一文讀懂地下水 ｜ 建員講堂
下面，隨小桔一起輕鬆愉快去了解地下水來源、分類、特點、隔層水和含水層！受益匪淺！
目錄：
一、地下水的來源和賦存形式
1. 地下水的來源
2. 岩石中的孔隙和水分
3. 岩石中水存在的形式
4. 與水分的儲存和運移有關的岩石性質
二、地下水及其分類
1. 基本概念
2. 地下水分類
三、包氣帶、飽水帶、含水層與隔水層
1. 基本概念
2. 含水層型別劃分
3. 上層滯水和潛水
4. 層間水（承壓水）
5. 潛水和承壓水（層間水）比較
地下水的來源和賦存形式
|一、地下水的來源
1. 滲入水
2. 沉積水
3. 再生水
4. 初生水
5. 有機成因水
|二、岩石中的孔隙和水分
1. 岩石中的孔隙：孔隙、裂隙和溶孔
2. 有關孔隙度的幾個基本概念
孔隙：組成鬆散岩石顆粒或顆粒集合體之間的間隙；
裂隙：應力作用下堅硬岩石破裂變形產生的。可分為成巖裂隙、構造裂隙和 風化裂隙；
溶孔（洞）：可溶的沉積岩在地下水溶蝕下產生的空洞；
孔隙度Φ：某一體積V岩石中孔隙體積Vn所佔比例
Φ=Vn/V
裂隙率Kr：裂隙體積Vr與包括裂隙在內的岩石體積V的比值
Kr=Vr/V
熔岩率K：溶洞的體積Vk與岩石總體積V的比值
K=Vk/V
3. 影響孔隙度大小的因素
顆粒的排列方式：立方體排列緊密，孔隙度大；四面體排列，鬆散，孔隙度大;
顆粒分選程度：分選好，孔隙度大；分選差，顆粒大小懸殊，細小顆粒充填於粗大顆粒之間，孔隙度降低;
顆粒形狀：顆粒形狀不規則--排列鬆散--孔隙度大 粘性土的結構和次生孔隙：帶電粘粒--聚合--結構孔隙--孔隙度增大--次生孔隙（蟲洞、根孔、乾裂縫）發育--孔隙度增大。
孔隙的特點
|三、岩石中水存在的形式
2. 固態水：指岩石中溫度在0℃以下的重力水。即以冰的形態出現的重力水，常分佈在季節性和永久性結冰的地區；
3. 結合水：指受固體表面的引力大於水分子自身重力，束縛於固態表面，不能在自身重力影響想運動的那部分水。
特點：
A. 水分子排列緊密，不能流動；
B. 密度大，2.0,在零下78℃時尚不能結冰；
C. 沒有溶解能力，不能溶解鹽類；
D. 不受重力作用，不傳遞導靜水壓力，不導電；
E. 很難用機械的方法把它與顆粒分開，只有當空氣中飽和差很大或105℃才能將他們分開；
F. 具有極大的粘滯性和彈性。
弱結合水（薄膜水）：結合水的外層，由於分子力而粘附在岩土顆粒上的 水。在飽水帶中，能傳遞靜水壓力，靜水壓力大於結合水的抗剪強度時能夠運移。
特點：
A.水分子排列不如結合水規則和緊密，水分子離岩石顆粒表面越遠，結 合力越小；
B.外層被植物吸收利用；
C.不受重力支配，不能導電、不能傳遞靜水壓力；
D.密度和普通水差不多，具有極大的粘滯性；
E.有較低的溶解巖能力。
4.重力水（自由水）：在重力作用下能自由運動的地下水稱為重力水。
特點：內層重力--層流運動--外層重力水--易轉為紊流運動
5. 毛細水：在岩石毛細孔隙中或孔道狹窄部分的水。
毛細水型別：
支援毛細水：地下水面支援下存在的（附著水面上的），隨地下水升降而升降；
懸掛毛細水：是細粒層次與粗粒層次互動成層時，在一定條件下，由於上下彎液麵毛細力的作用，在細土層中保留下的與地下水面不相連線的毛細水；
孔角毛細水：是懸留於包氣帶中顆粒接觸點上毛細水。
岩石骨架中的水分類：
結晶水：當礦物中的水組成比例固定不對稱結晶水。
如石膏（)、芒硝();
費石水：當所含水比例可變且易脫出時稱費石水。
如蛋白質（） 、方沸石();
結構水：以OH或H的形成參與礦物組合，彼此結合緊密。只有當礦物結構 破壞後，並加熱到400℃至500℃時才能分離出來的，這種水成為結構水。 如水鋁石（） 、白雲母（）。
|四、與水分的儲存和運移有關的岩石性質
1. 基本概念
容水度：指岩石完全飽水時，所容納的最大的水體積與岩石總體積比值。一般說來容水數值上與孔隙度相當。孔隙體積的多少可用孔隙來表示;
重量含水量（Wg）：指鬆散岩石孔隙中所含水的重量（Gw）與乾燥岩石重量（Gs）的比值。Wg=Gw/Gs*100%;
體積含水量（Wv）：指含水的體積（Vw）與包括孔隙在內的岩石體積（V）比值。Wv=Vw/V*100%;
持水度（Wn）：指飽和岩石在重力作用下釋水後，岩石中保持的水的體積與岩石體積之比。Wn=岩石保持水的體積（Vr）/岩石的總體積（V）*100%;
給水度：指地下水位下降一個深度，單位水平面積岩石柱體在重力作用下釋放的水的體積。
2. 影響岩石給水度的因素：
水位下降速率大--給水度小（釋水滯後效應）
3. 影響岩石透水度的因素：
決定透水性好壞的主要因素是空隙大小，空隙直徑愈小，透水性愈差。
當孔隙直徑小於兩倍結合水厚度時，在尋常條件下就不透水。
只有在孔隙大小相等的前提下，孔隙度才對岩石的透水性起作用，孔隙度愈大，透水性愈好。
二
地下水及其分類
| 一、基本概念
1. 廣義地下水：賦存於地面以下岩石孔隙中的水；
2. 狹義地下水：賦存於飽水帶岩石孔隙中的水；
3. 地下水埋藏條件：含水岩層在地質剖面中所處的部位及受隔水層限制的情況下。
|二、地下水分類
1. 按埋藏條件可分：
上層滯水
潛水
承壓水（層間水）
包氣帶、飽水帶、含水層與隔水層
|一．基本概念
1. 包氣帶：地下水面以上，分為土壤水帶、中間帶和毛細水帶；
2. 飽水帶：地下水面以下；
3. 含水層：起著阻隔水透過作用的細小的岩層，稱為隔水層；孔隙細小的岩層（如緻密黏土、頁岩）含的幾乎是結合水，結合水在尋常條件下是不能移動吃的，這類岩層。
4. 隔水層：一起著阻隔水透過作用的細小的岩層，稱為隔水層。空隙細小的岩層（如緻密黏土、頁岩）含的幾乎是結合水，結合水在尋常條件下是不能移動的，這類岩層實際上起著阻隔水透過的作用，所以是隔水層。
1. 上層滯水：當包氣帶中存在區域性隔水層時，在區域性隔水層上積聚具有自由水面的自由水。
1.隔水層；2.透水層；3.飽水部分；4.潛水面；5.層間水測試面；6.泉（上升泉）；7.井水.實線表示井壁不進水；a.上層潛水；b.潛水；c.層間水
2. 潛水：飽水帶中第一個具有自由表面的含水層中的水稱為潛水。潛水沒有隔水頂板，或只有區域性的隔水頂板。
從潛水面到隔水底版的距離為潛水含水層厚度（H）;
潛水面到隔水底板的距離為潛水含水層厚度（T）。
4. 潛水的排洩方式
徑流排洩：徑流到適當地形處，以泉、滲流等形式洩出地表或匯入地表水。
蒸發排洩：透過包氣帶入大氣。
5. 潛水面的變化
潛水直接透過包氣帶與大氣圈及地表水圈發生聯絡。所以氣象、水文因素的變動對它的影響比較明顯。
豐水季節（年份）：補給量>排洩量，則潛水面上升，含水厚度上升，埋藏深度變淺；
乾旱季節：排洩量>補給量，潛水面下降，含水層厚度變薄，埋藏深度加大。因此，潛水的動態有明顯的的季節性的變化。
6. 潛水面的形狀
可以是水平、傾斜、拋物線或各種形狀組合。最常見的潛水面形狀為傾斜的曲面。受重力影響，潛水由潛水面高出向低處滲流形成“潛水流”（或稱潛流），向地處的低凹地區（如河谷、沖溝）等排洩。
7. 潛水面的表示方法
剖面圖：按一定比例，在有代表性的剖面線上繪製的水文地質剖面圖，其中，應表示出潛水位、含水層、隔水層厚度、巖性及其變化等。
1.砂；2.含水砂；3.黏土；4.泉；h.潛水厚度；aa.潛水面；bb.隔水底板
平面圖：即潛水勢（頭）和潛水等水勢（頭）線圖
潛水等水勢（頭）線圖的用途：
A. 確定潛水流向
B. 確定水力坡度
水力坡度是指指單位滲透途徑（水平距離）上的水頭損失。或者說，水力坡度是沿滲透途徑的水頭降與滲透途徑長度的比值：
I=H/I
I--水力坡度，無因次量
H--滲透途徑上兩點的水位差（或落差）
I--滲透途徑上兩點的水平距離
8. 潛水流量和流速的測定
自然界中潛水運動緩慢，一般作層流運動，其運動規律服從達西定律，即潛水的運動速度與水力坡度成正比。
V=IK
V--滲流速度，cm/s或m/d
I--水力坡度，無因次量
K--滲透係數，cm/s或m/d
滲透係數取決於巖性、流體性質（密度、粘度）、外界條件（溫度、壓力）
|四、層間水（承壓水）
1. 層間水（承壓水）
特點：
有穩定的隔水頂板和底板，沒有自由水面，水體承受淨水壓力；
與外界聯絡較差，水位、水量、水質等受氣候因素的影響較小，富水性好的承壓含水是理想的供水水源；
具有補給區、承壓企業區和排洩區；
地下水體充滿整個含水層，否則是潛水。
2. 最適宜形成承壓水的兩種地質構造
向斜盆地
A. 透水層和隔水層相間分佈的承壓斜地
D. 侵入體阻截承壓斜地
正水頭：測壓水位高於該點的地形高層；
負水頭：測壓水位低於該點的地形高層。
|五、潛水和承壓水（層間水）比較
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