地下水的分类及物理化学性质

主要特征： （1）承受静水压 （2）补给区与分布区不一致 （3）动态变化不显著 （4）其运动方式是在静水压力的作用下， 以水交替的形式进行运动
2.2地质构造条件与承压水形成的关系
承压盆地
2.2.1按地下水的排泄方式
•开放型承压盆地 •封闭型承压盆地
2.2.2根据地形与构造的关系： 正地形盆地 负地形盆地
（2）岩浆岩的变质作用；
（3）岩浆岩的风化溶解(铝硅酸盐矿物如钙长石)。
➢中矿化度地下水中的主要成分(SO42-)来源于： （1）沉积岩类的溶解（石膏及其他硫酸盐）； （2）金属硫化物的氧化（黄铁矿）； （3）人类活动——酸雨（化石燃料的燃烧）。 ➢高矿化度地下水中的主要成分(Cl- Na+ K+)来源于： （1）沉积岩类的溶解（钾盐、钠盐）； （2）岩浆岩的风化溶解（钾长石、钠长石） （3）海水； （4）火山喷发；
包括温度、颜 色、透明度、气 味、味道、比重 、导电性和放射 性等。
1.地下水的温度
➢ 地壳表层热能来源 ： 1. 太阳的辐射 2. 地球内部的热流 ➢ 地壳表层分带（根据受热的情况 ）： 1. 变温带：受太阳的辐射影响，地温有季节、昼夜变化，下限深度1-2m
。地下水温度随季节变化。 2. 常温带：不受太阳的辐射影响，地温变化很小，下限深度15-30m。地
含水层厚度-
潜水埋深-
泉
潜水面
潜水埋深 h1
流向 含水层厚度 h
潜水位 潜水含水层 H
隔水层
基准面
1.3主要特征
A）潜水直接接受大气降水和比它水位高的地表水的渗入补给； B）潜水面不承受静水压力； C）潜水的埋深因地而异，与水位、水量变化有关； D）在重力作用下，由高向底流动，称潜水流。
潜水面的形状
潜水： 地表以下，第一个具有自由表面的稳定含水层中的重力水 自由表面—即没有隔水层限制，与大气直接相通，除大气压强外不受其它力
。 稳定含水层—指具有一定的空间连续性（范围）以示区分上层滞水 潜水含水层——赋存潜水的岩层
1.2基本要素（专业术语）
潜水面
潜水位 潜水含水层-
蒸发 大气降水入渗
煤矿水文地质最关心
地下水分类表
上层滞水
a b潜水
c
承压水
上层滞水、潜水及承压水
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；
埋藏在离地表不深、包气带中局部隔水层之上的重力水。 这是包气带中唯一有实际利用价值的重力水
1.1潜水与潜水含水层概念
潜水含水层
3.潜水与承压水的Байду номын сангаас互转化
在自然或实际条件下，潜水与承压水的划分也是相对的 在复杂条件下，很难将某些含水层中的水划定为潜水或承压 水 几个例子：
山区基岩互层 一个 较厚的含水层 一个封闭的含水层—潜水？ 开采前—潜水含水层 开采后—承压含水层
例：潜水与承压水的转化
二 地下水的物理性质
温比年平均气温高1-2℃。 3. 增温带：受地球内热影响，随深度增加地温而有规律地升高。一般地
温梯度平均值为3℃/100m。
2. 地下水的化学成分
1.1主要气体成分 O2、N2、CO2、CH4、H2S
意义：（1）说明地下水所处的地球化学环境； （2）增强水对岩石的溶解能力。
溶解氧多说明地下水所处地球化学环境于氧化作用进行；N2单独存在， 地下水处于封闭的还原环境；CH4、H2S指示还原环境；CO2来源于土壤 ，CO2多，地下水溶解碳酸盐与对结晶岩进行风化作用的能力愈强。
（5）人类活动——Cl-是污染标志。
3.其他成分
1.微量组分 天然微量组分：Br(溴)、I(碘)、F(氟)、Sr(锶)、Se(硒)。 若水中含有I、Sr、Se等微量元素，则可作为矿泉水。 污染微量组分：As、Se、Cd、Cr、Hg、Pb、氟化物、CN、酚类、硝酸 盐、洗涤剂、农药等有机和无机成分，对人体有害。 2.其他成分 (1)同位素 (2)胶体化合物 (3)有机物 (4)微生物
2.3承压斜地
2.4等水压线图
（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
2.5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，承压含水层
的储水与释水是如何进行的？！ 弹性给水度μe
承压含水层中当测压水位下降(或上升)1个单位，单位水平面积含水层柱 体所释放(或储存)的水量 测压水位降低导致 （1）含水层孔隙中水的压力降低—水体积膨胀释水，水的膨胀系数约为 1/20000 （2）孔隙水压力降低，岩层颗粒间承受压力增加—骨架被压缩，当颗粒 不变时，骨架压缩 = 空隙体积减小（排列改变）——发生释水（挤出来） 水 这两部水很有限，所以μe 很小 ； 与重力给水度μd相比要小10-1 ~ 10-3
岩石颗粒由细变粗 含水层厚度增大
等水位线由密变疏
2 承压水与承压含水层
2.1基本要素与特征
充满于2个稳定隔水层（或弱透水层）之间的含水层中的重力水，称之承压水 。
①承压含水层 ②隔水顶板 ③隔水底板 ④承压含水层厚 度（M） ⑤ 测压水位线 （面）： ⑥ 承压水头-H ⑦ 补给区 ⑧ 承压区 ⑨ 排泄区 ⑩ 自溢区
地下水的分类及物理化学性质
宝丰能源集团丁家梁煤矿技术管理科 授课人：王强 专 业：地质工程
一 地下水分类
地下水分广义地下水： 地表以下岩石空隙中的水(包气带、饱水带中的水）
狭义地下水：地表以下饱水带岩层空隙中的水—重力水 地下水分类：主要依据—含水介质的类型（赋存空间）
埋藏条件（赋存部位） 含水介质三类，埋藏三分，组合共分为9类
承压水含水层
潜水含水层
承压含水层的贮水系数与潜水含水层给水度的比较
承压含水层的弹性给水度 从理论上来看：
• 弹性给水度是可以恢复的 • 实际上弹性是有限恢复的 • 越过含水层弹性范围（限定），将产生一次性的变形—即永 久性不可恢复的变形 • 最终导致含水层的弹性给水与释水能力降低
承压水含水层
承压含水层的贮水系数与潜水含水层给水度的比较
1.2主要离子成分
Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 原因：（1）元素丰度大；（2）在水中的溶解度大。
矿化度
高中 低
主要离子组分 Cl- Na+ K+；SO42- ；HCO3- Ca2+ Mg2+ 1.来源
➢ 低矿化度地下水中的主要成分来源于： （1）沉积岩(碳酸盐)类和变质岩(大理岩)的溶解；