第三章地下水（GroundWater）

第一節(jié)概述第二節(jié)地下水的運(yùn)動第三節(jié)地下水的理化性質(zhì)第四節(jié)地下水的主要類型第三節(jié)地下水的理化性質(zhì)一、地下水的物理性質(zhì)二、地下水的化學(xué)性質(zhì)一、地下水的物理性質(zhì)

物理性質(zhì)包括：溫度、顏色、透明度、氣味、味道、密度、電導(dǎo)率等。

1、透明度

將直徑30cm的白色圓盤垂直沉入水中時所能看到的最大深度就是透明度。

單位是米。

2、顏色

一、地下水的物理性質(zhì)3、溫度：

地下水的熱源：

太陽輻射熱能

地球內(nèi)部熱量

根據(jù)熱量差異分三層：

變溫層常溫層增溫層一、地下水的物理性質(zhì)3、溫度：

（1）變溫層深度為地表以下30—50m，主要熱能來自于太陽輻射熱。

最上層約3—5m，為日變溫層。日變溫層以下為日常溫層。（2）常溫層：

在變溫層以下，深度500—1000m，受氣溫的影響較小，不隨時間而變化。一、地下水的物理性質(zhì)3、溫度：

（3）增溫層：在增溫層以下，水溫隨深度增大而增加，主要熱量來源于地球內(nèi)部。一般的增率為33m/1℃，即3℃/100m。

根據(jù)地下水溫增加率，可以估算地下泉水的埋藏深度:

H：循環(huán)深度tH：泉水溫度tB：常溫層水溫G：地下水溫增級3°/100mh：常溫層深度

例如：某溫泉水溫tH=60℃，常溫層水溫tB=18℃，常溫層深度為50m，計(jì)算地下水的埋藏深度。H=（60－18）×100/3°+50=1400+50=1450m一、地下水的物理性質(zhì)4、電導(dǎo)率：

用來反映水中的化學(xué)成分含量。二、地下水的化學(xué)性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)組成：

氣體成分、離子成分、膠體物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)等。（一）地下水的化學(xué)成分的影響因素1、化學(xué)成分（1）常見的氣體成分

氧（O2）、氮（N2）、二氧化碳（CO2）

硫化氫（H2S）、甲烷（CH4）

常見氣體成分與地下水所處環(huán)境和地下水來源有關(guān)一、地下水的化學(xué)性質(zhì)

（一）地下水的化學(xué)成分的影響因素1、化學(xué)成分（2）主要離子成分

地下水中含量最多的有八大離子陰離子：Cl-，HCO3-，SO42-，CO32-

陽離子：K+,Na+,Ca2+,Mg2+（3）化合物

Fe2O3、Al2O3

（一）地下水的化學(xué)成分的影響因素2、影響因素（1）巖石性質(zhì)：

一些可溶性巖石中的礦物含量被溶解到水中，如石灰?guī)r地下水中富含大量的碳酸鈣。（2）氣候條件：

主要是溫度和降水量影響。（3）水文現(xiàn)象：指地下水與地表水的交換量，交換量大則含量少。（4）循環(huán)深度：

循環(huán)越深，更替就越慢，化學(xué)成分就越高；循環(huán)越深，水溫越高，溶解能力越強(qiáng)。

（二）地下水的硬度1、定義：

水中的鈣、鎂離子含量稱為水的硬度。因?yàn)檫@兩種離子加熱以后會沉淀，因此分為暫時性硬度和永久性硬度兩種。暫時性硬度：加熱以后要沉淀的部分鈣、鎂離子稱為暫時性硬度。永久性硬度：加熱以后仍保留在水中的鈣、鎂離子濃度稱為永久性硬度。總硬度=暫時性硬度+永久性硬度（二）地下水的硬度2、計(jì)量單位：

“毫克當(dāng)量數(shù)”和“德國度”

德國度=毫克當(dāng)量數(shù)×2.8

按硬度大小將地下水分類五級（五類）毫克當(dāng)量數(shù)<1.51.5-3.03.0-6.06.0-9.0>9.0類型極軟水軟水弱硬水硬水極硬水（三）總礦化度與酸堿度

1、總礦化度：

水中所含的各種離子、分子和化合物的總量稱為總礦化度，以（克/升）為單位。按礦化度的大小將水分五類：

淡水微咸水咸水鹽水鹵水<1克/升1-3克/升3-10克/升10-50克/升>50克/升2、水的酸堿度：水中含“H+”的濃度，用pH值表示，pH<7為酸性，pH>7為堿性。（四）地下水的化學(xué)分類地表水的分類地下水的分類第三節(jié)地下水的理化性質(zhì)一、地下水的物理性質(zhì)二、地下水的化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)地下水的主要類型一、按埋藏條件分類：

上層滯水、潛水、承壓水圖

二、按含水層性質(zhì)分類：

孔隙水、裂隙水、溶隙水

abc上層滯水(a)、潛水(b)、承壓水(c)

按埋藏條件分類（一）定義：存在于包氣帶中，局部隔水層以上的重力水。abc一、上層滯水按埋藏條件分類（二）特征：1、存在于包氣帶中，周圍被空氣所包圍。2、沒有連續(xù)的水面，沒有穩(wěn)定的隔水層，蓄水是分散的。3、分布范圍小，水量少，開發(fā)利用的保證率低。主要出現(xiàn)在雨季，供季節(jié)性開發(fā)利用。4、動態(tài)變化大(水位、水量、水溫、化學(xué)成分和礦化度…)一、上層滯水二、潛水1、定義：埋藏于地表以下，第一個穩(wěn)定隔水層以上，具有自由水面的重力水。abc（一）潛水的定義及埋藏特征二、潛水2、潛水的特征值：

（1）潛水位（H水面，waterlevel

）指自由水面的高程，可以是絕對高程或相對高程。

（2）埋藏深度（h）地面至潛水面的距離：

h=H地面－H水面

（3）含水層厚度（M）：潛水面至隔水層的距離

M=H水面－H底（一）潛水的定義及埋藏特征二、潛水2、潛水的特征值：（一）潛水的定義及埋藏特征潛水量

特征值的互相聯(lián)系：H水面→高，M→大，h→小H水面→低，M→小，h→大W：潛水量；M：含水層厚度；B：潛水寬度；L：潛水長度；u：給水度2345678h1M1-潛水含水層2-隔水層3、4潛水面潛水位(M-含水層厚度h-潛水埋深)5-大氣降水入滲6-蒸發(fā)7-流向8-泉3、潛水的特點(diǎn)(1)埋藏在第一穩(wěn)定隔水層之上。(2)具有自由水面（即水面不承受壓力）。(3)分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)一致（基本直接與地面相連，直接接受地面降水補(bǔ)充）。圖(4)埋藏較深，動態(tài)變化較小（與上層滯水相比）。4、潛水的分布及埋藏深度主要分布：

第四紀(jì)松散沉積物的孔隙中和出露于地表的裂隙中。如洪積扇、沖積平原、河流階地和山麓地帶。埋藏深度：（二）潛水面的形狀及其表示方法

1、潛水面與其它因素的關(guān)系（1）與地形的關(guān)系

潛水面的起伏與地形大體一致，形成向排泄區(qū)傾斜的曲面。圖

（2）與隔水底板的關(guān)系：

隔水底板變凹，潛水面變平緩；隔水底板變凸，潛水面變陡峭。

（3）與滲透系數(shù)K值的關(guān)系：

當(dāng)K→大時，含水層透水性增強(qiáng)，I→小，水面平緩當(dāng)K→小時，含水層透水性減弱，I→大，水面陡峻2345678h1M1-潛水含水層2-隔水層3、4潛水面潛水位(M-含水層厚度h-潛水埋深)5-大氣降水入滲6-蒸發(fā)7-流向8-泉（二）潛水面的形狀及其表示方法

2、潛水面的剖面圖和等水位線圖

（1）潛水位剖面圖的繪制

在地質(zhì)剖面圖上連接各水位點(diǎn)。注意：①潛水面線應(yīng)比地面平緩。②要與河流水位自然銜接。（二）潛水面的形狀及其表示方法

2、潛水面的剖面圖和等水位線圖

（2）等水位線圖的繪制

等水位線：

指在同一時間水位相同的各點(diǎn)的連線。注意事項(xiàng)：①等水位線不能與等高線正交，但可斜交。②沼澤區(qū)等水位線應(yīng)與等高線基本重合。③等水位線通過河流時，要與當(dāng)時的河流水位一致，河水位與地下水位自然銜接。④等水位線應(yīng)比地形等高線平滑、順直。（二）潛水面的形狀及其表示方法

2、潛水面的等水位線圖和剖面圖

（3）等水位線圖的判讀和使用

①、確定潛水的流向：垂直于等水位線，從高向低處流動。②、確定比降：在水流方向上任意兩點(diǎn)的水位差與距離之比。③、確定潛水的埋藏深度：圖上讀出地面高程和潛水位，二者之差就是埋藏深度。④確定河水與潛水之間的關(guān)系a：等水位線向下游凸起，且潛水位是上游高于下游，則河水補(bǔ)給潛水b：等水線向上游凸起，潛水位是上游高于下游，潛水補(bǔ)給河水c：等水線與河流斜交，則一岸為河水補(bǔ)給潛水，另一岸為潛水補(bǔ)給河水。圖⑤根據(jù)水流方向，確定水利工程的布局，如取水井和排水溝。a：水井不能多個排列在一個流向上，應(yīng)在與等水位線平行的方向上。b：排水溝應(yīng)與等水位線平行，而不能垂直圖。

潛水的變化：①潛水位要隨季節(jié)和降水而變化。②人類活動會使?jié)撍蛔兓^度抽取潛水，會引起地面下沉。③地面排污會使地下潛水污染。高考考點(diǎn)考點(diǎn)一：潛水的埋藏深度考點(diǎn)二：潛水的流向考點(diǎn)三：潛水的流速在同一幅等潛水位線圖中，等潛水位線越密集的地方，潛水面坡度越陡，潛水流速越快；等潛水位線越稀疏的地方，潛水面坡度越緩，潛水流速越慢。考點(diǎn)四：河流水與潛水的相互補(bǔ)給關(guān)系考點(diǎn)五：水井和排水溝位置的選擇1．關(guān)于該圖的敘述，正確的是A．圖中箭頭正確表示了潛水的流向B．圖中P點(diǎn)潛水的埋藏深度為10米C．圖中Q點(diǎn)的潛水位為20米D．圖示地區(qū)地形主要為山脊和山谷

讀圖，回答1～2題。

A讀圖，回答1～2題。

B2．要獲得充足的地下水資源，圖示地區(qū)打井的最佳地點(diǎn)為A．①B．②C．③D．④

圖1中，實(shí)線是地形等高線，虛線是潛水面等高線，等高距皆為5米，甲處為一口水井。讀圖回答3～6題。3．甲處水井的水面離地面的距離可能為

A.1.5米B.2.5米C.7.5米D.8.5米C4、圖中河流與潛水的關(guān)系是

A.河流水補(bǔ)給潛水B.潛水補(bǔ)給河流水C.互不補(bǔ)給D.不能判斷A5．從圖1中內(nèi)容可知，甲地出現(xiàn)的主要環(huán)境問題是:

A.地下水開采過度B.地下水污染嚴(yán)重C.有鹽堿化趨勢D.有荒漠化趨勢A6．甲地環(huán)境問題出現(xiàn)的時間可能是

A.4~5月B.6~7月C.7~8月D.12~1月A7、下圖為某地兩條河流兩側(cè)的潛水位等值線示意圖，可反映河流與潛水補(bǔ)給關(guān)系的一般情況。圖中數(shù)字表示潛水位（單位：米）。讀圖判斷下面小題：A.a圖河流和b圖河流均自南向北流B.a圖河流自北向南流，b圖河流自南向北流C.a圖潛水補(bǔ)給河流，b圖河流補(bǔ)給潛水D.a圖河流補(bǔ)給潛水，b圖潛水補(bǔ)給河流C讀圖一回答8-10題8、鉆孔井甲的潛水埋藏深度約A．10米 B．5米 C．2.5米 D．0米

9、地下水流速A．①＝②B．②＝④ C．①＞③D．③＞④10、排水溝位置選擇不合理的是A．① B．② C．③ D．④√√√

圖二為某地潛水等水位線圖，回答11—13題

11.圖中潛水的流向主要是:A.自北向南

B.自東向西C.自西向東

D.自南向北

12.在A.C.D.E.四點(diǎn)中可能發(fā)育河流的是:A.A點(diǎn)

B.E點(diǎn)

C.C點(diǎn)

D.D點(diǎn)

13.如果在BCDE四點(diǎn)打井，如果不考慮其它因素，僅考慮地下水水位離地面的距離，最容易打到水是：A.E點(diǎn)

B.B點(diǎn)

C.C點(diǎn)

D.D點(diǎn)√√√山區(qū)平原扇頂扇緣（前）（三）松散沉積物中的潛水

1、洪積扇中的潛水（三）松散沉積物中的潛水1、洪積扇中的潛水（1）潛水形成的有利條件①沉積物的結(jié)構(gòu)條件，上粗下細(xì)。有利于河水滲透和地下水的蓄積。②有充分的水源補(bǔ)充。（三）松散沉積物中的潛水1、洪積扇中的潛水（1）潛水的特點(diǎn)①透水性：

從上部向外逐漸減小②埋藏深度：

從上到下，由深變淺，并可分為三帶

上部為經(jīng)流帶：

淡水補(bǔ)給區(qū)，礦化度小，主要為HCO3-型水中部為溢出帶：

埋藏變淺，蒸發(fā)加強(qiáng)，礦化度增大，有泉水流出，是最好的取水區(qū)域。下部為垂直交換帶：

潛水埋藏淺，但多為粘土和粉砂土，給水性差，重力水排出量不如中部，潛水通過毛管作用上升蒸發(fā)，礦化度高，不宜在此取水。（三）松散沉積物中的潛水2、沖積物中的潛水（1）潛水的埋藏條件物質(zhì)結(jié)構(gòu)多為二元結(jié)構(gòu)，即在垂直方向上是上粗下細(xì)，或者是粗、細(xì)互層。（2）水源充足

河水可與潛水相互聯(lián)系較好，可以得到河水補(bǔ)給。山上的潛水也會補(bǔ)給階地上的潛水。

三、承壓水1、定義：埋藏在兩個隔水層之間的含水層中，水體承受靜水壓力，沒有自由水面的重力水。abc

承壓水、層間水、自流水三者區(qū)別:自流水：是承壓水的一種特殊現(xiàn)象，當(dāng)承壓水位高于地面時，若在地面打一口井，則承壓水在壓力下會自然流出地表，故稱為自流水，但承壓水不全是自流水。層間水：當(dāng)含水層中水很少時，沒有被水充滿，水不承受壓力，因此只是存在于兩個隔水層之間，稱為層間水。abc2、承壓水的特征值：（1）承壓水位（h）：承壓水的壓力高度（絕對標(biāo)高），即鉆井透過上隔水層，使承壓水自然上升，最后達(dá)到的高度。（2）壓力水頭（H）：承壓水位與含水層頂板底面之間的距離。若承壓水位高于地面，則稱為正水頭（自流水），若承壓水位低于地面，則稱為負(fù)水頭。（3）含水層的厚度(M)：兩隔水層之間的距離。abcH三、承壓水3、承壓水的特征：（1）埋藏在兩個隔水層之間。（2）有壓力水頭、沒有自由水面。（3）分布區(qū)、補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū)往往不一致。圖（4）動態(tài)變化小，受氣候，降水等影響小，礦化度大。

上層滯水，潛水，承壓水三者的特征對比：①埋藏位置②水面形態(tài)③分布區(qū)、補(bǔ)給區(qū)、排泄區(qū)關(guān)系④動態(tài)變化自流盆地abc三、承壓水4、幾種形式的承壓水（1）自流盆地：

多出現(xiàn)在向斜構(gòu)造的巖層中。一般分三個區(qū)：補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)、排泄區(qū)。A、補(bǔ)給區(qū)：出露較高的地表面，補(bǔ)給水源多來自于降水或河水（補(bǔ)給區(qū)有河流通過時）。B、排泄區(qū)：出露地表較低的位置，以潛水或泉水的形式出露。C、承壓區(qū)：介于補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)之間，這部分水體有壓力。三、承壓水4、幾種形式的承壓水：（2）自流斜地：

A、斷層承壓水：含水層的一端出露于地表，形成補(bǔ)給區(qū)，另一端沿?cái)鄬訛榕判箙^(qū)，排泄水往往為上升泉，泉水可能沿?cái)嗔褞Х植肌：尖滅的含水層承壓水：由于巖石性質(zhì)的變化，含水層在隔水層中尖滅而形成的。特點(diǎn)：補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)一致。

讀下圖，回答6—7題6、圖中能正確表示承壓水流向的箭頭是A、①B、②C、③D、④7、圖中ａ、ｂ、ｃ、ｄ四口井中，水能自動流出的是

A、ａB、ｂC、ｃD、ｄAC泉水補(bǔ)給區(qū)位于A.甲地B.乙地C.丙地D.丁地D第四節(jié)地下水的主要類型一、按埋藏條件分類：

上層滯水、潛水、承壓水

二、按含水層性質(zhì)分類：

孔隙水、裂隙水、溶隙水

（一）孔隙水1、洪積扇中的潛水2、沖積物中的潛水3、湖積物中的潛水4、濱海沉積物中的潛水5、冰川沉積物中的潛水（二）裂隙水指埋藏在各種裂隙中的水。可分為：構(gòu)造裂隙水、成巖裂隙水、風(fēng)化裂隙水1、構(gòu)造裂隙水：巖層在構(gòu)造運(yùn)動中褶皺、斷裂而形成的裂隙中埋藏的水。多呈脈狀分布和帶狀分布。圖2、成巖裂隙水：

多發(fā)育在噴出巖石中，整個巖層中都有裂隙。含水量的多少主要取決于裂隙的發(fā)育程度。圖

1-橫裂隙;2-斜裂隙;3-縱裂隙;4-層面裂隙;5-順層裂隙