水文地质学-第3章地下水的赋存

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第三章 地下水的赋存
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第三章 地下水的赋存
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§3.1
包气带与饱水带
3、研究意义： 1）降水要经过包气带下渗，地下水蒸发排泄也 必然经过包气带。 2）包气带水盐的形成及其运动规律对饱水带水 的形成有重要意义。 4、包气带中水的几种形式：结合水、毛细水、 气态水、过路重力水
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§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
六、含水层概念的回顾 1、孔隙含水层称为含水层比较符合实际。 2、裂隙称为含水带，因不同部位裂隙的成因不 同，裂隙发育情况不同。 3、岩溶称为含水系统较为合适。因其不均匀性 比裂隙带更严重。
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§3.3
水文地质学
第三章 地下水的赋存
§3.1
包气带与饱水带
一、包气带、饱水带定义 二、包气带与饱水带界面的划分标准 以初见地下水水位为依据。 三、包气带形态、分带以及研究意义 1、形态：不同部位、不同时间运动方向、速度都在变 化，是x、y、t的函数，受到气象因素影响严重。 2、分带： 1）土壤水带 2）中间带 3）毛细水带
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§3.4 上层滞水
三、 上层滞水的特征 1、 补给：接受大气降水的补给 2、 排泄：通过蒸发或向隔水底板(弱透水层底板) 的边缘下渗排泄 3、 基本特征： 1） 一般水量小，动态不稳定，水量、水位季节 性变化明显。 2） 一个局部隔水层上的上层滞水与其他含水层 之间无水力联系，无统一水位。 3） 埋藏浅，径流短，矿化度低，容易污染。
地下水分类
一、地下水定义 1、广义地下水:指赋存于地面以下岩土体空隙中 的水；包气带及饱水带中所有含于岩土体空隙 中的水均属之。 2、狭义地下水:仅指赋存于饱水带岩土体空隙中 的水。
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§3.3
地下水分类
二、地下水的赋存特征：
埋藏条件与含水介质类型
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包气带水
土壤水，局部粘性土隔 裸露岩溶化岩层 裂隙岩层潜部季 水层上季节性存在的重 上部岩溶通道中 节性存在的重力 力水（上层滞水）、过 季节性存在的重 水及毛细水 路重力水及悬留毛细水 力水 各类松散沉积物浅部的 裸露于地表各类 裸露于地表的岩 水 裂隙岩层中的水 溶化岩层中的水 组成构造盆地、 向斜构造或单斜 山间盆地及平原松散沉 断块的被掩覆的 积物深部的水 各类裂隙岩层中 水
图3—6 基岩自流盆地中的承压水
1—隔水层；2—含水层；3—潜水位及承压水测压水位； 4—地下水流向；5—泉； 6—钻孔，虚线为进水部分；7—自喷孔；8—大气降水 补给；H—承压高度；M—含水层厚度
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§3.6 承压水
二、特征 1、承压性 2、要素：上下各一个隔水板。 3、补给：补给区(潜水分布区)获得补给，越流 补给。 4、排泄：通过范围有限的排泄区，以泉或其它 径流方式向地表或地表水体泄出 ，越流排泄。 5、径流：主要受构造控制。
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2、适宜形成承压水的地质构造 （2）单斜构造（承压斜地） b、 含水层相变或尖灭形成的承压斜地
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2、适宜形成承压水的地质构造 （2）单斜构造（承压斜地） c、 含水层被断层阻隔形成的承压斜地
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潜水示意图
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§3.5
潜水
一、基本定义 6、潜水湖与潜水流
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§3.5
潜水
一、基本定义 7、潜水的水力梯度：在潜水流的渗透途径上， 任意两点的水位差除以该两点的水平渗透 距离叫做潜水水力梯度。 8、潜水的分布区：潜水含水层的分布范围。 潜水的补给区：大气降水入渗补给潜水的 地区。 潜水的排泄区：潜水出流的地区。
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§3.6 承压水
三、形成条件 1、常形成承压水的岩层组合：不透水层覆盖在 透水性好的岩层上，且含水层下部还应有稳定 的隔水底板。 2、适宜形成承压水的地质构造 （1） 向斜盆地
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§3.6 承压水
2、适宜形成承压水的地质构造 （2）单斜构造（承压斜地） a、 透水层和隔水层相间分布的承压斜地
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潜水和承压水对比
潜 1、基本定义 水 承压水
充满于两个隔水层之间含水层中 的地下水。 一个隔水底板，一个隔水顶板。 测压面 测（承）压水位 含水层厚度：隔水顶底板之间距 离。 在饱水带中第一个具有自由水面 的含水层中的地下水。 一个隔水底板 潜水面
潜水
五、潜水等水位 线的实际用途 5、推断含水层厚 度和岩性变化
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§3.5
潜水
五、潜水等水位线的实际用途 6、分析地表水和地下水的相互补排关系。
7、帮助选择取水和排水工程设施的位置。
8、确定泉水出露点和沼泽化的范围
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§3.6 承压水
2、适宜形成承压水的地质构造 （2）单斜构造（承压斜地） d、 含水层被侵入体阻截形成承压斜地
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2005.5.3
趵突泉胜景
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§3.6 承压水
四 、 承压 水 的测 压水位面和等 水压线图 1、测压水位面 （注意事项） 2、等水压线图
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二、形成上层滞水的条件
2.在裂隙发育、透水性好的基岩下有裂隙发育程 度较差的相对隔水层. 3.在岩溶发育的岩层中夹有局部非岩溶化的岩层. 4.在黄土中夹有钙质板层时，其上形成上层滞水。 5.在酷寒地带有永久冻土层时，夏季地表解冻后 永冻层起到局部隔水层的作用。
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§3.4 上层滞水
4、 包气带中的上层滞水对其下部的潜水的补给 与蒸发排泄，起到一定的滞后调节作用。 供水意义：因水量小，动态变化显著，只有在 缺水地区才能成为小型供水水源或暂时性供水 水源。
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§3.5
潜水
一、 基本定义： 1、潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水 层中的水。 2、潜水面：潜水的第一个自由表面称为潜水面。 3、潜水埋藏深度：潜水面到地面的铅直距离。D 4、潜水含水层的厚度：从潜水面到隔水底板的 距离。M 5、潜水位：潜水面上任一点的标高称为该点的 潜水位。将潜水位相等的各点连线即得到潜水 等水位线图。
区别：含水层与透水层
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§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
二、含水层的构成条件（三个） 1、岩土体必须具备饱含重力水的空隙——空间 问题。 2、具有有利于地下水聚集和储存的地质构造。 1）含水层下要有隔水层，使得水不能向下渗漏； 2）在地下水流动方向上要有阻水构造，使得水 不能排空。 3、要有充足的补给来源。
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§3.3
地下水分类
三、按照含水介质分类： 1、孔隙水 2、裂隙水 3、岩溶水
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§3.3
地下水分类
四、按照埋藏条件分类。 1、潜水 2、承压水 3、上层滞水 五、综合两种条件分类：
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表3－1 地下水分类表
含水介质类型
孔隙水 埋藏条件 裂隙水 岩溶水
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§3.6 承压水
5、测压水位面：承压含水层各点的测压水位所 连成的面即该含水层的测压水位面。 6、承压水位埋藏深度：地面向下距测压水位的 铅直距离叫做承压水位埋藏深度。 7、承压水头：由隔水顶板到测压水面之间的垂 直距离。h
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§3.1
包气带与饱水带
四、饱水带的特征 1、饱水带中岩石的空隙完全被液态水充满。 2、饱水带中水是连续分布的，可以传递静水压 力，在水头差的作用下可以发生连续运动。这 也是打井一定要打到饱水带的重要原因。
饱水带中的重力水是开发利用或排除的 主要对象。
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§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
一、含水层、隔水层的定义。 1、按照渗透性可以分为透水层和不透水层。 2、含水层：能够透过并给出相当数量水的饱水 岩层。 3、隔水层：不能透过与给出水，或者透过与给 出的水量微不足道的岩层。不透水层通常称为 隔水层。 4、弱透水层：在越流场很有意义。
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§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
三、含水层和隔水层的相对性 1、隔水层的相对性 1）没有绝对隔水的岩层； 2）粘土层也可以含水； 3）石英岩在多数地区是富水的，但是在华北震 旦系的石英岩又是隔水的。 4）不同岩性组合时，隔水层是相对的。如细砂 层。
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潜水
承压水
组成构造盆地、 向斜构造或单斜 断块的被掩覆的 岩溶化岩层中的 水
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图3—3 潜水、承压水及上层滞水 1—隔水层；2—透水层；3—饱水部分；4—潜水位；5—承压水 测压水位；6—泉(上升泉); 7—水井，实线表示井壁不进水； a—上层滞水；b—潜水；c—承压水
一、定义： 1、承压水：充满于两个隔水层（弱透水层）之 间的含水量中的水。 2、承压含水层的厚度：隔水顶底板之间的距离。 3、初见水位：钻孔揭穿顶板后刚见到承压水时 的水面高程。H1 4、静止水位（稳定水位、测压水位、承压水 位）：由于承压性，承压水含水层被揭穿后水 位不断上升，达到一定高度后稳定下来时的水 面高程。H2
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§3.4 上层滞水
一、定义 1、狭义：包气带中局部隔水层（弱透水层）上 面积聚的具有自由水面的重力水。 2、广义：同包气带水，包括有毛细水，结合水 和过路重力水。
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二、形成上层滞水的条件
1.较厚砂层 中夹有粘 土或亚粘 土透镜体 时，降水 或下渗的 地下水受 到透镜体 阻挡而滞 留于其上。
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§3.5
潜水
四、 潜水面的 表示方法 1、 剖面图表 示法 2、 平面图表 示法—潜水 等水位线图
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§3.5
潜水
3、 绘制方法： 1）在调查区内布置一定数量的水文地质点（包 括人工露头和天然露头）；布置点有技巧。 2） 进行水准测量和水位测量。如何测水位？ （地面标高减去潜水埋藏深度） 3）按照内插法绘制等水位线图。 注意：等水位线图上应注明水位测得时 间，各个点的水文资料应在相同时间内测得， 否则精度不能保证。
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§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
2、含水层划分的相对性 1）释出多少水就是含水层并无定量绝对指标。 要根据供水意义和研究目的来区别。 2） 地表的亚粘土覆盖在砂砾石层上，两种情况。 3）供水意义：
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§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
四、含水层、隔水层、透水层的相互转化 五、野外如何判断含水层 1、仔细研究岩性，不同岩性的储水空间也不同。 2、研究岩层的组合关系。 3、地质构造条件的分析。 4、地貌条件分析 。
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§3.5
潜水
五、 等水位线的实 际用途： 1、确定地下水的流 向 2、确定潜水面的坡 度（水力梯度） 3、确定潜水的埋藏 深度
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§3.5
潜水
五、潜水等水位线的实际用途 4、确定流量
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§3.5
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第三章 地下水的赋存
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§3.5
潜水
二、 特征 1、要素： 2、补给：在潜水的全部分布范围都可以通过包气带接受大气降 水、地表水的补给 。 3、排泄：流入其它含水层，径流排泄（泉、泄流），蒸发排泄。 4、径流：在重力作用下由高水头向低水头流动，主要受到地形 控制。 5、水质：主要取决于气候、地形及岩性条件，容易受到污染 三、 潜水面形状 潜水面形状的意义：反映外界因素对潜水的影响，和潜水自身 的特征如流向、水力梯度、含水层厚度等。