第4章地下水的賦存

第3章地下水的賦存包氣帶與飽水帶含水層、隔水層與弱透水層地下水分類潛水承壓水上層滯水第1節(jié)包氣帶與飽水帶地下水面：地表以下一定深度，巖土體中的孔隙被重力水所充滿，形成地下水面。包氣帶：地下水面以上，未被水充滿的巖層。包氣帶中地下水的存在形式：土壤水（結(jié)合水與毛細水—支持毛細水與懸掛毛細水）上層滯水飽水帶：地下水面以下。飽水帶中地下水存在形式：飽水帶巖石空隙全部為液態(tài)水所充滿。第2節(jié)含水層、隔水層與弱透水層一、概念含水層定義：飽含水的透水層，或能夠透過并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層。辨異：飽含水的弱透水層（粘土、亞粘土等）；不含水的透水層（沙漠、被疏干的含水層等）隔水層定義：不透水的巖層，或不能透過并給出一定水量的巖層。辨異：隔水層的相對性，并非完全隔水－弱透水層實際工作中，含、隔水層劃分時注意的問題含、隔水層是相對概念，劃分時要根據(jù)研究區(qū)的需水要求，即考慮巖層所能給出水的數(shù)量大小是否具有實際意義。例：同一目的，同一巖層，在不同地區(qū)有不同的劃分；同一地區(qū)，同一巖層，不同的目的有不同的劃分。弱透水層

一定條件下，潛水可通過隔水層（弱透水層）進入承壓水中，即“越流”，當(dāng)研究的某些水文地質(zhì)過程涉及的時間尺度相當(dāng)長時，任何巖層都可視為可滲透的。例如：在討論油氣二次運移時，流體能夠穿越所有的地層。短期水力單元長期水力單元巖層滲透性與時間尺度的關(guān)系二、含水層的形成條件

1、要有空隙大，且連通性好的儲水空間。2、要有有利于地下水儲存的地質(zhì)構(gòu)造（蓄水構(gòu)造）。3、要有充足的補給來源。三、含水層的分類1、按含水層空間形態(tài)分：松散巖層（層狀）；堅硬基巖（塊狀、帶狀、脈狀）2、按含水介質(zhì)分：孔隙、裂隙、巖溶3、按埋藏條件分：潛水含水層、承壓含水層4、按滲透性特征（滲透系數(shù)）分：ⅰ均質(zhì)和非均質(zhì)含水層；ⅱ各向同性（如松散巖石構(gòu)成的孔隙含水層）和各向異性含水層（如裂隙含水層）。第3節(jié)地下水分類一、概念GroundWater廣義地下水：賦存于地面以下巖土空隙中的水，包氣帶及飽水帶中所有含于巖石空隙中的液態(tài)水和氣態(tài)水。狹義地下水：賦存于飽水帶巖土空隙中的液態(tài)水。含水介質(zhì)類型埋藏條件孔

隙水裂

隙

水巖

溶水

包

氣

帶

水土壤水局部粘性土隔水層上季節(jié)性存在的重力水（上層滯水）過路及懸留毛細水及重力水裂隙巖層淺部季節(jié)性存在的重力水及毛細水

裸露巖溶化巖層上部巖溶通道中季節(jié)性存在的重力水

潛

水各類松散沉積物淺部的水

裸露于地表的各類裂隙巖層中的水裸露于地表的巖溶化構(gòu)造中的水承

壓

水山間盆地及平原松散沉積物深部的水組成構(gòu)造盆地、向斜構(gòu)造或單斜斷塊的被掩覆的各類裂隙巖層中的水

組成構(gòu)造盆地、向斜構(gòu)造或單斜斷塊的被掩覆的巖溶化巖層中的水

巖土介質(zhì)的空隙類型地下水埋藏條件:埋深、地質(zhì)構(gòu)造、封閉條件廣義、地殼淺層地下水分類表二、劃分意義1、埋藏條件：含水層巖層在地質(zhì)剖面中所處的部位及受隔水層（弱透水層）限制的情況。按埋藏條件劃分的意義：可以了解地下水與外界聯(lián)系程度，更有利于說明地下水的形成。（補給區(qū)、排泄區(qū)及動態(tài)特征）。2、含水介質(zhì)：巖石的空隙類型。劃分意義：含水介質(zhì)是地下水分布和運移的通道，更有利于說明地下水的分布、富集和運動。目前孔隙水的研究已經(jīng)很清楚，裂隙水研究還不是很好。

地下水類型組合圖潛水位承壓水測壓水位潛水位上層滯水上升泉潛水承壓水潛水隔水層隔水層第4節(jié)潛水

定義：賦存在地面以下，第一個區(qū)域性隔水層之上，而且有自由水面的水稱作潛水。特點：無隔水頂板；積極參與水循環(huán)（補給、排泄）；動態(tài)隨季節(jié)變化明顯；重力釋水；易受污染；一般情況下，潛水面與地形起伏相一致。潛水的幾個基本要素：潛水面（潛水的自由水面）、潛水的埋深、潛水含水層厚度、潛水位（潛水面的高程）。三維流動含水層隔水層泉地表水埋深含水層厚度（可變）高水位期潛水面低水位期潛水面大氣降水入滲蒸發(fā)潛水與河流間不同關(guān)系的等水位線圖

潛水的水力特征(1)可以判斷與地表水的關(guān)系：補給還是排泄？如果潛水流向指向河流，則潛水補給河水；如果潛水流向背向河流，則潛水接受河水補給。

潛水的水力特征(1)可以判斷與地表水的關(guān)系：補給還是排泄？如果潛水流向指向河流，則潛水補給河水；如果潛水流向背向河流，則潛水接受河水補給。潛水等水位線圖、平面流向圖圖中線條為等水位線，數(shù)字為潛水位標高（m），箭頭為潛水流向潛水的水力特征(2)判斷地下分水嶺的分布位置，與地形是否吻合。地下分水嶺潛水等水位線圖（比例尺1:10000）1－地形等高線；2－等水位線；3－等埋深線；4－潛水流向；5－埋深為零區(qū)（沼澤）；6－埋深為0～2m區(qū)；7－埋深為2～4m區(qū)；8－埋深大于4m區(qū)潛水等水位線圖、平面流向圖圖中線條為等水位線，數(shù)字為潛水位標高（m），箭頭為潛水流向HL

（3）確定潛水的流向及水力坡度。垂直于等水位線，自高等水位線指向低等水位線的方向即為流向。在流動方向上，取任意兩點的水位高差，除以兩點間在平面上的實際距離，即為此兩點間的平均水力坡度。

（4）結(jié)合地形圖，確定潛水面埋藏深度。潛水面的埋藏深度等于該點的地形標高減潛水位。根據(jù)各點的埋藏深度值，可繪出潛水等埋深線。潛水等水位線圖（比例尺1:10000）1－地形等高線；2－等水位線；3－等埋深線；4－潛水流向；5－埋深為零區(qū)（沼澤）；6－埋深為0～2m區(qū)；7－埋深為2～4m區(qū)；8－埋深大于4m區(qū)

（5）確定含水層厚度，推斷含水層巖性和厚度的變化。當(dāng)?shù)人痪€圖上有隔水層頂板等高線時，同一測點的潛水水位與隔水層底板標高之差即為含水層厚度。等水位線越疏，水力坡度越小，透水性越好，單位距離消耗的能量越小，含水層厚度越大。潛水等水位線圖（比例尺1:10000）1－地形等高線；2－等水位線；3－等埋深線；4－潛水流向；5－埋深為零區(qū)（沼澤）；6－埋深為0～2m區(qū)；7－埋深為2～4m區(qū)；8－埋深大于4m區(qū)（6）確定給水和排水工程的位置。

合理布置水井和其它集水建筑物，水井應(yīng)布置在地下水流匯集的地方，排水溝（截水溝）應(yīng)布置在垂直水流的方向上。潛水對建筑物的穩(wěn)定性和施工均有影響。建筑物的地基最好選在潛水位深的地帶或使基礎(chǔ)淺埋，盡量避免水下施工。如潛水對施工有危害，宜用排水、降低水位、隔離（包括凍結(jié)法）等措施處理。第5節(jié)承壓水一、承壓水（ConfinedGroundWater）

定義：充滿于兩個隔水層（弱透水層）之間的含水層中的水。

特點：承壓性－承壓含水層水頭高于隔水頂板（辨異：層間水）；有隔水頂板，參與水循環(huán)不積極（補給、排泄），超采后不易恢復(fù)；動態(tài)隨季節(jié)不變化明顯；彈性釋水；不易受污染。潛水位承壓水測壓水位地下水流向承壓高度含水層厚度自噴孔承壓水、隔水頂板、隔水底板、承壓含水層厚度、承壓高度、測壓水位（靜止水面的高程）、自溢區(qū)。鉆孔含水層二、承壓水與潛水的釋水機理對比承壓含水層給水度貯水系數(shù)（彈性給水度）：測壓水位下降1.0m，單位面積含水層釋放水的體積。來自含水層體積的膨脹和含水介質(zhì)的壓密。潛水含水層給水度貯水系數(shù)（重力給水度）：潛水位下降1.0m，單位面積含水層釋放水的體積。來自部分空隙的排水。三、承壓水分類承壓水主要受控于地質(zhì)構(gòu)造，其次是地形和巖性。1、形成地質(zhì)構(gòu)造，最有利于形成承壓水的構(gòu)造是向斜（自流盆地）和單斜（自流斜地）。2、分類根據(jù)構(gòu)造和地形的關(guān)系分：自流盆地中承壓水：正地形盆地，地形與構(gòu)造形態(tài)一致。自流斜地中承壓水：排泄區(qū)一般為點狀排泄，上升泉。巖性變化形成的承壓斜地斷層構(gòu)造形成的承壓斜地四、承壓水等水壓線圖1、概念將某一承壓含水層測壓水位相等的各點連線，即得等水壓線圖（等測壓等水位線圖）。2、用途：確定流向、水力梯度；結(jié)合地形圖，確定承壓水位的埋深、自溢區(qū)；結(jié)合含水層頂板等高線圖，確定任一點承壓高度，承壓含水層的埋深、厚度和透水性變化；

確定承壓水水頭大小、與其它含水層或地表水之間的水頭關(guān)系等。但是卻無法判斷承壓含水層和其它水體的補給關(guān)系。因為任何一個承壓含水層，必須具備以下兩個條件才能接受其它水體的補給：①其它水體的水位必須高出承壓水的測壓水位；②其它水體與含水層必須有聯(lián)系通道。因此，僅僅根據(jù)其它水體與承壓含水層之間的水頭關(guān)系并不能判斷它們的補給關(guān)系。同樣，當(dāng)其它水體的水位低于承壓水的測壓水頭且有聯(lián)系通道時，則承壓水向其它水體排泄。承壓水等水壓線圖1-地形等高線(m)；2-含水層頂板等高線(m)；3-等測壓水位線(m)；4-地下水流向；5-承壓水自溢；6-鉆孔；7-自噴孔；8-含水層；9-隔水層；10測壓水位線11-鉆孔；12-自噴孔第6節(jié)潛水與承壓水的相互轉(zhuǎn)化所有的承壓水歸根到底都是由潛水轉(zhuǎn)化而來的。承壓水從補給區(qū)到排泄區(qū)，一般經(jīng)歷的轉(zhuǎn)化過程為:潛水承壓水潛水山前平原區(qū)地下水基巖潛水強透水層承壓水弱透水層潛水側(cè)向流入，天窗，越流側(cè)向流出，天窗，越流第7節(jié)上層滯水