水文地质学基础学习教案.pptx

会计学1水文水文(shuwn)地质学基础地质学基础第一页，共93页。2023/5/26参考参考(cnko)教材教材n n教 材：水文(shuwn)地质学基础-王大纯等编著，地质出版社，95版/2010版 第1页/共93页第二页，共93页。2023/5/26提纲提纲(tgng)第一章第一章第一章第一章 绪论绪论绪论绪论 第二章第二章第二章第二章 岩土中的空隙岩土中的空隙岩土中的空隙岩土中的空隙(kngx)(kngx)和水和水和水和水第三章第三章第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存地下水的赋存地下水的赋存第四章第四章第四章第四章 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第五章第五章 地下水的补给与排泄地下水的补给与排泄地下水的补给与排泄地下水的补给与排泄第2页/共93页第三页，共93页。2023/5/26Company Logo 1.1 地球地球(dqi)上的水与水资上的水与水资源：源：v地球地球(dqi)上的水及所占比例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淡水占全球淡水占全球(qunqi)水量的水量的2.528%第一章绪论第一章绪论第3页/共93页第四页，共93页。2023/5/26地球地球(dqi)上的水与水资源：上的水与水资源：淡水淡水 冰冰冻(bngdng)积雪雪地下水地下水河湖水河湖水淡水淡水(dnshu)2.5%咸水咸水 第4页/共93页第五页，共93页。2023/5/261.2 1.2 地下水的功能地下水的功能地下水的功能地下水的功能(gngnng)(gngnng)（作用）（作用）（作用）（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。它研究与岩研究地下水的科学。它研究与岩研究地下水的科学。它研究与岩研究地下水的科学。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石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。律去兴利除害，为人类服务。律去兴利除害，为人类服务。律去兴利除害，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：其主要功能为：其主要功能为：1 1、地下水是一种、地下水是一种、地下水是一种、地下水是一种(y zh(y zh n n)宝贵的资源宝贵的资源宝贵的资源宝贵的资源 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、地下水是一种、地下水是一种、地下水是一种、地下水是一种(y zh(y zh n n)很活跃的地质营力很活跃的地质营力很活跃的地质营力很活跃的地质营力 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第5页/共93页第六页，共93页。2023/5/26我国西北缺水我国西北缺水(qu shu)剪影剪影第6页/共93页第七页，共93页。2023/5/26我国耕地我国耕地我国耕地我国耕地(gng(gng(gng(gngd)d)d)d)与农村用水与农村用水与农村用水与农村用水 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第7页/共93页第八页，共93页。2023/5/26Company Logo地下水开采利用产生的环境问题：沙化地下水开采利用产生的环境问题：沙化地下水开采利用产生的环境问题：沙化地下水开采利用产生的环境问题：沙化(shhu)(shhu)(shhu)(shhu)荒漠化荒漠化荒漠化荒漠化加重加重加重加重第8页/共93页第九页，共93页。2023/5/26Company Logo地下水开采利用地下水开采利用地下水开采利用地下水开采利用(lyng)(lyng)(lyng)(lyng)产生的环境问题：上海地面沉降产生的环境问题：上海地面沉降产生的环境问题：上海地面沉降产生的环境问题：上海地面沉降城市防洪设施标准城市防洪设施标准(biozhn)(biozhn)降降低，低，外滩防洪挡水墙越筑越高外滩防洪挡水墙越筑越高第9页/共93页第十页，共93页。2023/5/26苏锡常苏锡常40水位水位(shuwi)埋深等值线和埋深等值线和200mm地面沉降等值线地面沉降等值线 地下水位下降(xijing)与地面沉降的相关性明显第10页/共93页第十一页，共93页。2023/5/26Company Logo地下水开采地下水开采地下水开采地下水开采(kici)(kici)(kici)(kici)利用产生的环境问题：地下水污染利用产生的环境问题：地下水污染利用产生的环境问题：地下水污染利用产生的环境问题：地下水污染v 地下水污染主要分布地下水污染主要分布(fnb)(fnb)在城区附近和地表水污染严重的地区在城区附近和地表水污染严重的地区第11页/共93页第十二页，共93页。2023/5/26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 第12页/共93页第十三页，共93页。2023/5/26v 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第13页/共93页第十四页，共93页。2023/5/26 第二章第二章第二章第二章 岩土中的空隙岩土中的空隙岩土中的空隙岩土中的空隙(kngx)(kngx)和水和水和水和水（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(rngji)空隙 （f）岩体裂隙 2.1 2.1 岩土中的空隙岩土中的空隙(kngx)(kngx)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第14页/共93页第十五页，共93页。2023/5/26第15页/共93页第十六页，共93页。2023/5/26 裂隙:坚硬岩石中的空隙，岩石中的空隙主要由各种(zhn)成因的裂隙成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙所构成。体积裂隙率（Kr）裂隙体积（Vn）与包括裂隙在内的岩石体积（V）的比值 面积裂隙率（Ka）单位面积岩石上裂隙面积的大小 线裂隙率（Kl）垂直裂隙走向方向上单位长度上裂隙的条数第16页/共93页第十七页，共93页。2023/5/26 溶穴:可溶的沉积岩，如岩盐(ynyn)、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 溶穴（隙）。岩溶率（Kk）：岩石中水的存在形式第17页/共93页第十八页，共93页。2023/5/262.2 2.2 岩土中的水岩土中的水岩土中的水岩土中的水第18页/共93页第十九页，共93页。2023/5/26 （1）强结合水的特点强结合水的特点 密度密度(md)大于大于1，平均，平均2g/cm3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105110时才时才以气态的形以气态的形 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 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。第19页/共93页第二十页，共93页。2023/5/26 （2）弱结合水的特点 密度大于1，为3；不受重力影响；可以从簿膜厚的颗粒(kl)向簿膜小的颗粒(kl)方向移动，但 速度十分缓慢；溶解盐类能力较弱 冰点为-15 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 弱结合水的外层能被植物吸收利用第20页/共93页第二十一页，共93页。2023/5/26 （3）毛细水 依靠毛细力而保持在毛细空隙中的水，称为毛细水。毛细空隙是岩土中的细小空隙，一般(ybn)指直径小于1mm的 孔隙或宽度小于的裂隙。第21页/共93页第二十二页，共93页。2023/5/26 毛细水类型毛细水类型支持毛细水：存在于饱水带以上并与地支持毛细水：存在于饱水带以上并与地下水面相连下水面相连 的毛细空隙中的水。能传递静水压力，的毛细空隙中的水。能传递静水压力，当温度低于当温度低于0时结冰。时结冰。悬挂毛细水：存在于包气带并与地下水悬挂毛细水：存在于包气带并与地下水面不相连的面不相连的 毛细空隙中的水。呈毛细空隙中的水。呈“悬挂悬挂”状态，状态，经蒸发后消失。经蒸发后消失。成因：入渗重力成因：入渗重力(zhngl)水；由支水；由支持毛细水转化而成。持毛细水转化而成。第22页/共93页第二十三页，共93页。2023/5/26 （4）矿物水 存在于矿物结晶内部及其间的水。结构(jigu)水：以H+和OH-离子形式存在于矿物结晶格架中，与矿物结合紧密。结晶水：以H2O分子形式存在于矿物结晶格架中，与矿 物结合紧密。沸石水：以H2O分子形式存在于矿物晶格的空隙中，与 矿物结合不紧密。第23页/共93页第二十四页，共93页。2023/5/262.3 2.3 与水有关与水有关与水有关与水有关(y(y ugun)ugun)的岩土性质的岩土性质的岩土性质的岩土性质 容水性容水性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。表示。表示。持水性持水性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。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。的性质。用给水度表示。的性质。用给水度表示。透水性透水性透水性透水性岩石允许让水通过岩石允许让水通过岩石允许让水通过岩石允许让水通过(tnggu)(tnggu)的性质。用渗透系数或的性质。用渗透系数或的性质。用渗透系数或的性质。用渗透系数或单位单位单位单位 吸水量表示。吸水量表示。吸水量表示。吸水量表示。第24页/共93页第二十五页，共93页。2023/5/26第25页/共93页第二十六页，共93页。2023/5/26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地下水分类地下水分类3.4 3.4 潜水潜水潜水潜水(qinshu(qinshu)3.5 3.5 承压水承压水承压水承压水3.6 3.6 潜水潜水潜水潜水(qinshu(qinshu)与承压水的相互转化与承压水的相互转化与承压水的相互转化与承压水的相互转化3.7 3.7 上层滞水上层滞水上层滞水上层滞水第26页/共93页第二十七页，共93页。2023/5/263.1 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(shnd)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，以以海海拔拔高高度度表示称之地下水位表示称之地下水位。（一般通过打井，地下开挖来确定）（一般通过打井，地下开挖来确定）地地下下水水面面以以上上部部分分，包包括括毛毛细细水水带带、中中间间带带和和土土壤壤水水带带，岩石中的空隙未被水充满，称为包气带。岩石中的空隙未被水充满，称为包气带。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满，称称为为饱饱水水带。带。第27页/共93页第二十八页，共93页。2023/5/26Company Logo包包气气带带与与饱饱水水带带地下水位地下水位第28页/共93页第二十九页，共93页。2023/5/26Company Logo3.1 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）特点：特点：岩石空隙未被水充满岩石空隙未被水充满 是固、液、气三相介质并存介质是固、液、气三相介质并存介质 水的存在形式（多样）水的存在形式（多样）结合水、毛细水（各种）、气态水、（过路）重力水结合水、毛细水（各种）、气态水、（过路）重力水包气带的垂直分带包气带的垂直分带 土壤水带土壤水带 毛细水带（支持毛细水带、毛细饱和水带）毛细水带（支持毛细水带、毛细饱和水带）中间带（过渡带）中间带（过渡带）包气带水的来源包气带水的来源 大气降水的入渗、地表水体的渗漏、饱水带水分上移（毛大气降水的入渗、地表水体的渗漏、饱水带水分上移（毛细水进入细水进入(jnr)包气带、地下水蒸发进入包气带、地下水蒸发进入(jnr)包气带）包气带）第29页/共93页第三十页，共93页。2023/5/26Company Logo饱水带（饱水带（saturation zone）岩岩石石空空隙隙被被水水完完全全充充满满(chngmn)是是二二相相介介质质（固固相相+液相水）液相水）空隙中水的存在形式：空隙中水的存在形式：重力水重力水 结合水结合水 重重力力水水：连连续续分分布布（孔孔隙隙是是连连通通）传传递递静静水水压压力力在在水水头差作用下，地下水（空隙中的水）可以连续运动。头差作用下，地下水（空隙中的水）可以连续运动。饱饱水水带带中中的的重重力力水水是是开开发发利利用用或或者者排排除除的的主主要要对对象象，是是水水文地质学研究的重点。文地质学研究的重点。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力水水涌涌出来出来 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第30页/共93页第三十一页，共93页。2023/5/26Company Logo3.2 3.2 3.2 3.2 含水层含水层含水层含水层(shu cn)(shu cn)(shu cn)(shu cn)隔水层隔水层隔水层隔水层(shu cn)(shu cn)(shu cn)(shu cn)弱透水弱透水弱透水弱透水层层层层(shu cn)(shu cn)(shu cn)(shu cn)一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念 饱水岩层中，根据岩层给水与透水能力而进行的划分：饱水岩层中，根据岩层给水与透水能力而进行的划分：饱水岩层中，根据岩层给水与透水能力而进行的划分：饱水岩层中，根据岩层给水与透水能力而进行的划分：含水层（含水层（含水层（含水层（AquiferAquiferAquiferAquifer）：）：）：）：是能够透过并给出相当数量水的岩层是能够透过并给出相当数量水的岩层是能够透过并给出相当数量水的岩层是能够透过并给出相当数量水的岩层各类砂土，砂岩等各类砂土，砂岩等各类砂土，砂岩等各类砂土，砂岩等 隔水层（隔水层（隔水层（隔水层（Aquifuge)Aquifuge)Aquifuge)Aquifuge)：不不不不能能能能透透透透过过过过与与与与给给给给出出出出水水水水或或或或透透透透过过过过与与与与给给给给出出出出的的的的水水水水量量量量微微微微不不不不足足足足道道道道的的的的岩岩岩岩层层层层裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土(zhn t)(zhn t)(zhn t)(zhn t)（致密）（致密）（致密）（致密）弱透水层（弱透水层（弱透水层（弱透水层（AquitardAquitardAquitardAquitard）：）：）：）：渗渗渗渗透透透透性性性性很很很很差差差差，给给给给出出出出的的的的水水水水量量量量微微微微不不不不足足足足道道道道，但但但但在在在在较较较较大大大大水水水水力力力力梯梯梯梯度度度度作作作作用用用用下下下下，具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的透透透透水水水水能能能能力力力力的的的的岩岩岩岩层层层层各各各各种种种种粘粘粘粘土土土土(zhn(zhn(zhn(zhn t)t)t)t)，泥质粉砂岩、砂质页岩泥质粉砂岩、砂质页岩泥质粉砂岩、砂质页岩泥质粉砂岩、砂质页岩第31页/共93页第三十二页，共93页。2023/5/26Company Logo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 严严格格的的“是是与与非非”的的逻逻辑辑思思维维，在在很很多多情情况况下下是是相相对对的的和和模模糊糊的的概概念念相相对对性性的的意义：意义：从实际应用从实际应用(yngyng)角度来看划分的相对性角度来看划分的相对性相当水量相当水量 满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80m3/d，作作为为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泉水水流流量量3/d，大厂大厂非，村用非，村用是。是。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，有时空尺度的制约。微不足道，有时空尺度的制约。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，浅浅层层水水向向深深层层“越越流流”-粘粘土土层层成成为为“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，给个隶属度，给个隶属度1，0之间，可以为之间，可以为 0.8,0.7,0.3,表示表示“透水性透水性”？3.2.2 3.2.2 3.2.2 3.2.2 概念概念概念概念(ginin)(ginin)(ginin)(ginin)的相对性的相对性的相对性的相对性第32页/共93页第三十三页，共93页。2023/5/26岩岩层层(yncng)渗渗透透性性与与时时间间尺尺度度的的关关系系54321第33页/共93页第三十四页，共93页。2023/5/263.2.3 3.2.3 3.2.3 3.2.3 含水含水含水含水(hn shu)(hn shu)(hn shu)(hn shu)系统系统系统系统含水系统含水系统Groundwater aquifer system Groundwater aquifer system 地下水含水系统：地下水含水系统：是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系的含水岩系的含水岩系 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 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 含水系统的定义含水系统的定义(dngy)(dngy)是从大的空间尺度研究含水层、是从大的空间尺度研究含水层、隔水层、隔水层、与弱透水层的组合关系，是从地质成因与弱透水层的组合关系，是从地质成因角度对岩层的水文地质特征进行划分的分析方法角度对岩层的水文地质特征进行划分的分析方法(或或给出的概念给出的概念)第34页/共93页第三十五页，共93页。2023/5/26Company Logo含水系统含水系统含水系统含水系统(xt(xtng)ng)层次划分层次划分层次划分层次划分系统系统系统系统(xt(xtng)ng)与与与与子系统子系统子系统子系统(xt(xtng)ng)AB第35页/共93页第三十六页，共93页。2023/5/26Company Logo冲洪积平原地下水含水冲洪积平原地下水含水冲洪积平原地下水含水冲洪积平原地下水含水(hn shu(hn shu)系统系统系统系统丘陵丘陵 倾斜平原区斜平原区 低平原低平原 第36页/共93页第三十七页，共93页。2023/5/26v 广义地下水：广义地下水：v 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(包气带、饱水带中的水包气带、饱水带中的水)v 狭狭义义地地下下水水：地地表表以以下下饱饱水水带带岩岩层层(yncng)(yncng)空空隙隙中中的的水水重重力力水水 v 地下水分类：地下水分类：v主要依据主要依据含水介质的类型（赋存空间）含水介质的类型（赋存空间）v 埋藏条件（赋存部位）埋藏条件（赋存部位）v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层(yncng)(yncng)在在地地质质剖剖面面中中所所处处的的部部位及受隔水层（弱透水层）限制的情况。位及受隔水层（弱透水层）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(fn li)(fn li)(fn li)(fn li)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 第37页/共93页第三十八页，共93页。2023/5/26上层上层(shngcng)滞水滞水(a)、潜水、潜水(b)、承压水、承压水(c)abc第38页/共93页第三十九页，共93页。2023/5/26Company Logo一、潜水与潜水含水层概念一、潜水与潜水含水层概念 潜潜水水：饱饱水水带带中中第第一一个个具具有有自自由由表表面面的的稳稳定定含含水水层层中中的水。的水。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(ydng)(ydng)的的空空间间连连续续性性（范范围围），以以与上层滞水区分。与上层滞水区分。潜水含水层：赋存潜水的岩层。潜水含水层：赋存潜水的岩层。建建筑筑房房屋屋时时的的基基坑坑排排水水，大大堤堤堤堤角角处处的的散散浸浸渗渗漏漏（潜潜水）水）3.4 3.4 3.4 3.4 潜水潜水潜水潜水(qinshu)(qinshu)(qinshu)(qinshu)与潜水与潜水与潜水与潜水(qinshu)(qinshu)(qinshu)(qinshu)含水层含水层含水层含水层第39页/共93页第四十页，共93页。2023/5/26Company Logo二、基本要素（专业术语）二、基本要素（专业术语）潜水面潜水面(water table)(water table)：潜水表面是一个：潜水表面是一个(y)(y)自由的水自由的水面。面。潜水位潜水位(water level)(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。潜水含水层厚度：从潜水面到隔水底板的垂直距离。潜水含水层厚度：从潜水面到隔水底板的垂直距离。潜水埋藏深度：潜水面到地面的垂直距离。潜水埋藏深度：潜水面到地面的垂直距离。潜水含水层厚度与潜水埋藏深度随潜水面的升降而发潜水含水层厚度与潜水埋藏深度随潜水面的升降而发生相应的变化。生相应的变化。3.4 3.4 3.4 3.4 潜水潜水潜水潜水(qinshu)(qinshu)(qinshu)(qinshu)与潜水与潜水与潜水与潜水(qinshu)(qinshu)(qinshu)(qinshu)含水层含水层含水层含水层第40页/共93页第四十一页，共93页。2023/5/26Company Logo2 3 4 5 6 7 8 D 1 M 潜水潜水(qinshu)与潜水与潜水(qinshu)含水层图含水层图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-大气降水大气降水(jingshu)(jingshu)入渗入渗 6-6-蒸发蒸发 7-7-流向流向 8-8-泉泉 第41页/共93页第四十二页，共93页。2023/5/26四、潜水研究基本方法四、潜水研究基本方法潜水等水位线图潜水等水位线图潜潜水水等等水水位位线线图图：由由某某时时刻刻潜潜水水位位相相等等的的各各点点连连线线组组成成的的图件。（某时刻潜水面的等高线图）图件。（某时刻潜水面的等高线图）潜水流向：垂直等水位线由高到低为潜水的流向。潜水流向：垂直等水位线由高到低为潜水的流向。潜潜水水面面坡坡度度(pd)(pd)：相相邻邻两两条条等等水水位位线线的的水水位位差差除除以以其其水水平距离。平距离。当潜水面坡度当潜水面坡度(pd)(pd)不大时，即可视为潜水水力梯度。不大时，即可视为潜水水力梯度。3.4 3.4 3.4 3.4 潜水潜水潜水潜水(qinshu)(qinshu)(qinshu)(qinshu)与潜水与潜水与潜水与潜水(qinshu)(qinshu)(qinshu)(qinshu)含含含含水层水层水层水层第42页/共93页第四十三页，共93页。2023/5/26Company Logo某地潜水等水位某地潜水等水位(shuwi)线图（平面）线图（平面）河河河河流流流流第43页/共93页第四十四页，共93页。2023/5/26Company Logo一、承压水定义一、承压水定义(dngy)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，称之为承压水。水，称之为承压水。二、基本要素二、基本要素 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厚度度（M）；承承压压高高度度（H）：钻钻孔孔中中静静止止水水位位到到含含水水层层顶顶面面的的距距离离；测测压压水水位位：钻钻孔孔中中静静止止水水位位的的高高程程即即为为承承压压水水在在该该点点的的测测压压水水位；位；测测压压水水位位线线（面面）：测测压压水水位位的的连连线线（面面）此此线线是虚拟的；是虚拟的；补给区；补给区；承压区；承压区；排泄区排泄区 自溢区自溢区测压水位线与地形等高线的交点连接区测压水位线与地形等高线的交点连接区 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第44页/共93页第四十五页，共93页。2023/5/26Company Logo基岩自流基岩自流(zli)盆地中的承盆地中的承压水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厚度度(hud)(hud)（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 承压区承压区 排泄区排泄区 自溢区自溢区第45页/共93页第四十六页，共93页。2023/5/26三、特征三、特征 承压性承压性承压性是受到了大气压以外的压力。承压性是受到了大气压以外的压力。承承压压区区含含水水层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压力力作作用，不但充满含水层，而且用，不但充满含水层，而且(r qi)承受了附加压强。承受了附加压强。概念：承压高度；测压水位。概念：承压高度；测压水位。补给与排泄补给与排泄 主要补给来源：大气降水入渗与地表水入渗主要补给来源：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联系系，水水循循环环迟迟缓缓些些，水水交交替替慢慢，平平均均滞滞留时间长（年龄老或长）留时间长（年龄老或长）恢复性差恢复性差；高补低排（从高处获得补给，在低处排泄）；高补低排（从高处获得补给，在低处排泄）；隔水顶底板对承压区补水的影响。隔水顶底板对承压区补水的影响。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第46页/共93页第四十七页，共93页。2023/5/26Company Logo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 贮水系数贮水系数S(弹性给水度弹性给水度e)承承压压含含水水层层中中当当测测压压水水位位(shuwi)下下降降(或或上上升升)1个个单单位位深深度，单位水平面积含水层所释出度，单位水平面积含水层所释出(或储存或储存)的水的体积。的水的体积。测压水位测压水位(shuwi)降低导致降低导致 含含水水层层孔孔隙隙中中水水的的压压力力降降低低水水体体积积膨膨胀胀释释水水，水水的的膨膨胀胀系系数约为数约为 1/20000 孔隙水压力降低，岩层颗粒间承受压力增加孔隙水压力降低，岩层颗粒间承受压力增加骨架被压缩骨架被压缩 颗粒不变颗粒不变骨架压缩骨架压缩=空隙体积减小（排列改变）空隙体积减小（排列改变）发生释水（挤出来）水发生释水（挤出来）水 这两部水很有限，所以这两部水很有限，所以 S很小很小；一一般般，贮贮水水系系数数S为为，与与重重力力给给水水度度 相相比比要要 小小10-1 10-3 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第47页/共93页第四十八页，共93页。2023/5/26Company Logo承压含水层的贮水系数与潜水承压含水层的贮水系数与潜水(qinshu)含水层给水含水层给水度的比较度的比较第48页/共93页第四十九页，共93页。2023/5/26Company Logo等水压线图等水压线图 等水压线等水压线 承压含水层测压水位相等的各点连线。承压含水层测压水位相等的各点连线。等等水水压压线线图图 根根据据承承压压水水测测压压水水位位，按按一一定定(ydng)(ydng)高高差差间间距距绘绘制制的的各条等水位线所构成的图。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）承压水的流向、水力梯度。（方法同潜水流向、水力梯度）测压水位测压水位 静止水位的海拔。静止水位的海拔。测压水位的埋深测压水位的埋深 地表高程与测压水位之差。地表高程与测压水位之差。承压高度承压高度 静止水位（测压水位）高出含水层顶板的距离。静止水位（测压水位）高出含水层顶板的距离。含水层埋深含水层埋深 地表高程与隔水顶板高程之差。地表高程与隔水顶板高程之差。承承压压水水自自溢溢区区 地地形形等等高高线线与与同同高高的的测测压压水水位位线线各各个个交交点点连连线线所所圈圈围的范围。围的范围。确确定定与与其其它它含含水水层层或或地地表表水水体体的的相相互互补补给给关关系系。（需需有有等等水水位位线线图图或或地地表水体水位）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第49页/共93页第五十页，共93页。2023/5/26Company Logo等水压等水压(shu y)线图线图第50页/共93页第五十一页，共93页。2023/5/263.6 3.6 3.6 3.6 潜水与承压水的相互潜水与承压水的相互潜水与承压水的相互潜水与承压水的相互(xingh)(xingh)(xingh)(xingh)转化转化转化转化正仪正仪(zhn y)-化肥厂含水层剖面示意图化肥厂含水层剖面示意图第51页/共93页第五十二页，共93页。2023/5/26Company Logo3.7 3.7 3.7 3.7 上层上层上层上层(shngcng)(shngcng)(shngcng)(shngcng)滞水滞水滞水滞水 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（弱透水（弱透水层）上会）上会积聚具有自由水面的重力水，聚具有自由水面的重力水，这便是上便是上层滞水。滞水。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给，通通过蒸蒸发或或向向隔隔水水底底板板（弱弱透透水水层底板）的底板）的边缘下渗排泄；下渗排泄；水水量量小小，动态变化化显著著，只只有有在在缺缺水水地地区区才才能能成成为小小型型供供水水水水源源或或暂时性供水水源；性供水水源；包包气气带中中的的上上层滞滞水水，对其其下下部部的的潜潜水水的的补给与与蒸蒸发排排泄泄，起起到到一一定定的的滞后滞后调节作用；作用；极易受极易受污染染(wrn)，利用其作，利用其作为饮用水源用水源时要格外注意要格外注意卫生防生防护。第52页/共93页第五十三页，共93页。2023/5/26上层上层(shngcng)滞水滞水abc第53页/共93页第五十四页，共93页。2023/5/26第四章第四章 地下水运动地下水运动(yndng)的基本规律的基本规律4.1 渗流基本概念及地下水的运渗流基本概念及地下水的运动动(yndng)形态形态4.2 重力水运动重力水运动(yndng)的基的基本规律本规律4.3 流网流网4.4 饱水粘性土中水的运动饱水粘性土中水的运动(yndng)规律规律第54页/共93页第五十五页，共93页。2023/5/26 4.1 4.1 4.1 4.1 渗流基本概念及地下水的运动渗流基本概念及地下水的运动渗流基本概念及地下水的运动渗流基本概念及地下水的运动(yndng)(yndng)(yndng)(yndng)形态形态形态形态n n渗流（渗流（渗流（渗流（seepage flowseepage flow）：地下水在岩石空隙中的运动）：地下水在岩石空隙中的运动）：地下水在岩石空隙中的运动）：地下水在岩石空隙中的运动(yndng)(yndng)称为渗流或渗透。称为渗流或渗透。称为渗流或渗透。称为渗流或渗透。n n地下水渗流地下水渗流地下水渗流地下水渗流遵循水力学基本原理；水力学的许多概遵循水力学基本原理；水力学的许多概遵循水力学基本原理；水力学的许多概遵循水力学基本原理；水力学的许多概念、定律、方法都可用来研究渗流；念、定律、方法都可用来研究渗流；念、定律、方法都可用来研究渗流；念、定律、方法都可用来研究渗流；n n两者差异：两者差异：两者差异：两者差异：n n 水力学研究水在管道、渠道中的流动，水流速度较快水力学研究水在管道、渠道中的流动，水流速度较快水力学研究水在管道、渠道中的流动，水流速度较快水力学研究水在管道、渠道中的流动，水流速度较快明流；明流；明流；明流；n n 流体（水）在岩石空隙中的流动，因空隙细小，水流流体