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资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值水文地质学基础Fundamentals of Hydrogeology2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值参考教材教 材：水文地质学基础-王大纯等编著，地质出版社，95版/2010版 2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值提纲提纲第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 岩土中的空隙和水岩土中的空隙和水第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存第四章第四章 地下水运动的基本规律地下水运动的基本规律第五章第五章 地下水的补给与排泄地下水的补给与排泄2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L 1.1 地球上的水与水资源：地球上的水与水资源：v地球上的水及所占比例地球上的水及所占比例水体种类水体种类亿亿 km3%淡水亿淡水亿 km3%海洋水海洋水13.3896.5400地表水地表水0.24251.750.241769.0地下水地下水0.23701.710.108330.92土壤水土壤水0.000160.0010.0001650.05大气水大气水0.0001290.00090.0001290.04生物水生物水0.0000110.000010.0000110.003总储量总储量13.85981000.3503100淡水占全球水量的淡水占全球水量的2.528%第一章绪论第一章绪论2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值地球上的水与水资源：淡水 冰冰冻积雪雪地下水地下水河湖水河湖水淡水淡水 2.5%咸水咸水 2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1.2 1.2 地下水的功能（作用）地下水的功能（作用）概念：水文地质学简言之概念：水文地质学简言之概念：水文地质学简言之概念：水文地质学简言之研究地下水的科学研究地下水的科学研究地下水的科学研究地下水的科学。它研究与岩。它研究与岩。它研究与岩。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水水水水量水量水量水量和和和和水质水质水质水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。兴利除害，为人类服务。兴利除害，为人类服务。兴利除害，为人类服务。地下水地下水地下水地下水赋存于地面以下岩石空隙中的水赋存于地面以下岩石空隙中的水赋存于地面以下岩石空隙中的水赋存于地面以下岩石空隙中的水。地下水是水资源组成部分地下水是水资源组成部分 其主要功能为：其主要功能为：1 1 1 1、地下水是一种宝贵的资源、地下水是一种宝贵的资源、地下水是一种宝贵的资源、地下水是一种宝贵的资源 2 2 2 2、地下水是极其重要的生态环境因子、地下水是极其重要的生态环境因子、地下水是极其重要的生态环境因子、地下水是极其重要的生态环境因子 3 3 3 3、地下水是一种很活跃的地质营力、地下水是一种很活跃的地质营力、地下水是一种很活跃的地质营力、地下水是一种很活跃的地质营力 4 4 4 4、地下水是地球内部地质演变的信息载体、地下水是地球内部地质演变的信息载体、地下水是地球内部地质演变的信息载体、地下水是地球内部地质演变的信息载体2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值我国西北缺水剪影我国西北缺水剪影2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值我国耕地与农村用水我国耕地与农村用水 Company Logo60%60%全国60%的耕地 全部或部分使用地下水灌溉95%95%95%95%全国95以上的农村饮用地下水2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L地下水开采利用产生的环境问题：地下水开采利用产生的环境问题：地下水开采利用产生的环境问题：地下水开采利用产生的环境问题：沙化荒漠化加重沙化荒漠化加重沙化荒漠化加重沙化荒漠化加重2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L地下水开采利用产生的环境问题：地下水开采利用产生的环境问题：地下水开采利用产生的环境问题：地下水开采利用产生的环境问题：上海地面沉降上海地面沉降上海地面沉降上海地面沉降城市防洪设施标准降低，城市防洪设施标准降低，外滩防洪挡水墙越筑越高外滩防洪挡水墙越筑越高2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值苏锡常苏锡常40水位埋深等值线和水位埋深等值线和200mm地面沉降等值线地面沉降等值线 地下水位下降与地面沉降的相关性明显2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L地下水开采利用产生的环境问题：地下水开采利用产生的环境问题：地下水开采利用产生的环境问题：地下水开采利用产生的环境问题：地下水污染地下水污染地下水污染地下水污染v 地下水污染主要分布在城区附近和地表水污染严重的地区地下水污染主要分布在城区附近和地表水污染严重的地区2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值自然界的水循环自然界的水循环自然界的水循环自然界的水循环v 2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值v 自然界的水循环自然界的水循环自然界的水循环自然界的水循环2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 第二章第二章 岩土中的空隙和水岩土中的空隙和水（a）分选好的高孔隙度沉积 （b）分选差的低孔隙度沉积 （c）分选好的高孔隙度卵石沉积 （d）分选好的矿物充填沉积（e）岩体溶解空隙 （f）岩体裂隙 2.1 2.1 岩土中的空隙岩土中的空隙孔隙度孔隙度是指某一体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 裂隙裂隙:坚硬岩石中的空隙，岩石中的空隙主要坚硬岩石中的空隙，岩石中的空隙主要由各种成因的裂隙由各种成因的裂隙成岩裂隙、构造裂隙和风化成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙所构成。裂隙所构成。体积裂隙率（体积裂隙率（Kr）裂隙体积（裂隙体积（Vn）与包括裂隙在内的岩石体积（）与包括裂隙在内的岩石体积（V）的比值的比值 面积裂隙率（面积裂隙率（Ka）单位面积岩石上裂隙面积的大小单位面积岩石上裂隙面积的大小 线裂隙率（线裂隙率（Kl）垂直裂隙走向方向上单位长度上裂隙的条数垂直裂隙走向方向上单位长度上裂隙的条数2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 溶穴溶穴:可溶的沉积岩，如岩盐、石膏、石灰岩和白云岩可溶的沉积岩，如岩盐、石膏、石灰岩和白云岩 等，在地下水溶蚀下会产生空洞，这种空隙称为等，在地下水溶蚀下会产生空洞，这种空隙称为 溶穴（隙）。溶穴（隙）。岩溶率（岩溶率（Kk）：）：岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值2.2 2.2 岩土中的水岩土中的水2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 （1）强结合水的特点强结合水的特点 密度大于密度大于1 1，平均，平均2g/cm2g/cm3 3左右；左右；不受重力影响；不受重力影响；不能流动。只有在温度不能流动。只有在温度105110105110时才以气态的形时才以气态的形 式脱离颗粒表面而移动；式脱离颗粒表面而移动；溶解盐类能力弱；溶解盐类能力弱；-80-80 时仍不结冰；时仍不结冰；有较大的粘滞性、弹性和抗剪强度；有较大的粘滞性、弹性和抗剪强度；不能传递静水压力；不能传递静水压力；无导电性。无导电性。2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 （2 2）弱结合水的特点弱结合水的特点 密度大于密度大于1 1，为，为1.31.774g/cm1.31.774g/cm3 3；不受重力影响；不受重力影响；可以从簿膜厚的颗粒向簿膜小的颗粒方向移动，但可以从簿膜厚的颗粒向簿膜小的颗粒方向移动，但 速度十分缓慢；速度十分缓慢；溶解盐类能力较弱溶解盐类能力较弱 冰点为冰点为-15-15 有一定的粘滞性和抗剪强度有一定的粘滞性和抗剪强度 在一定条件下（饱水带）可传递静水压力在一定条件下（饱水带）可传递静水压力 弱结合水的外层能被植物吸收利用弱结合水的外层能被植物吸收利用2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 （3 3）毛细水）毛细水 依靠毛细力而保持在毛细空隙中的水，称为依靠毛细力而保持在毛细空隙中的水，称为毛细水毛细水。毛细空隙是岩土中的细小空隙，一般指直径小于毛细空隙是岩土中的细小空隙，一般指直径小于1mm1mm的的 孔隙或宽度小于孔隙或宽度小于0.25mm0.25mm的裂隙。的裂隙。2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 毛细水类型毛细水类型支持毛细水：存在于支持毛细水：存在于饱水带饱水带以上并与地下水面相连以上并与地下水面相连 的毛细空隙中的水。的毛细空隙中的水。能传递静水压力，当温度低于能传递静水压力，当温度低于00时结冰。时结冰。悬挂毛细水：存在于包气带并与地下水面不相连的悬挂毛细水：存在于包气带并与地下水面不相连的 毛细空隙中的水。呈毛细空隙中的水。呈“悬挂悬挂”状态，经蒸发后消失。状态，经蒸发后消失。成因：入渗重力水；由支持毛细水转化而成。成因：入渗重力水；由支持毛细水转化而成。2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 （4 4）矿物水）矿物水 存在于矿物结晶内部及其间的水。存在于矿物结晶内部及其间的水。结构水：结构水：以以H H+和和OHOH-离子形式存在于矿物结晶格架中，离子形式存在于矿物结晶格架中，与矿物结合紧密。与矿物结合紧密。结晶水：结晶水：以以H H2 2O O分子形式存在于矿物结晶格架中，与矿分子形式存在于矿物结晶格架中，与矿 物结合紧密。物结合紧密。沸石水：沸石水：以以H H2 2O O分子形式存在于矿物晶格的空隙中，与分子形式存在于矿物晶格的空隙中，与 矿物结合不紧密。矿物结合不紧密。2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值2.3 2.3 与水有关的岩土性质与水有关的岩土性质 容水性容水性岩石能容纳一定数量水的性质。用容水度岩石能容纳一定数量水的性质。用容水度 表示。表示。持水性持水性岩石在重力释水后能在空隙中保持一定数量岩石在重力释水后能在空隙中保持一定数量 水的性质。用持水度表示。水的性质。用持水度表示。给水性给水性饱水岩石在重力作用下能自由排出一定数量水饱水岩石在重力作用下能自由排出一定数量水 的性质。用给水度表示。的性质。用给水度表示。透水性透水性岩石允许让水通过的性质。用渗透系数或单位岩石允许让水通过的性质。用渗透系数或单位 吸水量表示。吸水量表示。2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存3.1 3.1 包气带与饱水带包气带与饱水带3.2 3.2 含水层、隔水层与弱透水层含水层、隔水层与弱透水层3.3 3.3 地下水分类地下水分类3.4 3.4 潜水潜水3.5 3.5 承压水承压水3.6 3.6 潜水与承压水的相互转化潜水与承压水的相互转化3.7 3.7 上层滞水上层滞水2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.1 3.1 3.1 3.1 包气带与饱水带包气带与饱水带包气带与饱水带包气带与饱水带 包气带与饱水带的划分包气带与饱水带的划分 地地下下水水面面（水水位位）：地地下下一一定定深深度度岩岩石石中中的的空空隙隙被被重重力力水水所所充充满，形形成成一一个个自自由由水水面面，称称为为地地下下水水面面，以以海拔高度表示称之海拔高度表示称之地下水位地下水位 。（一般通（一般通过打井，地下开挖来确定）打井，地下开挖来确定）地地下下水水面面以以上上部部分分，包包括括毛毛细水水带、中中间带和和土壤水土壤水带，岩石中的空隙未被水充，岩石中的空隙未被水充满，称，称为包气包气带。地地下下水水面面以以下下部部分分，岩岩石石中中的的空空隙隙被被水水充充满，称称为饱水水带。包气带与饱水带2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L包包气气带带与与饱饱水水带带地下水位地下水位2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L3.1 3.1 3.1 3.1 包气带与饱水带包气带与饱水带包气带与饱水带包气带与饱水带包气带包气带（zone of aeration or zone of unsaturation）v特点特点：岩石空隙未被水充岩石空隙未被水充满 是固、液、气三相介是固、液、气三相介质并存介并存介质 v水的存在形式（多水的存在形式（多样）结合水、毛合水、毛细水（各种）、气水（各种）、气态水、水、（过路）（过路）重力水重力水v包气包气带的垂直分的垂直分带 土壤水土壤水带 毛毛细水水带（支持毛（支持毛细水水带、毛毛细饱和水和水带）中中间带（过渡渡带）v包气包气带水的水的来源来源 大气降水的入渗、地表水体的渗漏、大气降水的入渗、地表水体的渗漏、饱水水带水分上移（毛水分上移（毛细水水进入包气入包气带、地下水蒸、地下水蒸发进入包气入包气带）2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L饱水带饱水带（saturation zone）v岩石空隙被水完全充满岩石空隙被水完全充满 是二相介质（固相是二相介质（固相+液相水）液相水）v空隙中水的存在形式：空隙中水的存在形式：重力水重力水 结合水合水 重重力力水水：连续分分布布（孔孔隙隙是是连通通）传递静静水水压力力在水在水头差作用下，地下水（空隙中的水）可以差作用下，地下水（空隙中的水）可以连续运运动。饱水水带中中的的重重力力水水是是开开发利利用用或或者者排排除除的的主主要要对象象，是水文地是水文地质学研究的重点。学研究的重点。地地下下开开挖挖，坑坑道道，巷巷道道，基基坑坑，打打井井在在此此带带均均有有重重力水涌出来力水涌出来 3.1 3.1 3.1 3.1 包气带与饱水带包气带与饱水带包气带与饱水带包气带与饱水带2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L3.2 3.2 3.2 3.2 含水层含水层含水层含水层 隔水层隔水层隔水层隔水层 弱透水层弱透水层弱透水层弱透水层一、一、一、一、基本概念基本概念基本概念基本概念 饱水岩水岩层中，根据岩中，根据岩层给给水水水水与与与与透水能力透水能力透水能力透水能力而而进行的划分：行的划分：v 含水层含水层（AquiferAquifer）：）：是能够是能够透过透过并并给出给出相当数量水的岩层相当数量水的岩层各类砂土，砂岩等各类砂土，砂岩等 v 隔水层隔水层（Aquifuge)Aquifuge)：不不能能透透过过与与给给出出水水或或透透过过与与给给出出的的水水量量微微不不足足道道的的岩岩层层裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密）裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密）v 弱透水层弱透水层（AquitardAquitard）：）：渗渗透透性性很很差差，给给出出的的水水量量微微不不足足道道，但但在在较较大大水水力力梯梯度度作作用用下下，具具有有一一定定的的透透水水能能力力的的岩岩层层各各种种粘粘土土，泥泥质粉砂岩、砂质页岩质粉砂岩、砂质页岩2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L定义中的模糊概念定义中的模糊概念“相当水量，微不足道，较大水力梯度相当水量，微不足道，较大水力梯度”等等 严格格的的“是是与与非非”的的逻辑思思维，在在很很多多情情况况下下是是相相对的的和和模模糊糊的的概念概念相对性的意义：相对性的意义：v 从实际应用角度来看划分的相对性从实际应用角度来看划分的相对性相当水量相当水量 满足足需需要要就就可可以以了了。如如在在某某处处一一口口井井出出水水量量80m80m3 3/d/d，作作为为1 1万万人人的的供供水水，非非含含水水层层；作作为为饮饮料料厂厂、装装瓶瓶生生产产则则为为含含水水层层。又又如如一一个个小小泉水流量泉水流量0.11/s8.6m0.11/s8.6m3 3/d/d，大厂，大厂非，村用非，村用是。是。v 从理论意义来看从理论意义来看微不足道微不足道 微不足道，有微不足道，有时空尺度的制空尺度的制约。如如华华北北平平原原早早期期地地下下水水开开采采就就是是典典型型的的例例子子，深深层层水水与与浅浅层层水水的的开开采采有有一一粘粘土土隔隔水水层层；开开采采深深层层，水水量量大大，水水位位降降低低快快，浅浅层层水水向深层向深层“越流越流”-粘土层成为粘土层成为“透水层透水层”。现现在在进进行行水水文文地地质质计计算算、模模拟拟时时，不不再再简简单单二二分分了了，而而是是用用模模糊糊学学的的研研究究方方法法，给给个个隶隶属属度度1 1，0 0之之间间，可可以以为为 0.8,0.7,0.8,0.7,0.3,0.3,表示表示“透水性透水性”？3.2.2 3.2.2 3.2.2 3.2.2 概念的相对性概念的相对性概念的相对性概念的相对性2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值岩岩层层渗渗透透性性与与时时间间尺尺度度的的关关系系543212023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.2.3 3.2.3 3.2.3 3.2.3 含水系统含水系统含水系统含水系统含水系统含水系统Groundwater aquifer system 地下水含水系统：地下水含水系统：v是是指指由由隔隔水水或或相相对对隔隔水水岩岩层层圈圈闭闭的的，具具有有统统一一水水力力联联系系的含水岩系的含水岩系 v含水系统：包含多个含水层和弱透水层，或局部隔水层含水系统：包含多个含水层和弱透水层，或局部隔水层 v含水系统：可以进行子系统划分含水系统：可以进行子系统划分 v含含水水系系统统的的定定义义是是从从大大的的空空间间尺尺度度研研究究含含水水层层、隔隔水水层层、与与弱弱透透水水层层的的组组合合关关系系，是是从从地地质质成成因因角角度度对对岩岩层层的的水水文地质特征进行划分的分析方法文地质特征进行划分的分析方法(或给出的概念或给出的概念)含水系统的划分2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L含水系统层次划分含水系统层次划分含水系统层次划分含水系统层次划分系统与子系统系统与子系统系统与子系统系统与子系统AB2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L冲洪积平原地下水含水系统冲洪积平原地下水含水系统冲洪积平原地下水含水系统冲洪积平原地下水含水系统丘陵丘陵 倾斜平原区斜平原区 低平原低平原 2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值v 广义地下水广义地下水：赋存于地面以下岩石空隙中的水存于地面以下岩石空隙中的水(包气包气带、饱水水带中的水中的水)狭义地下水：狭义地下水：地表以下地表以下饱水水带岩岩层空隙中的水空隙中的水重力水重力水 v 地下水分类地下水分类：主要依据主要依据含水介含水介质的的类型（型（赋存空存空间）埋藏条件（埋藏条件（赋存部位）存部位）地地下下水水的的埋埋藏藏条条件件：指指含含水水岩岩层在在地地质剖剖面面中中所所处的的部部位位及及受隔水受隔水层（弱透水（弱透水层）限制的情况。）限制的情况。v表表3-13-1含水介质三类，埋藏三分，组合共分为含水介质三类，埋藏三分，组合共分为9 9类类 3.3 3.3 3.3 3.3 地下水分类地下水分类地下水分类地下水分类孔隙水孔隙水裂隙水裂隙水岩溶水岩溶水包气带包气带上层滞水上层滞水上层滞水上层滞水上层滞水上层滞水潜水潜水孔隙潜水孔隙潜水裂隙潜水裂隙潜水岩溶潜水岩溶潜水承压水承压水孔隙承压水孔隙承压水裂隙承压水裂隙承压水岩溶承压水岩溶承压水 2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值上层滞水上层滞水(a)、潜水、潜水(b)、承压水、承压水(c)abc2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L一、潜水与潜水含水层概念一、潜水与潜水含水层概念 v潜潜水水：饱水水带中中第第一一个个具具有有自自由由表表面面的的稳定定含含水水层中中的的水。水。自自由由表表面面没没有有隔隔水水顶顶板板或或只只有有局局部部隔隔水水顶顶板板，与与大大气直接相通，除大气压强外不受其它任何附加压强。气直接相通，除大气压强外不受其它任何附加压强。稳稳定定具具有有一一定定的的空空间间连连续续性性（范范围围），以以与与上上层层滞滞水水区分。区分。v潜水含水层：潜水含水层：赋存潜水的岩存潜水的岩层。建筑建筑房房屋时的基坑排水，大堤堤角处的散浸渗漏（潜水）屋时的基坑排水，大堤堤角处的散浸渗漏（潜水）3.4 3.4 3.4 3.4 潜水与潜水含水层潜水与潜水含水层潜水与潜水含水层潜水与潜水含水层2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L二、基本要素（专业术语）二、基本要素（专业术语）v潜水面潜水面(water table)：潜水表面是一个自由的水面。：潜水表面是一个自由的水面。v潜水位潜水位(water level)：潜水面上任一点的海拔高程。：潜水面上任一点的海拔高程。v潜水含水潜水含水层厚度厚度：从潜水面到隔水底板的垂直距离。：从潜水面到隔水底板的垂直距离。v潜水埋藏深度潜水埋藏深度：潜水面到地面的垂直距离。：潜水面到地面的垂直距离。潜水含水潜水含水层厚度与潜水埋藏深度随潜水面的升降而厚度与潜水埋藏深度随潜水面的升降而发生相生相应的的变化。化。3.4 3.4 3.4 3.4 潜水与潜水含水层潜水与潜水含水层潜水与潜水含水层潜水与潜水含水层潜水要素图2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L2 3 4 5 6 7 8 D 1 M 潜水与潜水含水层图潜水与潜水含水层图1-1-潜水含水层潜水含水层 2-2-隔水层隔水层 3 3、4 4 潜水面潜水面 潜水面潜水面 M-M-含水层厚度含水层厚度 D-D-潜水埋深潜水埋深 5-5-大气降水入渗大气降水入渗 6-6-蒸发蒸发 7-7-流向流向 8-8-泉泉 2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值四、四、潜水研究基本方法潜水研究基本方法潜水等水位潜水等水位线图v潜潜水水等等水水位位线图：由由某某时刻刻潜潜水水位位相相等等的的各各点点连线组成的成的图件件。（某（某时刻潜水面的等高刻潜水面的等高线图）v潜水流向：潜水流向：垂直等水位垂直等水位线由高到低由高到低为潜水的流向。潜水的流向。v潜潜水水面面坡坡度度：相相邻两两条条等等水水位位线的的水水位位差差除除以以其其水平距离。水平距离。当潜水面坡度不大当潜水面坡度不大时，即可，即可视为潜水水力梯度。潜水水力梯度。3.4 3.4 3.4 3.4 潜水与潜水含水层潜水与潜水含水层潜水与潜水含水层潜水与潜水含水层2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L某地潜水等水位线图（平面）某地潜水等水位线图（平面）河河河河流流流流2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L一、一、承压水定义承压水定义 充充满满于于两两个个隔隔水水层层（弱弱透透水水层层）之之间间的的含含水水层层中中的的水水，称称之为之为承压水承压水。二、二、基本要素基本要素 承承压含水含水层；隔水隔水顶板；板；隔水底板；隔水底板；承承压含含水水层厚厚度度（M）；承承压高高度度（H）：钻孔孔中中静静止止水水位位到到含含水水层顶面面的的距距离离；测压水水位位：钻孔孔中中静止水位的高程即静止水位的高程即为承承压水在水在该点的点的测压水位；水位；测压水水位位线（面面）：测压水水位位的的连线（面面）此此线是是虚虚拟的；的；补给区；区；承承压区；区；排泄区排泄区 自溢区自溢区测压水位水位线与地形等高与地形等高线的交点的交点连接区接区 3.5 3.5 3.5 3.5 承压水与承压含水层承压水与承压含水层承压水与承压含水层承压水与承压含水层承压水要素2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L基岩自流盆地中的承压水基岩自流盆地中的承压水承压含水层承压含水层 隔水顶板隔水顶板 隔水底板隔水底板 承承压压含含水水层层厚度（厚度（M M）承承 压压 高高 度度（H H）测测压压水水位位线线（面）：（面）：补给区补给区 承承压区区 排泄区排泄区 自溢区自溢区2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值三、三、特征特征 承承压性性承承压性是受到了大气性是受到了大气压以外的以外的压力。力。承承压区区含含水水层的的水水受受到到了了来来自自出出露露区区地地下下水水的的静静水水压力力作作用用，不但充不但充满含水含水层，而且承受了附加，而且承受了附加压强。概念：概念：承承压高度；高度；测压水位。水位。补给与排泄与排泄 主要主要补给来源：大气降水入渗与地表水入渗来源：大气降水入渗与地表水入渗有有限限区区域域与与外外界界联系系，水水循循环迟缓些些，水水交交替替慢慢，平平均均滞滞留留时间长（年（年龄老或老或长）恢复性差恢复性差 ；高高补低排（从高低排（从高处获得得补给，在低，在低处排泄）；排泄）；隔水隔水顶底板底板对承承压区区补水的影响。水的影响。3.5 3.5 3.5 3.5 承压水与承压含水层承压水与承压含水层承压水与承压含水层承压水与承压含水层2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L承压含水层的储水与释水机理承压含水层的储水与释水机理 v 贮水系数贮水系数S(弹性给水度性给水度e)承承压含含水水层中中当当测压水水位位下下降降(或或上上升升)1)1个个单位位深深度度，单位位水水平面平面积含水含水层所所释出出(或或储存存)的水的体的水的体积。v 测压水位降低导致测压水位降低导致 1)1)含含水水层孔孔隙隙中中水水的的压力力降降低低水水体体积膨膨胀释水水，水水的的膨膨胀系系数数约为 1/20000 1/20000 2)2)孔隙水孔隙水压力降低，岩力降低，岩层颗粒粒间承受承受压力增加力增加骨架被骨架被压缩 颗粒不粒不变骨架骨架压缩 =空隙体空隙体积减小（排列改减小（排列改变）发生生释水（水（挤出来）水出来）水 v 这两部水很有限，所以两部水很有限，所以 S S很小很小 ；v一一般般，贮水水系系数数S S为0.0050.000050.0050.00005，与与重重力力给水水度度 相相比比要要 小小1010-1-1 10 10-3-3 3.5 3.5 3.5 3.5 承压水与承压含水层承压水与承压含水层承压水与承压含水层承压水与承压含水层2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L承压含水层的贮水系数与潜水含水层给水度的比较承压含水层的贮水系数与潜水含水层给水度的比较2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L等水压线图等水压线图 等水压线 承压含水层测压水位相等的各点连线。等水压线图 根据承压水测压水位，按一定高差间距绘制的各条等水位线所构成的图。等水压线图反映的水文地质信息等水压线图反映的水文地质信息 承压水的流向、水力梯度。（方法同潜水流向、水力梯度）测压水位 静止水位的海拔。测压水位的埋深 地表高程与测压水位之差。承压高度 静止水位（测压水位）高出含水层顶板的距离。含水层埋深 地表高程与隔水顶板高程之差。承压水自溢区 地形等高线与同高的测压水位线各个交点连线所圈围的范围。确定与其它含水层或地表水体的相互补给关系。（需有等水位线图或地表水体水位）3.5 3.5 3.5 3.5 承压水与承压含水层承压水与承压含水层承压水与承压含水层承压水与承压含水层2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L等水压线图等水压线图2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.6 3.6 3.6 3.6 潜水与承压水的相互转化潜水与承压水的相互转化潜水与承压水的相互转化潜水与承压水的相互转化正仪正仪-化肥厂含水层剖面示意图化肥厂含水层剖面示意图2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Company L3.7 3.7 3.7 3.7 上层滞水上层滞水上层滞水上层滞水 上上层滞滞水水：当当包包气气带存存在在局局部部隔隔水水层（弱弱透透水水层）时，局局部部隔隔水水层（弱弱透透水水层）上上会会积聚聚具具有有自自由由水水面面的的重重力力水水，这便便是上是上层滞水。滞水。v分分布布最最接接近近地地表表，接接受受大大气气降降水水的的补补给给，通通过过蒸蒸发发或或向向隔隔水水底底板（弱透水层底板）的边缘下渗排泄；板（弱透水层底板）的边缘下渗排泄；v水水量量小小，动动态态变变化化显显著著，只只有有在在缺缺水水地地区区才才能能成成为为小小型型供供水水水水源或暂时性供水水源；源或暂时性供水水源；v包包气气带带中中的的上上层层滞滞水水，对对其其下下部部的的潜潜水水的的补补给给与与蒸蒸发发排排泄泄，起起到一定的滞后调节作用；到一定的滞后调节作用；v极易受污染，利用其作为饮用水源时要格外注意卫生防护。极易受污染，利用其作为饮用水源时要格外注意卫生防护。上层滞水2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值上层滞水上层滞水abc2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值第四章第四章 地下水运动的基本规律地下水运动的基本规律4.1 4.1 渗流基本概念及地下水的运动形态渗流基本概念及地下水的运动形态4.2 4.2 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律4.3 4.3 流网流网4.4 4.4 饱水粘性土中水的运动规律饱水粘性土中水的运动规律2023/3/19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 4.1 4.1 渗流基本概念及地下水的运动形态渗流基本概念及地下水的运动形态渗流（渗流（seepage flowseepage flow）：）：地下水在岩石空隙中的运地下水在岩石空隙中的运动称为动称为渗流或渗透渗流或渗透。