水文地质学PPT课件

2020/12/30
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承压水
• 定义：充满于两个隔水层（或者弱透水层）之间的含水 层中的水，叫作承压水。
– 承压性是承压水的一个重要特征。 – 承压区内含水层不仅充满了水，而且水承受大气压强以外的附
本课程是以广义地下水的角度进行分类。
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地下水的分类
• 地下水的赋存特征对地下水的水量、水质、时空分布 及动态具有重要意义。其中最重要的是埋藏条件和含 水介质类型。
– 按埋藏条件，地下水分为包气带水、潜水和承压水 – 按含水介质类型，地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水
• 地下水的埋藏条件是指含水层在地质剖面中所处的部 位以及被隔水层（包括弱透水层）限制的情况。
以互隔相水转层；换而的从。防渗在的不角同度，的如情大况坝的下防，渗所漏，指就的有含必要水将层其与隔
水层视在为涵含水义层上，是对渗不漏同量的进行。计算。
– 岩性相同、渗透性完全一样的岩层，在不同的地区可能会被 看作含水层，或者隔水层；拟或在同一地区，在研究处理不 同问题是，有时看作含水层，有时会当作隔水层。
水文地质学
第四讲
地下水的赋存
OUTLINE
• 包气带与饱水带 • 含水层、隔水层与弱透水层 • 地下水的分类及特点 • 各类地下水的相互关系与转化 • 上层滞水
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包气带与饱水带
• 地表以下一定深度上，岩石中的空隙被水所充满，形 成一个地下水面。以此面划分，地下水面以上的称为 包气带；以下的称为饱水带。图3-1。
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地下水分类
埋藏条件 含水介质 孔隙水
裂隙水
岩溶水
包源自文库带水 潜水 承压水
土壤水、上层滞水、 毛细水、浅部季节性 裸露岩溶岩层上部通道
毛细水、重力水
存在的重力水
中季节性存在的重力水
各类松散沉积物浅部 裸露于地表的裂隙岩 裸露于地表的岩溶化岩
的水
层中的水
层中的水
山间盆地及平原松散 被掩埋的各类裂隙岩 被掩埋的各类岩溶化岩
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含水层、隔水层 与弱透水层
含水层、隔水层 与弱透水层
• 岩石按照其渗透性（允许水透过的性质）可以划分为
含水Ex层am和ple隔o水ne层: 。
– 某含一水岩层层是能指够能给够出透的过水量并较给小出，相对当于数水量量水多的且需岩求层大。
•
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含水层、隔水层 与弱透水层
弱透水层
• 1940s，Jacob提出越流概念之后，打破了含水层与 隔水层之间的绝对何是化谓指越上分流下，？相认邻的识两到个原含水来层归之入间 “隔水层” 的一部分岩层，实在际水头上差是的弱作用透下水，层从一。个含水
层向另一个含水层渗透的现象。
– 弱透水层是指那由于些水渗头透差一性般相较对大，差而的且、发生且能透过少量 水的岩层。 渗透的过水面积非常大，因此交
• 在讨论时间尺度很大的水文地质过程时，流体能够穿 过所有地层；从总体上说，地层具有水力连续性 （Toth, 1980）
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地下水的分类
• 地下水的概念存在广义与狭义之分
– 广义的地下水（subsurface water）是指赋存于地 面以下岩石空隙中的水。包括包气带中的水。
– 狭义的地下水（groundwater）是特指赋存于饱水带 岩层中的水。不涉及包气带的水。
• 包气带含有水吗？ • 含有哪些水？
• Standard answer:包气带从上到下可以划分为：土壤 水带、中间带和毛细水带。包气带含有水。有气态水 和液态水，其中液态水包括：毛细水、结合水、上层 滞水和过路重力水。
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包气带与饱水带
• 包气带水的来源：大气降水的入渗，地表水的渗漏，通过毛细作 用饱水带向上输送的地下水，地下水蒸发而成的气态水。
沉积物深部的水
层中的水
层中的水
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潜水
• 定义：饱水带中第一个具有自由水面的含水层 中的水称为潜水。
• 特点：
– 补给：主要是大气降水，潜水在整个分布范围内都 可以接受降水，其次是地表水的补给；
– 径流：在重力作用下由高处向低处径流； – 排泄：一是径流排泄到地表或地表水体；二是蒸发
• 包气带的液态水同时受毛细力和重力的共同作用。重力使水分向 下位移；毛细力则将水分输送到含水量较低的空隙细小部位。
• 包气带是饱水带与大气圈、地表水联系的必经通道，包气带又受 大气圈状况（气象因素）的显著影响，因此研究和认识包气带及 包气带水的性质有助于正确理解饱水带地下水的储存和运移规律。
• 饱水带岩土空隙全部被液态水所充满，其中的水体是连续分布的， 能够传递静水压力，在水头差的作用下可以发生连续的运动。
– 水质主要受气候、地形与岩性的影响。且易于受到污染。
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潜 水（3）
• 潜水面与潜水等水位线图：
– 潜水面是向排泄区倾斜的曲面，起伏大体与地形一 致，但较缓和些。
– 将潜水位相等的各点连接起来，即得潜水的等水位 线，由一系列等水位线组成的图即是等水位线图。
• 潜水的基本特征是与大气圈、地表水圈联系密切，积 极参与水循环；决定这一特点的根本原因是潜水的埋 藏条件，即位置浅，而且上面没有连续的隔水层。
排泄到大气。
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潜 水（2）
• 潜水的动态特点：
– 动态具有明显的季节性变化特点，丰水季节补给量大于排泄 量，水位上升，厚度变大，埋深变浅；干旱季节排泄量大于 补给量，动态则正好相反。
– 潜水因无隔水层，与大气圈联系密切，交替迅速，水量易于 获得补充而恢复，但消耗快，一般不具备多年调节能力。
换的水量也相当可观。
– 松散沉积物中的粘性土层，以及坚硬岩石中裂隙发 育稀少的地层都可归为弱透水层。
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小结
• 严格地讲，自然界不存在绝对不发生渗透的岩层，即 不存在绝对的隔水层，只是其渗透系数非常小罢了！
• 岩层是否透水，还取决于时间尺度。当所研究的水文 地质问题的时间跨度非常大，任何岩层都是透水的。 图3-2。