地下水污染及治理技术总结

水在岩土中的存在形式
强结合水 结合水
弱结合水
液态水
非结合水 固态水
毛细水 重力水
气态水
地下水埋藏类型示意图
含水层 承压水井 隔水层
自流水井 潜水井
承压水位
潜 水 位
1. 水量不大但季节性变化强烈
2. 补给区和分布区是一致的
包气带水的特征
3. 一般矿化度低但水质最易受污染
4. 上层滞水水量不大，但其常常是引起土质边坡滑坍，地基、路基沉陷、 冻胀等病害的重要因素
成为良好的含水层
有丰富的地下水 • 冲积层为颗粒较粗的砂砾石组成 • 二元结构明显 • 补给条件好 • 含水层富水性好 • 地下水埋深浅 • 水质为弱矿化淡水
安徽地下水水文地质条件
华北平原
• 巨厚沉积层结构复杂
• 以河北平原的水文地质特征为代表
• 第四纪沉积厚度变化总趋势是由山前的200～300m到中部的 400～600m，到滨海600～700m或更厚
按埋藏条件
：
•面状裂隙水 •层间裂隙水 •脉状裂隙水
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。
中国地下水水文地质条件
中国东部冲积平 原水文地质条件
冲积层较薄的 南方冲积平原
地表地形平坦
厚层的冲积成因的沉积物
沉积物中河床相沉积由砾石到砂组成
透水性大
接受大气降水和地表水的渗入补给
c. 排泄区：系指承压水流出地表或流向潜水的地段。承压水常
以地表水、潜水、泉水的形式排出。
承压水含水层的补给与排泄示意图
承压水（自流水）的循环
承压水的形成：向斜构造和单斜构造 承压水的补给区和分布区不一致 补给区远小于分布区
径流条件的好坏与地形条件、含水层的透水性、补给区 与排泄区的水位差、承压含水层的挠曲程度等有关
松散沉积物中的孔隙连通性好
岩土空隙 坚硬岩石中的裂隙分布不均匀
可溶性岩石中的溶隙连通性差
分选良好排列 疏松的砂
分选良好排列 紧密的砂
分选不良含泥、 砂的砾石
部分胶结的砂岩 具有裂隙的岩石
具有溶隙的 可溶岩
1.2 地下水的分类
1. 埋藏条件：
① 包气带水 ② 潜水 ③ 承压水
2. 含水介质：
① 孔隙水 ② 裂隙水 ③ 岩溶水
上隔水层 下隔水层
承压水头线 承压水
承压水：具有承压性质，含水层分为补给区、承压区及 排泄区三个部分。
a. 补给区：补给区的上部没有隔水层，该区地下水具有自由水
面，实际上与潜水没有区别，该区可以直接接受降水及地表水的补 给。
b.承压区：系指上下均有隔水层被水充满的含水层。其主要特征
是： 承受静水压力具有压力水头； 由于承压区与补给区在地域上不一致，故其性质受当地气象水文因素 影响较小，参与水文循环远不如潜水积极，水流动态较为稳定，一旦过 量开采不易补充恢。复
最适宜形成承压水的地质构造有：
向斜构造 单斜构造
承压盆地 承压斜地
承压盆地：水位受到气候及地形的控制，往往
具有较好的径流条件。
断裂构造形成承压斜地
岩性变化形成承压斜地
承压水的补给与排泄
泉：地下水在地表的天然露头
按水Hale Waihona Puke Baidu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
地下水的重要性
09年中国地下水开采总量1098亿立方米，占总供水量的18%。
在全国657个城市中，400多个以地下水为饮用水源，约占城市总
数的61%,70%的人饮用地下水。
北方地区65%的生活用水、50%的工业用水和33%的农业灌溉用 水来自地下水。
在没有新水源的情况下，失去了地下水，也就意味着生存危机。
潜水：埋藏于地表以下，第一个稳定隔水层之上
具有自由水面的饱水带中的重力水
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
埋
藏
示
意
图
潜水面的特征
1.潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面 2.潜水面的起伏经常与地形一致，只是比地形起伏平缓一些
；潜水面与地表面的形态具有相似性 3.含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓 4.岩层透水性变好时，潜水面坡度变缓
西 藏 热 水 井 喷 发
不同含水层空隙中的地下水
冲积物中的孔隙水 上游 河床中砂砾石，是良好的含水层。
中游 河漫滩沉积有上细（粉细砂、黏性土）下 粗（砂砾）的二元结构，上层构成隔水层，下 层为承压含水层。
下游 滨海平原上为潜水，埋藏浅不利于工程建 设，下部多层承压含水层。
裂隙水
按成因：
•风化裂隙水 •成岩裂隙水 •构造裂隙水
潜水的补给与排泄
大气降水
河流补给潜水
泉
潜水补给河流
潜水等水位线图
可解决如下问题：
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 确定潜水与地表水的关系
虚线－潜水等水位线 实线－地形等高线
2、承压水（Confined/artesian ground water）
承压水是充满于上下两个隔水层之间的含水层中的地下水，它承受一定 的压力，当钻孔打穿上覆隔水层时，水能从钻孔内上升到一定的高度。
1.1 相关概念
土或岩石的孔隙中充满水的地带称饱水带，地下水称饱 和带水。未被水充满的地带称为包气带，地下水称为包 气带水。包气带存在的局部饱和带水称为上层滞水。 含水层：给出并透过相当水量的岩土层。 隔水层：不透水但可含水的岩土层。 滞水层：弱透水的岩土层。 含水层的形成条件：岩土层有较大空隙；为隔水层所限； 有补给来源。
• 沉积层中有多个砾石－砂含水层 • 埋藏有丰富的地下水 • 含水层由粗变细，地下淡水由多变少，水深呈规律性变化
1.3 地下水的物理性质
颜色，气味，味道，透明度，温度，密度，导电性，放射性
物质 硬水 低铁 高铁 硫化氢 锰化物 腐植酸 硫细菌 盐
颜色 浅蓝 淡灰 锈色 翠绿
暗红
暗黄 灰黑
红色
过冷水（低于0℃），冷水（0～20℃），温水（21～ 42℃），热水（43～100℃），过热水(高于100℃)
地下水污染及治理
刘桂建
中国科学技术大学 2014年
主要内容
水地环下境水质相量关评概价念概述 评地价下方水法污分染析及污染源 评地价下方水法污应染具途备径的特点 评地价下方水法保的护发与展治趋理势措施
1 地下水及相关概念
地下水是存在于地表以下岩（土） 层空隙中的各种不同形式水的统 称。
据估算，全世界的地下水总量多 达1.5亿立方公里，几乎占地球总 水量的十分之一，比整个大西洋 的水量还要多！