3.水文地质学基础-地下水的赋存

Tc1246
明 水 县 Tc1T3c41034T7cT1c3143439
Tc615 TcT1c363176Tc133T8c1345 Tc6T1c71334
Tc61T8Tc1c631396Tc1341
Tc920
Tc906 TTcc990045 Tc907 Tc911
Tc922
Tc908
Tc1314
Tc90T9c910
3.4 潜水
潜水面坡度指相邻两条等水位线的水位差除以其水平距 离。当其值很小时，可视为水力梯度。
水力坡度（I）—单位距离上的水头损失，是沿渗流途径上 的水头损失与相应的渗流长度之比。
I=(HA-HB) /△L
3.4 潜水
潜水的主要特征 1.补给来源：潜水直接与
大气相通，可通过包气带 接受降水、地表水等补给。 2.动态特征：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。 3.循环交替：水循环周期 短，更新恢复速度快。
3.2含水层、隔水层与弱透水层
3.2.2隔水层
相对性：空间尺度、时间尺度
3.2含水层、隔水层与弱透水层
含水层、隔水层与弱透水层关系图
3.2含水层、隔水层思与考弱题透水层
1.这组地层是含水层还是隔水层？ 2.煤层开采，巷道(矿坑)会否有水？ 3.如果需要修水库，建坝后库水是否渗漏？
C
D A-粉砂岩，B-页岩，C-断裂，D-矿道
3 .1 包气带和饱水带
毛细带（capillary zone）是由于岩层毛细管力的作用在潜水面以 上形成的一个与饱水带有直接水力联系的接近饱和的地带。 土壤水（soil water）是包气带表层土壤层中的各种形式的水。
3 .1 包气带和饱水带
3.1.2饱水带 饱水带是地下水面以下岩土空间全部或几乎全部被水
3.4 潜水
4.潜水面形态：潜水面形状受地形影响，潜水水位与地 形的起伏相一致而较缓和。
400
390
磨盘山
大椅子山
380
永宁河
磐
水
石
孤顶子
370
位
挡石河
仙人洞
河
七七 个个顶顶子 子
360
标
磐石市
高
350
（ m)
挡石河
340
拐子炕河
330
320
310
N
300
图 1-4
磐石市地势立体图
3.4 潜水
下水。
注意：
自由表面—与大气直接相通，除大气压强外不受其它力。 稳定—具有一定的空间连续性（范围）以示区分上层滞水
3.4 潜水
赋存潜水的岩层
3.4 潜水 基本要素
潜水面—潜水表面的自由水面 潜水埋深D—潜水面至地面的距离 潜水水位H—潜水面上任意一点的标准高程(以黄海海平面为基准) 含水层厚度M—潜水面至隔水底板的距离
Tc601
五大连池市
Tc600Tc597
莫 力 自 治 旗讷 河 县 Tc684
德都县
Tc670 Tc666
Tc747
Tc335
甘南县
Tc337 Tc333
TTc3c31230
Tc202 Tc205
Tc587
Tc639
Tc589
Tc640
Tc233
Tc634
Tc633 Tc631
Tc630
Tc586
裂隙水（fissure-water）是存在于岩层裂隙中的地下水。 风化裂隙水（weathering-fissure water）是岩石风化裂隙带
中的地下水。 构造裂隙水（structure-fissure water ）是存在于岩石构造
裂隙中的地下水。 裂隙岩溶水（fissure karst water）是存在于可溶性岩层的裂
TcT1c52859 Tc160
Tc262
Tc4810
Tc159
Tc260Tc167
Baidu Nhomakorabea
Tc164 Tc165 Tc166
杜
尔
伯
特 旗 Tc485
Tc139
Tc261 Tc138
Tc470
Tc1419
Tc140
TTcc48889 Tc531
Tc490
TTc1c2114916 Tc135 Tc1418
Tc141
TTcc11020889 Tc1007
扎赉特旗
Tc403
Tc394 Tc553
Tc408 Tc40T6c465 Tc278
林 甸 县 Tc174TTcc127538
TTcc2266T43c255
Tc168 Tc254
Tc175
Tc157
Tc162 Tc163
Tc161
Tc476 Tc479 Tc176 Tc4T7c54787
水流向的因素。 (2)畜牧场要打一号饮水井，请在图上标出井位，并简要说明布井依据。
3.5 承压水
承压水（confined water ）是指充满于两个隔水层（弱 透水层）之间的含水层中的水，具有承压性质。
3.5 承压水
隔水顶板（upper confining bed）是承压含水层上部的隔 水层。 隔水底板（lower confining bed）是承压含水层下部的隔 水层。 承压含水层的厚度（thickness of confined aquifer）为隔 水顶板、底板之间的距离。 测压水位(piezometric water level)是井孔中静止水位的高 程。 自流区（artesian zone）是测压水位高于地表面的范围，又 称为承压水的自溢区。 自流水（artesian water ）是承压水位高于当地地面能自行 喷出或溢出地表的地下水。
Tc565
Tc198 Tc194
Tc652
Tc172
Tc653 Tc170
Tc171 Tc169 Tc253 Tc257 Tc256
Tc657 Tc1335
Tc1343
Tc814
Tc847
Tc818 TTc1c828531
Tc834
Tc852
Tc1012 Tc1010
Tc841
Tc851 绥 棱 县
3 .1 包气带和饱水带
3.1.1包气带
特点：①岩石空隙未被水充满 ②是固、液、气三相介质并存介质
水的存在形式： 结合水、毛细水（各种）、重力水、气态水
3 .1 包气带和饱水带
包气带水的垂直分带：土壤水带、中间带和毛细水带。 包气带水是指以各种形式存在于包气带中的水。其赋存和运移受 毛细水和重力的共同影响，确切地说是受土壤水分势能的影响。
孔隙水
裂隙水
岩溶水
包气带水
潜水 承压水
土 壤 水 、 上 层 滞 裂隙岩层浅部季节性存 裸露岩溶化地层上部 水、过路、悬留毛地下在水的分类重表力水及毛细水 岩溶通道中季节性存
细水及重力水
在的重力水
各 类 松 散 层 浅 部 裸露裂隙岩层中的水 裸露岩溶化岩层中的
的水
水
山 间 盆 地 及 平 原 构造盆地、向斜、单斜 构造盆地、向斜、单
3.4 潜水
绘图注意：1等水位线穿越河流 2分水岭 3冲沟 4地貌单元 5断层两侧水位
实习一 编制潜水等水位线图
一、实习目的
1．熟悉潜水等水位线图的编制方法。 2．初步学会阅读和利用潜水等水位线图。
二、实习内容
1．根据有关资料，在附图一上编制沙河地区潜水等水位线图(水位等高距 2m，取偶数)。
2．用箭头标出AB、CD 两处的潜水流向，并计算水力梯度的近似值。 3．根据平面图上的资料，在剖面图上绘出潜水位线及潜水流向。 4．阅读沙河地区潜水等水位线图，回答下列问题： (1)根据所作潜水等水位线图及所提供的有关资料，总结影响潜水面形状与潜
裂隙发育的砂岩、岩溶发育的碳酸岩……
3.2含水层、隔水层与弱透水层
3.2.2隔水层 隔水层（Aquiclude ）是指不能传输与给出相当数
量水、或者透过与给出的水量微不足道的岩层。具有相 对性，以含有结合水为主。 3.2.3弱透水层
弱透水层(Aquitard)是指本身不能给出水量、但垂直 层面方向能够传输水量的岩层。
水文地质学基础 Fundamentals of Hydrogeology
地下水科学与工程教研室
第三章 地下水赋存
3.1 包气带和饱水带 3.2 含水层、隔水层与弱透水层 3.3 地下水分类 3.4 潜水 3.5 承压水 3.6 上层滞水
3 .1 包气带和饱水带
包气带和饱水带的划分：
3 .1 包气带和饱水带
5.水化学特征：水的矿化度与地形、水的交替有关。湿润气 候区，地形切割强烈、水交替强烈地区地下水矿化度低。干 旱气候区细颗粒组成的盆地平原易形成咸水。
3.4 潜水
小结：潜水的基本特征 • 无隔水顶板 • 积极参与水循环（补给、排泄） • 动态随季节变化明显 • 重力释水 • 易受污染 • 一般情况下，潜水面与地形起伏相一致 •补给区、排泄区和分布区是一致的 • 不适宜作为地震前兆观测对象
Tc912
Tc18T1c1315 Tc13T0Tc2c99115T4c916
Tc1316
青 冈 县 Tc913Tc928
Tc147
Tc91T7c918
Tc924
Tc919
Tc1311 Tc146
Tc829 Tc838 Tc1283Tc830
Tc839
Tc840
Tc1296 Tc877 Tc871
3.3地下水
3.3.1地下水 地下水（groundwater）广义上是指赋存于地面以
下岩石空隙中的水；狭义上仅指赋存于饱水带岩土空隙 中的水。
3.3.2地下水埋藏条件 地下水的埋藏条件是指含水层在地质剖面中所处的
部位及受隔水层（弱透水层）限制的情况。
3.3地下水
含水介质类型 埋藏条件
地下水分类表
将某一承压含水层测压水位相等的各点连线得到等水位 线图，可用于确定承压水流向和水力梯度。
松 嫩 平 原 等 水 压 线 图
3.5 承压水
嫩 江 县 Tc609
Tc607
Tc614
Tc722 Tc724
5400000 5300000 5200000 5100000
突泉县
5000科0尔00沁 右 翼 中 旗 4900000
克山县
Tc203
Tc206 Tc584TTcc250872
依安县
北安市
克东县
Tc972
Tc214
Tc359
富 裕 县 TTcc220004 Tc201
Tc645 Tc212
Tc356
Tc211
Tc796
Tc802
Tc831
Tc1280
Tc846
TTcc336698
Tc199
Tc196
Tc647
拜 泉 县Tc810
充满的地带。
饱水带特点： 1 空隙完全被水充满 2 水体分布连续，可传递静水压力 3 水的运动在水头差作用下可连续运动。 其中的重力水是开发利用或排泄的主要对象。
3.2含水层、隔水层与弱透水层
3.2.1含水层
含水层(Aquifer)是指饱水并能传输与给出相当数量水的岩层。 构成含水层的三个条件是： （1）有储存水的空间（储水构造）。 （2）周围有隔水岩石。 （3）有水的来源，含有重力水为主。
松散层深部的水 中裂隙岩层中的水
斜中岩溶化岩层中的
水
3.3地下水
上层滞水（perched water）是包气带中局部隔水层上的重力水。 孔隙水（pore water ）是存在于岩层孔隙中的地下水。
孔隙裂隙水（pore-fissure water）是存在于孔隙、裂隙并存 的岩层（石）中的地下水。一般指半胶结的碎屑岩。
隙、溶孔(洞)中的地下水。 岩溶水（karst water）是赋存于岩溶化岩体中的地下水的总称。
3.3地下水
地下水分类表
地下水分类表
3.4 潜水
❖
潜水（phreatic water, unconfined water）
是指饱水带中第一个具有自由表面且有一定规模的含水层
中的重力水。
稳定
亦即地表以下第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地
3.4 潜水
思考：潜水与地表水的相互转化关系？
潜水补给河流
河流补给潜水 河流单侧补给潜水
3.4 潜水
河流补给潜水
潜水补给河流
潜水面的形状受下列因素影响： 1.地形 潜水面起伏与地形大体一致，但比地形起伏缓。 2.水文网 地表水位与潜水位之差控制潜水面的凹凸。
3.4 潜水
潜水等水位线图：潜水位相等的各点连线。 作用：1 判断地下水流向；2计算水力坡度；3结合地形图与等水位线 计算水位埋深；4确定潜水与地表水补排关系
3.1.1包气带(非饱和带Unsaturated zone, vadose Zone) 是指地下水面以上至地表面之间的地带。
包气带是饱水带中地下水与大气圈、地表水圈联系（参与水文 循环）必经的通道， “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。 包气带含水量及其水盐运移受气象因素影响极为显著。
Tc822 Tc836
Tc845
Tc827
Tc3701 Tc372
Tc537 Tc536
Tc195
Tc197
TTcc261581
Tc794
Tc245
Tc817 Tc373
Tc820 海 伦Tc8市44
Tc833
Tc81T9cT8c48849
Tc1016
Tc374
龙江县
Tc321
齐齐哈尔市
Tc570
Tc54T6c5T6c0562