埋藏在地表以下第一个稳定隔水层之上,具有自由表面的重力水称为潜水。潜水的自由表面称为潜水面。潜水面的绝对标高称为潜水位。潜水面至地面的距离称为潜水埋藏深度。由潜水面向下至隔水层顶面间充满重力水的部分,称为含水层。自潜水面向下到隔水层顶面的距离,称为含水层的厚度。
潜水的埋藏条件,决定了潜水具有以下特征:潜水面不承受静水压力;分布区与补给区一致;动态变化较不稳定,有明显的季节变化;潜水的补给条件较好,水量丰富;潜水的水质随气候有季节变化,且易受污染。
潜水面的形状通常是具有一定倾斜的曲面。总的说来,潜水面的形状与地形大体一致,但比地形起伏要平缓得多。岩土的透水性增强,潜水面坡度趋于平缓;反之,变陡。隔水底板凹陷使含水层厚度增大的地段,潜水面的坡度趋于平缓;反之变陡。在隔水层凹盆中,潜水不外溢时,则潜水面呈水平状态,称为潜水湖。
潜水面形状可用潜水剖面图和潜水等水位线图表示。
潜水剖面图是在地质剖面图上,将已知各点的潜水位联接起来而成,它可以反映出潜水面形状与地形、隔水底板及含水层岩性的关系等。
潜水等水位线图就是潜水面各点水位高程的等值线图。一般绘制在地形图上。它的绘制以潜水面上各点的水位标高为依据,然后分别将其中水位标高相同的各点相连而成。由于水位随时间不同而变,故应选用同一日期的资料,并应在图上注明测定该水位的日期。在同一地区,如有不同时期的潜水等水位线图,通过互相对比,便可以从中了解潜水面的变化情况。
根据潜水等水位线图,可解决下列问题:
确定潜水的流向:潜水是沿着潜水面坡度最大的方向流动的。因此,垂直于潜水等水位线从高水位指向低水位的方向,就是潜水的流向。
确定潜水的水力坡度:确定了潜水流向之后,在流向方向上,任取两点的水位高差,除以该两点间的实际距离,即得潜水的水力坡度。
确定潜水埋藏深度:将地形等高线和潜水等水位线绘于同一张图上时,则等水位线与地形等高线相交之点,二者高程之差,即为该点的潜水埋藏深度;若不在相交点的,可采用内插法求得。
确定潜水与地表水的相互关系:在邻近地表水(河流)的地段编制潜水等水位线图,并测定地表水的水位标高,便可以确定潜水与地表水的相互补给关系。 http://zhidao.baidu.com/question/13744858.html?si=8 潜水是埋藏在第一个隔水层之上的地下水。
潜水具有一个自由水面,叫做潜水面。潜水面上下都可以成为含水层,但潜水位以上一般不含地下水,被称为非饱和带。潜水位以下,土层空隙中充满水份,潜水面随地表的起伏而有一定的高低起伏,潜水的流向遵循水往低处流的规律,在低洼处可能出露于地面成为地表水。
潜水的补给区、分布区、排泄区一致。
潜水通过大气降水、地表水补给,黄河下游河段的地上河,就将黄河水补给两岸地下的潜水。
潜水的排泄方式是蒸发,及出露地表形成地表水。
潜水受外界影响大,受气候影响,其水位变化大。潜水易受污染。过度开采潜水后,会造成地下水漏斗区、地面下陷、沿海地区海水倒灌。
承压地下水是埋藏在上下两个隔水层之间、承受一定压力的地下水。滑竖岁
承压水的流向是由补信睁给区流向排泄区。补给区地势较高,排泄区地势较低。
承压水的补给区、承压区、排泄区不一致。其中补给区、排泄区属于潜水。承压水是大气降水通过地表水进补给,排泄方式是泉。
由于承受压力,如果承压水井的井口高度低于承压水位的话,井水将自行喷出地表,形成自流井。
承压水受气候影响小,水位变化小。承压水井水量是稳定的。
承压水由于隔水顶板的原因,一般不易污染,但受到污染后难于治理。
过度开采承压水,可造成地下水位下降,形成地下水漏斗区。 http://zhidao.baidu.com/question/81753159.html?si=6 地下水 groundwater
存在于地表以下岩土的孔隙、裂隙和洞穴中的水。地表以下含水的岩土可分两个带。上部为包气带,也称非饱和带,岩土的空隙中除水以外还包含空气。下部为饱水带,也称饱和带,岩土的空隙被水充满。狭义的地下水指饱水带中的水。饱水带的水能从地下汲出为人类所利用。
分类
根据来源,地下水可分为:由大气降水和地表水渗入地下而形成的渗入水;由大气中的水汽进入岩纤乱土空隙冷凝而成的凝结水;在沉积岩沉积过程中生成的埋藏水;由岩浆在冷凝过程中析出的水汽凝结而成的初生水和某些矿物(如石膏、芒硝等)所含的结晶水在高温高压下脱出而生成的脱出水。
根据受引力作用的条件,分为结合水、毛细管水和重力水。结合水又分吸湿水(吸着水)和薄膜水。
根据埋藏条件,分为包气带水、潜水和承压水。包气带水指潜水面以上包气带中所存在的水。其存在形式有吸湿水、 薄膜水、
毛细管水、气态水和暂时的渗入重力水。存在于包气带上部土壤层中的水称为土壤水。季节性地存在于包气带中的局部隔水层以上的水称上层滞水。潜水是地表以下第一个稳定隔水层上面具有自由表面的重力水,它主要的补给来源是降水和地表水的渗入。承压水是充满于上下两个隔水层之间的含水层中的地下水,它承受一定的压力,当钻孔打穿上覆隔水层时,水能从钻孔内上升到一定的高度。
根据含水空隙的类型,分为孔隙水、裂隙水和岩溶水(喀斯特水)。孔隙水指存在于岩石孔隙中的地下水,如松散的砂层、砾石层和砂岩中的地下水。裂隙水是存在于坚硬岩石的风化裂隙、构造裂隙、成岩裂隙中的水以及某些粘土裂隙中的水。岩溶水指存在于可溶性岩石(石灰岩、白云岩等)的溶孔、溶洞和溶蚀裂隙中的地下水。
物理和化学性质
地下水的物理性质有比重、温度、透明度、颜色、气味等。质量优良的地下水应当是无色、透明、适口而无特殊的气味。地下水的温度在很大的范围内变化。潜水的温度接近于当地的年平均气温,而某些地下热水的温度可超过150°C,可以用于发电。
地下水是一种复杂的溶液。地下水的化学成分主要指水中所含阴、阳离子数量及其比例、某些未离解的化合物和有机物含量、氢离子浓度、硬度和总矿化度等指标。地下水中分布最广的离子有7种,即阳离子:钾(K+)、钠(Na+)、镁(Mg2+)和钙(Ca+);阴离子:氯(Cl-)、硫酸根(SO娺-)和碳酸氢根(HCO婣)。地下水中所含各种离子、分子和化合物的总量称总矿化度,通常以水在105~110°C温度下烘干后留下的干涸残渣量来表示。一般,当总矿化度小于
1克/升时称淡水,1~3克/升称微咸水,3~10克/升称咸水,10~50克/升为盐水,大于50克/升为卤水。淡水中Ca2+、Mg2+离子和HCO婣离子一般相对含量较高;而咸水中常以Na+和Cl-占优势。水的氢离子浓度用pH值表示,中性水的pH=7,碱性水的pH>7,酸性水的pH<7。地下水的硬度指水中钙、镁、铁、锰、锶、铝等溶解盐类(天然水中以钙盐和镁盐为主)的含量,含量高则硬度大,反之硬度小。硬度分总硬度、暂时硬度和永久硬度。水中所含钙、镁等离子的总量称为总硬度。把水加热煮沸后,钙、镁等的碳酸氢根盐分解为碳酸盐而沉淀,这部分钙、镁等盐类的含量称为暂时硬度。总硬度与暂时硬度之差称永久硬度。
运动
按流线形态地下水的运动一般分为层流与紊流。当水在岩土空隙中渗流时,水的质点有秩序地,互不混杂地流动,称为层流运动。绝大多数天然地下水的运动都属层流运动。水的质点无秩序地、互相混杂的流动,称为紊流运动。在宽大的空隙(大的溶洞、宽大裂隙和卵砾石的大空隙)中,如水的流速较高,则易呈紊流运动。按运动要素(水位、流速等)是否随时间变化,地下水运动分为稳定流和非稳定流。当运动要素不随时间变化时称为稳定流,否则为非稳定流。天然地下水流多数为非稳定流。在大多数情况下,地下水运动可用达西定律描述。
补给 地下水的补给主要有降水入渗补给、灌溉水入渗补给、地表水补给、越流补给和人工补给等,在特定地区还有侧向补给。
降水入渗补给
是地下水的主要补给来源,确定降水入渗补给量的方法有:①地下水动态分析法,是利用地下水长期观测资料,通过降水入渗所引起的地下水位上升幅度,来确定降水入渗补给量。②入渗系数法,是用降水入渗补给系数乘以某一时段降水量求得该时段的降水入渗补给量。③水量平衡法,是根据质量守恒定律,建立研究区的水量平衡方程,借以确定降水入渗补给量。④实测法,是用地中渗透仪等直接测定。⑤相关分析法,是把降水入渗补给量与降水量(或增加其他因素)建立相关关系,推求降水入渗补给量。
灌溉水入渗补给 指灌溉后灌溉水入渗对地下水的补给,常用的确定方法是利用试验田块,观测灌溉水入渗引起的地下水位上升幅度,推求灌溉水入渗补给量。
地表水补给
是指地表水通过垂向入渗或侧向渗漏对地下水的补给。常用的方法为实测法和地下水动力学法。实测法是从地表水体损失量中扣去蒸发量、润湿包气带岩土的水量和滞留在包气带中的水量,其值便是地表水体对地下水的补给量。地下水动力学法是按地下水运动的稳定流或非稳定流理论,加以计算。
侧向补给指外区的地下水从侧向流入本区。越流补给是当相邻含水层的地下水水头高于本层的地下水水头时,水流通过两个含水层之间的弱透水层而进入本层。人工补给指地表水或外区地下水通过坑、塘、水沟、水井等注入地下以补给本区地下水。
排泄
主要包括泉、潜水蒸发、排向地表水体、越流排泄和各种人工排泄等。泉是地下水天然排泄的重要方式。尤其在山区或山前地区,许多地下水泄出地表成泉。潜水蒸发是平原地区地下水排泄的重要途径。当河流、湖泊等地表水体的水位低于地下水水位时,地下水排向地表水体,转变成地表水。当两个含水层之间为弱透水层所隔开并且存在足以克服其间阻力的水头差时,高水头含水层中的地下水通过弱透水层向低水头含水层排泄,称为越流排泄。地下水人工排泄的方式有水井抽水、矿山疏干、基坑排水等。在大量开采地下水的地区,如中国的华北平原,人工排泄量是地下水排泄量的主要成分。
水情
地下水水情指水位、水量、水质和水温等要素随时间有规律的变化。又称地下水动态。浅层地下水水情变化较大。大气降水入渗补给地下水,使地下水水位上升,地下径流加强;同时,改变原有地下水的温度和水质。靠近地表水体的地下水,常受地表水体各要素变化的影响而发生相应的变化。如果地表水体水位高于地下水位,则地表水补给地下水,使地下水位升高,水温和水质也随之而变。若地表水体水位低于地下水位,则地下水补给地表水体,使地下水位降低。大量开采利用地下水,会大大改变地下水的状况。如果补给不足,地下水位便不断下降,造成地下水的区域降落漏斗,这种漏斗不断加深和扩大,便会造成恶果,如地面沉降、海水入侵和局部地区地下水枯竭等。地下水水情观测,主要是通过长期观测井网,用自记仪器或定期观测方法取得资料。
中国的许多城市,如北京、太原、西安、济南等,大都依靠地下水供水,北方的广大农田,也主要依靠地下水灌溉。70年代中期,世界一些国家地下水在总用水量中占很大的百分比:法国33%,日本20%,美国20%,苏联24%,英国25%,联邦德国72%,荷兰66%,塞浦路斯83%,圭亚那90%。因此,地下水是一种宝贵的天然资源。
参考书目 王大纯、张人权、史毅虹编著:《水文地质学基础》,地质出版社,北京,1980。
R.A.Freeze,J.A.Cherry,Groundwater,Prentice- Hall,Englewood Cliffs,New
Jersey,1979.
http://zhidao.baidu.com/question/33060891.html?si=9