某 地 的 大 气 降 水 含 Al110 ppb ， 苏 联 克 里 术 的 雨 水含铝13.1ppb，(与Al的氢氧化物相平衡而存在的Al含量仅应为 1－3 ppb,以弱酸性到中性环境全部为无机形式考虑）。
地下水基本成因类型与成分的形成与特征
• 大气降水是海洋和陆地所蒸发的水蒸气凝结而成。大气降
水的化学成分具有区域特征，盐类组分含量低。
• 它的成分与地质地理区条件相关。
• 大气降水除了盐类组分外，大气降水含有可溶性 气体：
• 氧气：使水具有氧化作用的能力； • 二氧化碳：溶于降水形成的碳酸，降低了雨水的PH，提高了侵蚀
性。
• 大气降水较低的盐类组分含量、弱酸性-中性和 含有可溶性气体，造成大气降水相对于化合物 （矿物）远未饱和，具有侵蚀性。因此具有溶解 矿物、使各种元素在水中积聚的能力。
• ——Al的化合物大部分是以络合物或机械的及空 气灰分的细小混合物形式e存在的。
• 二、沉积成因地下水成分的形成与特征 • 由于海相沉积占地壳表层沉积的绝大部
分，海水成分相对较为稳定，因此已有的 研究大多集中在海相沉积-埋藏水上。近年 来，注意力开始转向陆相沉积水。 • 形成过程：
• 含于沉积物中的水成分（地表水体）→后生作用（挤压、
第4章 地下水基本成因类型及 成分的形成与特征
成因类型
• 从地下水的来源和化学成分形成的基本作 用出发，可以将地下水分为三个方面：
• 1.渗入成因（主要）
• 溶滤一渗入水： 大气起源，其成分由水与岩石作用形成。进一
步还可分出古代 的、现代的；地表的、地下的等。
• 2.沉积成因
• 沉积一埋藏水：埋藏于地质构造比较封闭的部分，其成分在
现代热水的分类：碳酸-硫化氢水、氢-碳酸 水、碳酸水、碳酸-氮水、甲烷及甲烷-氮水、 含氮热水（氮热水）。
谢谢观看！ 2020
游离状态（再生水）从矿物及岩石中脱出，转入现代地下水圈。
• 在现代火山或熄灭不久的火山区、岩浆活 动区和构造活动剧烈地区，常见现代热泉。 这类热泉水一般是沿着深大断裂上升至地 表的。
水的化学成分具有区域特征，盐类组分含量低。
• 它的成分与地质地理区条件相关。
• 大气降水除了盐类组分外，大气降水含有可溶性 气体：
• 氧气：使水具有氧化作用的能力； • 二氧化碳：溶于降水形成的碳酸，降低了雨水的PH，提高了侵蚀
性。
• 大气降水较低的盐类组分含量、弱酸性-中性和 含有可溶性气体，造成大气降水相对于化合物 （矿物）远未饱和，具有侵蚀性。因此具有溶解 矿物、使各种元素在水中积聚的能力。
• ——Al的化合物大部分是以络合物或机械的及空 气灰分的细小混合物形式e存在的。
• 二、沉积成因地下水成分的形成与特征 • 由于海相沉积占地壳表层沉积的绝大部
分，海水成分相对较为稳定，因此已有的 研究大多集中在海相沉积-埋藏水上。近年 来，注意力开始转向陆相沉积水。 • 形成过程：
• 含于沉积物中的水成分（地表水体）→后生作用（挤压、
第4章 地下水基本成因类型及 成分的形成与特征
成因类型
• 从地下水的来源和化学成分形成的基本作 用出发，可以将地下水分为三个方面：
• 1.渗入成因（主要）
• 溶滤一渗入水： 大气起源，其成分由水与岩石作用形成。进一
步还可分出古代 的、现代的；地表的、地下的等。
• 2.沉积成因
• 沉积一埋藏水：埋藏于地质构造比较封闭的部分，其成分在
现代热水的分类：碳酸-硫化氢水、氢-碳酸 水、碳酸水、碳酸-氮水、甲烷及甲烷-氮水、 含氮热水（氮热水）。
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游离状态（再生水）从矿物及岩石中脱出，转入现代地下水圈。
• 在现代火山或熄灭不久的火山区、岩浆活 动区和构造活动剧烈地区，常见现代热泉。 这类热泉水一般是沿着深大断裂上升至地 表的。
地下水类型
分类：根据岩土中水的物理力学性质可将地下水分为：气
态水、结合水、毛细水、重力水、固态水以及结晶水和 结构水。其中毛细水和重力水对地下水的工程特性有很 大的作用。
2. 毛细水
受毛细作用控制的地下水称为毛细水
对于土体来说，毛细水上升的快慢及高度决定于 土颗粒的大小。
• 土颗粒愈细，毛细水上升高度愈大，上升速度 愈慢。
不一致。 • 渗透性常常显示各向异性。
五、岩溶水
1.定义： 赋存和运移于可溶岩的溶隙溶洞（洞穴、管道、
暗河）中的地下水叫岩溶水。
2.分类（埋藏条件）：
（1）岩溶上层滞水： （2）岩溶潜水： （3）岩溶承压水：
3.特征：
岩溶水的分布主要受岩溶发育规律控制。
六、泉
1. 定义：泉是地下水天然露头。是地下水的主要
2. 特征：
（1）承压水具有一定压力 （2）承压水不受气候的影响，动态较稳定 （3）不易受污染 （4）承压水的形成与分布的地质构造及沉积条件 有密切关系。
3.适宜形成承压水的地质构造：
向斜构造盆地，称为自流盆地
单斜构造，亦称为自流斜地
4. 补给：
大气降水 地面水体 潜水
5. 排泄方式
• 承压含水层在地形适宜处露出地表时，可 以泉或溢流的形式排向地表或地面水体；
上海康乐路十二层大楼，采用箱基，开 挖深度为5.5m，采用钢板桩外加井点降水， 抽水6天后，各沉降沉测点的沉降量如表所 示。
降水与地面沉降 表5-5
离降水井点距(m) 3 5 10 20 31 41
地面沉降量(mm) 10 4.5 2.5 2 1 0
降水期间，距基坑6～10m处旧民房有裂 缝。在上海地区井点降水的影响范围一般 为84m。
• 某些地下水对钢筋混凝土基础产生腐蚀。
态水、结合水、毛细水、重力水、固态水以及结晶水和 结构水。其中毛细水和重力水对地下水的工程特性有很 大的作用。
2. 毛细水
受毛细作用控制的地下水称为毛细水
对于土体来说，毛细水上升的快慢及高度决定于 土颗粒的大小。
• 土颗粒愈细，毛细水上升高度愈大，上升速度 愈慢。
不一致。 • 渗透性常常显示各向异性。
五、岩溶水
1.定义： 赋存和运移于可溶岩的溶隙溶洞（洞穴、管道、
暗河）中的地下水叫岩溶水。
2.分类（埋藏条件）：
（1）岩溶上层滞水： （2）岩溶潜水： （3）岩溶承压水：
3.特征：
岩溶水的分布主要受岩溶发育规律控制。
六、泉
1. 定义：泉是地下水天然露头。是地下水的主要
2. 特征：
（1）承压水具有一定压力 （2）承压水不受气候的影响，动态较稳定 （3）不易受污染 （4）承压水的形成与分布的地质构造及沉积条件 有密切关系。
3.适宜形成承压水的地质构造：
向斜构造盆地，称为自流盆地
单斜构造，亦称为自流斜地
4. 补给：
大气降水 地面水体 潜水
5. 排泄方式
• 承压含水层在地形适宜处露出地表时，可 以泉或溢流的形式排向地表或地面水体；
上海康乐路十二层大楼，采用箱基，开 挖深度为5.5m，采用钢板桩外加井点降水， 抽水6天后，各沉降沉测点的沉降量如表所 示。
降水与地面沉降 表5-5
离降水井点距(m) 3 5 10 20 31 41
地面沉降量(mm) 10 4.5 2.5 2 1 0
降水期间，距基坑6～10m处旧民房有裂 缝。在上海地区井点降水的影响范围一般 为84m。
• 某些地下水对钢筋混凝土基础产生腐蚀。
2.地下水类型及特征
地下水类型及特征
• 一、不同埋藏条件下的地下水 • 上层滞水、潜水、承压水 上层滞水、潜水、
• 1.上层滞水 1.上层滞水 • 上层滞水动态变化显著。 上层滞水动态变化显著。 • 2.潜水 潜水 • （1）特征 • 无压水。潜水的补给区与分布区一致。 无压水。潜水的补给区与分布区一致。 潜水的动态有季节性变化的特点。 潜水的动态有季节性变化的特点。 • 有关名词：潜水面，潜水埋藏深度，潜 有关名词：潜水面，潜水埋藏深度， 水位，潜水含水层厚度，潜水流。 水位，潜水含水层厚度，潜水流。
• （3）岩溶水水化学特征 • 矿化度较低（HCO3型），水硬度较大。 矿化度较低（ ），水硬度较大 水硬度较大。 • 深埋藏型，水化学类型可由HCO3型→SO4 深埋藏型，水化学类型可由HCO →Cl型 型→Cl型。
• 三、泉的分类及特征
谢谢！
• 平面图：潜水等水位线图 平面图：
• 3.承压水 3.承压水 • （1）特征 • 承压性。承压水的分布区与补给区不一 承压性。 动态稳定。 致。动态稳定。
• 有关名词：承压水位，承压水头 有关名词：承压水位，
• （2）承压水的补给、径流、排泄 承压水的补给、径流、 • 补给：大气降水、地表水、潜水 补给：大气降水、地表水、 • 排泄：泉、河流、人工抽排。 排泄： 河流、人工抽排。 • 径流：补给区→排泄区 径流：补给区→
• 矿区水文地质图主要反映的水文地质内 容： • （1）含水层（组）及其富水性 含水层（ • （2）断裂构造特征 • （3）地表水体。 地表水体。 • （4）控制性水点 • （5）已开采井下主干巷道、回采范围、 已开采井下主干巷道、回采范围、 井下突水点、 井下突水点、涌水情况
• 二、不同含水介质中的地下水 • 1.孔隙水 1.孔隙水 • 地下水的存储空间 地下水的存储空间——松散岩层中的孔隙 松散岩层中的孔隙 • （1）洪积层中地下水 • （2）冲积层中地下水
• 一、不同埋藏条件下的地下水 • 上层滞水、潜水、承压水 上层滞水、潜水、
• 1.上层滞水 1.上层滞水 • 上层滞水动态变化显著。 上层滞水动态变化显著。 • 2.潜水 潜水 • （1）特征 • 无压水。潜水的补给区与分布区一致。 无压水。潜水的补给区与分布区一致。 潜水的动态有季节性变化的特点。 潜水的动态有季节性变化的特点。 • 有关名词：潜水面，潜水埋藏深度，潜 有关名词：潜水面，潜水埋藏深度， 水位，潜水含水层厚度，潜水流。 水位，潜水含水层厚度，潜水流。
• （3）岩溶水水化学特征 • 矿化度较低（HCO3型），水硬度较大。 矿化度较低（ ），水硬度较大 水硬度较大。 • 深埋藏型，水化学类型可由HCO3型→SO4 深埋藏型，水化学类型可由HCO →Cl型 型→Cl型。
• 三、泉的分类及特征
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• 平面图：潜水等水位线图 平面图：
• 3.承压水 3.承压水 • （1）特征 • 承压性。承压水的分布区与补给区不一 承压性。 动态稳定。 致。动态稳定。
• 有关名词：承压水位，承压水头 有关名词：承压水位，
• （2）承压水的补给、径流、排泄 承压水的补给、径流、 • 补给：大气降水、地表水、潜水 补给：大气降水、地表水、 • 排泄：泉、河流、人工抽排。 排泄： 河流、人工抽排。 • 径流：补给区→排泄区 径流：补给区→
• 矿区水文地质图主要反映的水文地质内 容： • （1）含水层（组）及其富水性 含水层（ • （2）断裂构造特征 • （3）地表水体。 地表水体。 • （4）控制性水点 • （5）已开采井下主干巷道、回采范围、 已开采井下主干巷道、回采范围、 井下突水点、 井下突水点、涌水情况
• 二、不同含水介质中的地下水 • 1.孔隙水 1.孔隙水 • 地下水的存储空间 地下水的存储空间——松散岩层中的孔隙 松散岩层中的孔隙 • （1）洪积层中地下水 • （2）冲积层中地下水
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。
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由于受隔水层的覆盖，所以受气候及其它水文因素的影响也 较小，水量变化不大，且不易蒸发。
地下水的动态也是比较稳定的。
由于承压水具有水头压力，所以它不仅可以由补给区流向自 流盆地或自流斜地的低处，而且可以由低处向上流至排泄区， 并以上升泉的形式出露于地表，或者通过补给该区的潜水和地 表水而得到排泄。
地下水的埋藏类型
承压水的形成
承压水的形成与所在地区的地质构造及 沉积条件有密切关系。只要有适宜的地质构 造条件，地下水都可形成承压水。
适宜形成承压水的地质构造大致有两种:
自流盆地
自流斜地
承压水的补给和排泄：
承压水的上部由于有连续隔水层的覆盖，大气降水和地表水 不能直接补给整个含水层，只有在含水层直接出露的补给区， 方能接受大气降水或地表水的补给，承压水的分布区和补给区 是不一致的。一般补给区远小于分布区。
潜水的分布区域补给区基本一致， 补给来源主要有：
大气降水
大气凝结水
地表水 深层地下水
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 带土层的透水性及地表的覆盖情 况等。一般来说，时间短的暴雨， 对补给地下水不利，而连绵细雨 能大量的补给潜水。
在干旱地区，大气降雨很少
在干旱地区潜水也靠蒸发排泄。 在地形有利的情况下，潜水则以泉的形式出露 地表。
地下水污染的来源
生活污水和工业废水的排放 垃圾填埋 石化产品的储存和运输过程中的泄漏 化肥、杀虫剂、除草剂等的施用等
地下潜水
上层滞水
漂浮污染物
可溶性污染物 局部隔水粘土
潜水特征
1.与地表水大气水联系密切，积极参与水循 环。 2.分布区与补给区基本一致。 3.气象、水文因素的变动对它的影响显著， 动态变化明显。 4.易受污染。
（三）承压水
地表以下、充满两个稳定隔水层之间的重力水。
含水层顶板
含水层底板
埋深 承压水位
初见水位
泉水
泉水是出露的承压水
承压水具有如下特征
承压水的重要特征是不具自由水面，并承受一定的静水压力。 承压水承受的压力来自补给区的静水压力和上覆地层压力。由于上 覆地层压力是恒定的，故承压水压力的变化与补给区水位变化有关。 当接受补给水位上升时，静水压力增大。水对上覆地层的浮托力随 之增大．从而承压水头增大，承压水位上升；反之，补给区水位下 降，承压水位随之降低。 承压含水层的分布区与补给区不一致，常常是补给区远小于分 布区，一般只通过补给区接受补给。 承压水的动态比较稳定，受气候影响较小 承压水不易受地面污染。
补给区 承压区 自流区 排泄区
承压水 流向
地下水源特点
上层滞水 量：小，变化大；质：易受污染。总评：
不宜作为可靠的饮用水源
潜 水 承压水
量：变化大；质：易受污染。总评：埋藏 浅，易开采，为农村地区主要饮用水源
泉 水
量：丰富，变化小；质：好，不易污染。 特点：①承压；②埋藏较深；③补给区与 分布区不一致；④水位、水量、水温稳定； ⑤不易受污染。 总评：生活饮用水的理想和重要水源 上升泉：由承压水补给 下降泉：由上层滞水或潜水补给 总评：农村地区优先考虑的饮用水源
上层滞水
潜水面以上包气带中局部隔水层之上积聚的 重力水。有自由水面﹐但分布范围有限﹐水量 不多﹐容易流失﹐往往在雨季存在而旱季消失 ﹐一般只宜作为季节性的小型供水水源。用上 层滞水作为饮用水源时要注意污染状况。
潜水
潜水的自由水面称潜水面，潜水面的高 程称为潜水位，地表至潜水面的垂直距离 称为潜水的埋深。浅水层以下的隔水层称 为隔水底板，潜水面至隔水层的垂直距离 称为含水层的厚度.
埋 深
潜水水位 潜水含水层
含 水 层 厚 度
隔水层
潜水特点
潜水与大气直接相通，具有自由表面，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。 潜水面随时间而变化，其形状则随地形的不同而 异，也和含水层的透水性及隔水层底板形状有关。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。
地下水分类
按埋藏条件分
上层滞水
上层滞水：存在于包 气带中局部隔水层或 弱透水层上具有自由 水面的重力水。
包气带
局部透镜体状隔水层 潜水水位 承压水测压水位 潜水含水层
潜水：饱水带中第一 个稳定的隔水层之上 具有自由水面的重力 水。
承压水：充满于两个 稳定隔水层之间的含 水层中的水。
饱水带
隔水层 承压含水层 隔水底板
地下水类型及其特征
根据空隙性质，地下水可分为孔隙水、 裂隙水和溶隙水三类； 根据其物理力学性质可分为：毛细水、 重力水； 根据埋藏条件可分为：包气带水、潜 水、承压水。
• 按含水介质分类
孔隙水：储存于松 散层中的地下水。 裂隙水：储存于基 岩裂隙中的地下水 岩溶水：储存于可溶性 岩石溶穴中的地下水
潜水的补给来源是多种多样的，某个地 区的潜水可以有一种或几种来源补给。
潜水的垂直补给与排泄：接受大气降水 和地表水的补给与通过包气带向大气层蒸发排 泄。
潜水的水平补给与排泄：潜水由高水位向 低水位流动时，接受上游的Leabharlann 给与向下游的排 泄。潜水的排泄
一般在河谷的中上游，河流下切较深，使潜 水直接流入河流。
潜水的补给只靠大气凝结水
地表水也是地下水的重要补给来源
当地表水水位高于潜水水位时， 地表水就补给地下水。
在一般情况下：河流的中上游是地 下水补给河流，河流的下游是河水 补给地下水。
潜水的动态变化往往受深层地下水 动态变化的影响。如果深层地下水 位较潜水位高，深层地下水会通过 构造破碎带或导水断层补给潜水， 也可越流补给潜水。
潜水的动态
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、大面积灌溉等。 这些因素都会改变潜水的动态。