第4章_地下水的赋存

水文地质学基础杨峰田讲师吉林大学环境与资源学院[e-mail]第四章地下水的赋存2012年11月14日提纲含水层、隔水层与弱透水层潜水、承压水和上层滞水含水层、隔水层与弱透水层地层地层：在地壳发展过程中形成的各种成层和非成层岩石的总称岩浆岩沉积岩变质岩地质年代表地下水按埋藏条件的分类地下水分类地下水：赋存于地面以下岩土空隙中的水。包括包气带水和饱水带水地下水的赋存特征对其水量、水质时空分布有决定意义，其中最重要的是埋藏条件与含水介质类型地下水的埋藏条件，是指含水岩层在地质剖面中所处的部位及受隔水层（弱透水层）限制的情况地下水的分类（埋藏条件和介质类型）含水层含水层（aquifer）：饱水并能传输与给出相当数量水的岩层隔水层（aquiclude）：不能传输与给出相当数量水的岩层弱透水层（aquitard）：本身不能给出水量，但垂直层面方向能够传输水量的岩层（如粘性土、砂质页岩、泥质粉砂岩等）自然界并不存在绝对不发生渗透的岩层包气带水潜水潜水面河流泉潜水隔水层承压水隔水层潜水面自流井岩层渗透性与时间尺度的关系含水层和隔水层的概念具有相对性取决于应用的场合和涉及的时间尺度aquiclude,aquifuge潜水潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水潜水没有隔水顶板，或只有局部的隔水顶板潜水面：潜水的表面（自由水面）潜水含水层的厚度：从潜水面到隔水底板的距离潜水埋藏深度：潜水面到地面的距离为潜水含水层厚度与潜水面潜藏深度随潜水面的升降而发生相应的变化潜水含水层特点不存在（连续）隔水层潜水与大气水及地表水联系紧密，积极参与水循环，具良好再生性含水层厚度小，不具多年调节性动态：对气象水文因素敏感，水位、水质具季节性和多年性变化水质主要取决于气候和地形和岩性，缺乏上覆隔水层，易受污染，但自净能力较强补给：全部分布范围可接受大气降水补给，有地表水分布处可接受地表水补给；下伏含水层越流补给、人工补给排泄：泉、泄流、蒸散发、越流、人工排泄潜水等水位线图潜水面是向排泄区倾斜的曲面．起伏大体与地形一致而较缓和潜水位：潜水面上任一点的高程潜水等水位线图：潜水位相等的各点连线，可说明潜水流向及与地表水的补给排泄关系13容水性——岩石能容纳一定数量水的性质。用容水度表征持水性——岩石在重力释水后能在空隙中保持一定数量水的性质。用持水度表征给水性——饱水岩石在重力作用下能自由排出一定数量水的性质。用给水度表征岩石的水理性质14容水度：单位体积饱水岩石中所能容纳的最大水的体积除膨胀性粘性土外，容水度与孔隙度（体积裂隙率、岩溶率）相当持水度：重力释水后单位体积岩石中所能保持的最大水体积若空隙中除持有最大簿膜水外，还保持有一定量的悬挂毛细水和孔角水，则称田间持水度或田间持水量15给水度（μ）单位饱水岩石在重力作用下所能排出的最大水的体积。即当地下水位下降一个单位时，在重力作用下单位水平面积岩石柱体中所能释放出的水体积。给水度、空隙度、持水度三者关系16影响μ值的因素砾石、粗砂、细砂、砂砾混合样相比较，哪种试样给水度大？a)岩性：对μ值的影响主要表现在孔隙大小与多少。空隙大的样品，给水度大，μ≈n颗粒细小者，如粘土比表面积大，结合水与孔角毛细水残留多，给水度很小。砾粗砂细砂砂砾混合样1700)(sshh当地下水位初始埋深大于支持毛细水带高度时,可达最大μ值。H0《hc时，地下水位下降1个高度时，原重力水大多转化为支持毛细水，土层给水量大大降低，μ变小。土层含水量曲线分析：当水位埋深足够大时，土层给水度不发生变化（为定值），此时给水度为最大理论给水度。18c)与地下水位下降速度有关地下水位下降快慢会影响到μ的大小（下降快μμ理;下降慢μ→μ理）这是因为释水滞后，而导致的释水减量d)土层结构岩土层为层状均质土时，由于释水减量更明显，往往会影响μ多层状土的特征而言，上粗下细，上细下粗，影响是不同的19常见岩石的给水度岩石名称给水度（%）最大最小平均粘土亚粘土粉砂细砂中砂粗砂砾砂细砾中砾粗砾512192832353535262603310152020211312271821262725252322承压水承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水隔水顶板、底板：承压含水层上部、下部隔水层承压含水层厚度：顶底板之间的垂直距离测压水位：井中静止水位的高程承压高度（测压高度）：钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离半承压含水层：弱透水层和含水层组成的承压含水系统中，通过越流发生水力联系的含水层承压水等测压水位线图自流井（辽宁兴城）与给水度非常相似，但是在释出（或储存）水的机理方面是很不相同的测压水位下降时承压含水层以此种形式释出的水，远较潜水少承压含水层的贮水系数常较潜水含水层给水度小l—3个数量级,开采承压含水层往往会形成大面积测压水位大幅度下降承压含水层的贮水系数S（弹性给水度μe）承压含水层特点承压性：承压水的一个重要特征存在连续隔水层承压水与大气水及地表水联系不紧密，参与水循环都不如潜水积极，资源不容易补充、恢复承压含水层厚度通常较大，其资源往往具有多年调节性能补给：补给区有限范围可接受大气降水补给，有地表水分布处可接受地表水补给；越流补给、人工补给排泄：泉、泄流、越流、人工排泄动态：对气象水文因素不敏感，动态较稳定水质:取决于埋藏条件及其与外界联系的程度，可以是淡水，也可以是含盐量很高的卤水存在上覆隔水层，不易受污染，但污染后自净能力差上层滞水上层滞水：包气带局部隔水层（弱透水层）上积聚的具有自由水面的重力水补给：雨季获得补充，积存一定水量。旱季水量逐渐耗失。当分布范围小且补给不很经常时，不能终年保持有水排泄：上层滞水分布最接近地表，接受大气降水的补给，通过蒸发或向隔水底板（弱透水层底板）的边缘下渗排泄水量有限，动态变化大，只有在缺水地区才能成为小型供水水源或暂时性供水水源对其下部的潜水的补给与蒸发排泄，起到一定的滞后调节作用上层滞水极易受污染本节小结含水层、隔水层与弱透水层潜水、承压水和上层滞水思考题潜水和承压水的特点及其不同Thanksforyourattention！