第一章 地下水的基本概念

1、地下水資源評價(jià)地下水資源評價(jià)歡迎感興趣的同學(xué)報(bào)考研究生！歡迎感興趣的同學(xué)報(bào)考研究生！地下水資源評價(jià)地下水在水循環(huán)中占有重要的地位地下水在水循環(huán)中占有重要的地位緒 論緒 論緒 論全球水量全球水量緒 論地下水利用情況地下水利用情況我國水資源總量我國水資源總量2.82.8萬億萬億m m ，居世界第六位居世界第六位6 6萬億萬億m m3 3 3.23.2萬億萬億m m3 32.82.8萬億萬億m m3 3地下水地下水82268226億億m m3 3 地表水地表水2.72.7萬億萬億m m3 3供水供水需需水水目前年缺水總量為目前年缺水總量為400400億億m m3 3河流合理開發(fā)上限河流合理開發(fā)上限地

2、下水將成為未來支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的水資源！地下水將成為未來支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的水資源！我國一級流域現(xiàn)狀年地下水資源開發(fā)利用程度我國一級流域現(xiàn)狀年地下水資源開發(fā)利用程度緒 論緒 論為什么地下水如此廣泛的利用？為什么地下水如此廣泛的利用？緒 論全國地下水主要超采區(qū)分布圖全國地下水主要超采區(qū)分布圖緒 論黃淮海平原地下水埋深黃淮海平原地下水埋深全國地下水質(zhì)分布圖全國地下水質(zhì)分布圖緒 論海水入侵地下水位下降地下水位下降地表生態(tài)退化地表生態(tài)退化地面沉降地表生態(tài)惡化2011年我國加強(qiáng)水利建設(shè)年我國加強(qiáng)水利建設(shè)緒 論緒 論緒 論課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容緒 論參考書目參考書目緒 論有關(guān)地下水信息網(wǎng)站地下水資

3、源評價(jià)地下水資源評價(jià)（a）分選好，孔隙率高的沉積物；（）分選好，孔隙率高的沉積物；（b）分選差，孔隙率低的沉積物；）分選差，孔隙率低的沉積物；（c）礫石組成的沉積物，礫石本身也是多孔的，因而整個(gè)沉積物的孔隙率很高；）礫石組成的沉積物，礫石本身也是多孔的，因而整個(gè)沉積物的孔隙率很高；（d）沉積物分選好，但顆粒間有膠結(jié)物沉積，所以孔隙率低；）沉積物分選好，但顆粒間有膠結(jié)物沉積，所以孔隙率低；（e）由溶蝕作用形成的多孔巖石；（）由溶蝕作用形成的多孔巖石；（f）由斷裂形成的多孔巖石）由斷裂形成的多孔巖石 （1）氣態(tài)水：）氣態(tài)水：氣態(tài)水指貯存運(yùn)移于非飽和的巖石的孔氣態(tài)水指貯存運(yùn)移于非飽和的巖石的孔 隙中

4、的地下水。隙中的地下水。 （2）液態(tài)水：）液態(tài)水：分為強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水、毛細(xì)水和重分為強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水、毛細(xì)水和重力水。力水。 （3）固態(tài)水：）固態(tài)水：主要存在于地表附近，因溫度低而使水主要存在于地表附近，因溫度低而使水分固結(jié)成冰。分固結(jié)成冰。 （4）礦物水：）礦物水：主要是指存在于結(jié)晶礦物內(nèi)部的水。主要是指存在于結(jié)晶礦物內(nèi)部的水。l強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水：又稱又稱吸著水吸著水，顆粒表面吸著的水份，顆粒表面吸著的水份，其厚度相當(dāng)于幾個(gè)近百個(gè)水分子的厚度。其厚度相當(dāng)于幾個(gè)近百個(gè)水分子的厚度。l其特征是其內(nèi)部的壓力相當(dāng)與其特征是其內(nèi)部的壓力相當(dāng)與 10000個(gè)大氣壓，個(gè)大氣壓，密度平均為密度平均為2

5、.0g/cm3 左右，不能流動(dòng)，也不能利左右，不能流動(dòng)，也不能利用，加熱到用，加熱到105110才可轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水而移動(dòng)。才可轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水而移動(dòng)。液態(tài)水的存在形式：液態(tài)水的存在形式：l弱結(jié)合水弱結(jié)合水：又稱又稱薄膜水薄膜水，顆粒表面吸著的相對，顆粒表面吸著的相對外一點(diǎn)的水份。外一點(diǎn)的水份。l其厚度相當(dāng)于幾百幾千個(gè)水分子的厚度。其其厚度相當(dāng)于幾百幾千個(gè)水分子的厚度。其特征是不能流動(dòng)，也不能利用，但外層的水份特征是不能流動(dòng)，也不能利用，但外層的水份可被植物吸收?？杀恢参镂铡?液態(tài)水的存在形式：液態(tài)水的存在形式：l毛細(xì)水毛細(xì)水：巖土中的細(xì)小空隙（直徑小于巖土中的細(xì)小空隙（直徑小于1mm1mm的孔的孔

6、隙和寬度小于隙和寬度小于0.25mm0.25mm的裂隙）稱毛細(xì)空隙，在的裂隙）稱毛細(xì)空隙，在其中的水份稱為毛細(xì)水。其特征是毛細(xì)水同時(shí)其中的水份稱為毛細(xì)水。其特征是毛細(xì)水同時(shí)受重力和毛細(xì)力（表面張力）的作用，毛細(xì)水受重力和毛細(xì)力（表面張力）的作用，毛細(xì)水可傳遞靜水壓力，可利用，可被植物吸收。毛可傳遞靜水壓力，可利用，可被植物吸收。毛細(xì)水上升的高度受毛細(xì)直徑的控制。細(xì)水上升的高度受毛細(xì)直徑的控制。l重力水重力水：空隙全部被水份所飽和時(shí)，完全在重空隙全部被水份所飽和時(shí)，完全在重力作用下運(yùn)動(dòng)的水。力作用下運(yùn)動(dòng)的水。（三）巖石的水理性質(zhì)（三）巖石的水理性質(zhì) 水理性質(zhì)是指水在巖石空隙中貯存運(yùn)移特性水理性質(zhì)

7、是指水在巖石空隙中貯存運(yùn)移特性，主要取決于空隙的大小和數(shù)量，尤其是大小。，主要取決于空隙的大小和數(shù)量，尤其是大小。指巖石容納水的性質(zhì)指巖石容納水的性質(zhì)容水度容水度巖石在重力的作用下能保存水的性質(zhì)巖石在重力的作用下能保存水的性質(zhì)持水度持水度在重力作用下能給出水的性質(zhì)在重力作用下能給出水的性質(zhì)給水度給水度巖石能透過水的性質(zhì)巖石能透過水的性質(zhì)1、含水層與隔水層的概念、含水層與隔水層的概念l含水層：含水層： 指能夠透過并給出相當(dāng)數(shù)量的水的巖層。指能夠透過并給出相當(dāng)數(shù)量的水的巖層。l隔水層：隔水層： 指不能透過，不能給出或給出水量微不足指不能透過，不能給出或給出水量微不足道巖層。道巖層。（四）含水層與隔

8、水層（四）含水層與隔水層2、含水層的形成條件、含水層的形成條件l巖層具有容納重力水的空隙。l地下水匯集貯存的地質(zhì)構(gòu)造，解決能否存得住水的問題。l具有充足的補(bǔ)給來源。3、含水層分類、含水層分類l孔隙含水層；裂隙含水層；巖溶含水層： 1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì) 溫度、顏色、透明度、嗅、味、比重、溫度、顏色、透明度、嗅、味、比重、導(dǎo)電性及放射性等。導(dǎo)電性及放射性等。2、地下水的化學(xué)成分、地下水的化學(xué)成分l氣體成分：氧、氮?dú)怏w成分：氧、氮(源與大氣源與大氣)、H2S(還原環(huán)還原環(huán)境境SO4-2+2C+2H2OH2S+2HCO3-)、CO2（有機(jī)質(zhì)發(fā)酵、大氣）。（有機(jī)質(zhì)發(fā)酵、大氣）。l主要離子成分（八大離子

9、）：主要離子成分（八大離子）：Cl、SO4、CO3、HCO3、Na、K、Ca、Mg。l一般含鹽量低的水以一般含鹽量低的水以Mg、Ca、HCO3為主，含鹽為主，含鹽量中等的水以量中等的水以SO4、Na、Ca為主，含鹽量高的水為主，含鹽量高的水以以Cl、Na為主。為主。l地下水的膠體成分：地下水的膠體成分：Al2O3、SiO2、Fe2O3膠體。膠體。l有機(jī)成分和細(xì)菌成分：主要有生物活動(dòng)產(chǎn)生。有機(jī)成分和細(xì)菌成分：主要有生物活動(dòng)產(chǎn)生。 3 3、 (1)(1)總礦化度：總礦化度：水中各種離子、分子與化合物成分水中各種離子、分子與化合物成分的總量稱為總礦化度。習(xí)慣上以的總量稱為總礦化度。習(xí)慣上以10510

10、5110110時(shí)將時(shí)將水蒸干所得的干涸水蒸干所得的干涸(he)(he)殘余物值表示總礦化度。殘余物值表示總礦化度。礦化度（g/l）1微咸水（弱礦化水）13咸水（中等礦化水）310鹽水（高礦化水）1050鹵水50(2) 水的硬度：水的硬度： 總硬度：總硬度：水中所含水中所含Ca、Mg離子的總量。離子的總量。 暫時(shí)硬度：暫時(shí)硬度：水煮沸后沉淀部分水煮沸后沉淀部分Ca、Mg離子總量。離子總量。 永久硬度：永久硬度：加熱后仍留在水中加熱后仍留在水中Ca、Mg離子總量。離子總量。 根據(jù)水硬度大小分為：根據(jù)水硬度大小分為： 極軟水（極軟水（4.2）、軟水（）、軟水（4.28.4）、微硬）、微硬水（水（8.

11、416.8）、硬水（）、硬水（16.825.2）、極硬水）、極硬水（25.2）。）。 (3) 地下水的酸堿性：地下水的酸堿性： 強(qiáng)酸性（強(qiáng)酸性（pH5）、弱酸性（）、弱酸性（57）、中性）、中性（79）、強(qiáng)酸性（）、強(qiáng)酸性（9） (4) 水的侵蝕性：水的侵蝕性： 地下水對金屬的腐蝕作用及對混凝土的侵蝕地下水對金屬的腐蝕作用及對混凝土的侵蝕作用。主要是水中的侵蝕性作用。主要是水中的侵蝕性CO2和和H離子離子例如：例如：CaCO3H2OCO2Ca(HCO3)2 Fe2HClFeCl2H2 （1）簡分析）簡分析 為了了解區(qū)域地下水化學(xué)成分的一般特征為了了解區(qū)域地下水化學(xué)成分的一般特征及變化規(guī)律，常采

12、用簡分析。需要定量分析及變化規(guī)律，常采用簡分析。需要定量分析的有：的有： HCO3、 HCO3、SO4、Cl、Ca、Mg、Na+K、PH及干涸殘余物，只需定性分析的及干涸殘余物，只需定性分析的有有NH4、NO2、Fe、H2S、CO2。（2）全分析）全分析 全分析一般包括如下項(xiàng)目：全分析一般包括如下項(xiàng)目：HCO3、SO4、Cl、CO3、NO2、NO3、Ca、Mg、Na、K、NH4、Fe、SiO2、H2S、游離、游離CO2、侵蝕、侵蝕CO2、溶解、溶解O2、PH、總硬度、永久硬度、暫時(shí)硬度、耗氧量、干涸殘總硬度、永久硬度、暫時(shí)硬度、耗氧量、干涸殘余物等。上述的項(xiàng)目可根據(jù)需要作相應(yīng)的增減。余物等。上

13、述的項(xiàng)目可根據(jù)需要作相應(yīng)的增減。（3）專門性分析）專門性分析 根據(jù)工作需要而定。例在水源調(diào)查時(shí)，需進(jìn)行根據(jù)工作需要而定。例在水源調(diào)查時(shí)，需進(jìn)行有毒成分的分析如有毒成分的分析如As、Pb、P、有害有機(jī)物及大腸、有害有機(jī)物及大腸桿菌等。桿菌等。 二、地下水的分類二、地下水的分類孔隙含水層孔隙含水層：含水層的空隙為孔隙。：含水層的空隙為孔隙。 裂隙含水層：裂隙含水層：含水層的空隙為裂隙。含水層的空隙為裂隙。巖溶含水層：巖溶含水層：含水層的空隙為溶隙。含水層的空隙為溶隙。二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型 地下水的埋葬條件是指含水層的空地下水的埋葬條件是指含水層的空間分布狀態(tài)及其環(huán)境的總稱。

14、包括含水間分布狀態(tài)及其環(huán)境的總稱。包括含水層的巖性、產(chǎn)狀、厚度、分布以及與上層的巖性、產(chǎn)狀、厚度、分布以及與上下覆巖層的關(guān)系等。下覆巖層的關(guān)系等。 根據(jù)其埋藏條件把地下水分為：根據(jù)其埋藏條件把地下水分為：包氣帶水、潛水、承壓水。包氣帶水、潛水、承壓水。 二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型包氣帶水包氣帶水潛水潛水/承壓水承壓水（一）包氣帶水（一）包氣帶水 地表以下未飽和帶（包氣帶）中液態(tài)地下水稱地表以下未飽和帶（包氣帶）中液態(tài)地下水稱包氣帶水。主要可分兩類，即土壤水和上層滯水。包氣帶水。主要可分兩類，即土壤水和上層滯水。 埋葬于包氣帶土壤層中水，稱為土壤水。主要埋葬于包氣帶土壤層中水，

15、稱為土壤水。主要以結(jié)合水和毛細(xì)水的形式存在。靠大氣降水的入滲，以結(jié)合水和毛細(xì)水的形式存在?？看髿饨邓娜霛B，水蒸氣的凝結(jié)及潛水由下而上毛細(xì)作用的補(bǔ)給。土水蒸氣的凝結(jié)及潛水由下而上毛細(xì)作用的補(bǔ)給。土壤水主要消耗于蒸發(fā)，水份變化相當(dāng)劇烈，受大氣壤水主要消耗于蒸發(fā)，水份變化相當(dāng)劇烈，受大氣條件控制。條件控制。二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型（一）包氣帶水 上層滯水是存在于包氣帶中，局部隔水層之上的重力水。二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型（二）潛水1.概念、特征l潛水是埋藏于飽水帶中地表以下第一個(gè)具有自由水面的含水層中的重力水。l一般多貯存在第四系松散沉積物中，也可形成于裂隙性

16、或可溶性基巖中。l基本特征是與大氣圈和地表水聯(lián)系密切，積極參與水循環(huán)。二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型2.潛水的特征3.潛水面的表示方法l水文地質(zhì)剖面圖：水文地質(zhì)剖面圖是從側(cè)面反映潛水埋藏深度、含水層厚度、巖性及其變化。二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型l確定潛水的流向；l確定潛水的坡度；l確定潛水與河水的相互關(guān)系；l確定潛水的埋藏深度；l確定含水層的厚度；l推斷含水層透水性及厚度的變化。潛水等水位線圖的作用潛水等水位線圖的作用二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型潛水補(bǔ)給河水潛

17、水補(bǔ)給河水河水補(bǔ)給潛水河水補(bǔ)給潛水河水、潛水相互補(bǔ)給河水、潛水相互補(bǔ)給二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型3. 3. 承壓水的埋藏類型承壓水的埋藏類型二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型承承壓壓盆盆地地承承壓壓斜斜地地二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型承壓盆地：承壓盆地：二、地下水的分類及類型二、地下水的分類及類型（1）含水層被斷層所截而形成的承壓斜地）含水層被斷層所截而形成的承壓斜地（2）含水層巖性發(fā)生相變和尖變裂）含水層巖性發(fā)生相變和尖變裂隙隨深度增加而閉合隙隨深度增加而閉合,使其透水性在使其透水性在某一深度變?nèi)跣纬傻某袎盒钡?。某一深?/p>