水文地質(zhì)第三章第1頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六本章內(nèi)容3.3地下水分類3.2含水層隔水層弱透水層含水系統(tǒng)3.1包氣帶與飽水帶3.4潛水與潛水含水層3.5承壓水與承壓含水層第2頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.1包氣帶與飽水帶

3.1.1包氣帶與飽水帶的劃分地下水面（水位）：地下一定深度巖石中的空隙被重力水所充滿，形成一個(gè)自由水面，以海拔高度表示稱之地下水位。地下水面，一般通過(guò)打井或地下開(kāi)挖來(lái)確定。地下水位第3頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.1.2包氣帶包氣帶（zoneofaerationorzoneofunsaturation）特點(diǎn)：①巖石空隙未被水充滿②是固、液、氣三相介質(zhì)并存介質(zhì)水的存在形式（多樣）

結(jié)合水、毛細(xì)水（各種）、重力水、氣態(tài)水包氣帶水的垂直分帶

土壤水帶中間帶（過(guò)渡帶）支持毛細(xì)水帶，毛細(xì)飽和水帶包氣帶是飽水帶中地下水參與水文循環(huán)的一個(gè)重要通道；“重力水”通過(guò)包氣帶獲得降水、地表水的入滲補(bǔ)給（補(bǔ)充），部分水又通過(guò)包氣帶將水分傳輸、蒸發(fā)，消耗出去。第4頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.1.3飽水帶飽水帶（saturationzone）巖石空隙被水完全充滿→是二相介質(zhì)（固相+液相水）空隙中水的存在形式：①重力水②結(jié)合水飽水帶中重力水：連續(xù)分布（孔隙是連通）→傳遞壓力→在水頭差作用下，地下水（空隙中的水）可以連續(xù)運(yùn)動(dòng)。地下開(kāi)挖，坑道，巷道，基坑，打井在此帶均有重力水涌出來(lái)！第5頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.2含水層隔水層弱透水層和含水系統(tǒng)

3.2.1基本概念飽水巖層中，根據(jù)巖層給水與透水能力而進(jìn)行的劃分含水層（Aquifer）：是能夠透過(guò)并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層—各類砂土，砂巖等隔水層（Aquifuge)：不能透過(guò)與給出水或透過(guò)與給出的水量微不足道的巖層——裂隙不發(fā)育的基巖、頁(yè)巖、板巖、粘土（致密）弱透水層（Aquitard）：滲透性很差，給出的水量微不足道，但在較大水力梯度作用下，具有一定的透水能力的巖層——各種粘土，泥質(zhì)粉砂巖第6頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六上述定義中的模糊概念—“相當(dāng)水量，微不足道，較大水力梯度”等嚴(yán)格的“是與非”的邏輯思維，在很多情況下是相對(duì)的和模糊的概念相對(duì)性的意義：

從實(shí)際應(yīng)用角度來(lái)看劃分的相對(duì)的性——相當(dāng)水量滿足需要就可以了。如在某處一口井出水量80m3/d，作為萬(wàn)人的供水源可能不足；作為飲料廠、裝瓶生產(chǎn)則為含水層。又如一個(gè)小泉水流量0.11/s≈8.6m3/d，可以供村民用—是。

從理論意義來(lái)看——微不足道微不足道，有時(shí)空尺度的制約。如華北平原早期地下水開(kāi)采就是典型的例子，深層水與淺層水的開(kāi)采有一粘土隔水層；在開(kāi)采深層水時(shí)，短時(shí)間水量大，水位降低快，淺層水向深層“越流”--粘土層成為“透水層”?，F(xiàn)在進(jìn)行水文地質(zhì)模擬計(jì)算時(shí)，不再簡(jiǎn)單二分了，而是用模糊學(xué)的研究方法，給個(gè)隸屬度1~0之間，用0.8,0.7,…0.01等,表示巖層的“透水性”了3.2.2概念的相對(duì)性參見(jiàn)時(shí)間相對(duì)性圖第7頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六時(shí)間的相對(duì)性3.2.2概念的相對(duì)性（續(xù)1）①②③④54321第8頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.2.2概念的相對(duì)性（續(xù)2）AB大壩1.這組地層是含水層還是隔水層？

2.煤層開(kāi)采，巷道（礦坑）會(huì)否有水？

3.如果需要修水庫(kù)，建壩后庫(kù)水是否滲漏？

4.如供水的需要——如何布置勘探？概念的思考？第9頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六含水系統(tǒng)—Groundwateraquifersystem地下水含水系統(tǒng)：是指由隔水或相對(duì)隔水巖層圈閉的，具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的含水巖系含水系統(tǒng)：包含多個(gè)含水層和弱透水層，或局部隔水層含水系統(tǒng)：可以進(jìn)行子系統(tǒng)劃分

含水系統(tǒng)的定義是從大的空間尺度研究含水層、隔水層、與弱透水層的組合關(guān)系，是從地質(zhì)成因角度對(duì)巖層的水文地質(zhì)特征進(jìn)行劃分的分析方法(或給出的概念)3.2.3含水系統(tǒng)參見(jiàn)含水系統(tǒng)的劃分圖第10頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.2.3含水系統(tǒng)（續(xù)1）AB含水系統(tǒng)層次劃分—系統(tǒng)與子系統(tǒng)第11頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.2.3含水系統(tǒng)（續(xù)2）丘陵傾斜平原區(qū)低平原沖洪積平原地下水含水系統(tǒng)第12頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.3地下水分類孔隙水裂隙水巖溶水包氣帶上層滯水上層滯水上層滯水潛水孔隙潛水裂隙潛水巖溶潛水承壓水孔隙承壓水裂隙承壓水巖溶承壓水廣義地下水：地表以下巖石空隙中的水(包氣帶、飽水帶中的水狹義地下水：地表以下飽水帶巖層空隙中的水—重力水地下水分類：主要依據(jù)—含水介質(zhì)的類型（賦存空間）埋藏條件（賦存部位）表3-1含水介質(zhì)三類，埋藏三分，組合共分為9類第13頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.3地下水分類（續(xù)）abc潛水(b)、承壓水(c)、上層滯水(a)第14頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.4潛水與潛水含水層

3.4.1潛水與潛水含水層概念潛水：地表以下，第一個(gè)具有自由表面的穩(wěn)定含水層中的水自由表面—即設(shè)有隔水層限制，與大氣直接相通，除大氣壓強(qiáng)外不受其它力。穩(wěn)定含水層—指具有一定的空間連續(xù)性（范圍）以示區(qū)分上層滯水潛水含水層——賦存潛水的巖層屋建筑時(shí)的基坑排水，大堤堤角處的散浸滲漏（潛水）第15頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2345678D1M3.4.2基本要素（專業(yè)術(shù)語(yǔ)）1-潛水含水層2-隔水層3、4潛水面潛水位M-含水層厚度D-潛水埋深5-大氣降水入滲6-蒸發(fā)7-流向8-泉潛水與潛水含水層圖第16頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.4.3主要特征—學(xué)習(xí)P30~31，總結(jié)補(bǔ)給(來(lái)源)：降水入滲，河湖入滲排泄(匯)：泉，（河）泄流，蒸發(fā)補(bǔ)給或排泄通過(guò)含水層厚度變化而儲(chǔ)水與釋水！動(dòng)態(tài)：受氣象，水文因素影響明顯，變化快（水量、水位季節(jié)性變化）受人為因素影響也顯著，易污染水循環(huán)交替迅速：水循環(huán)周期短，更新恢復(fù)快潛水研究基本方法—繪制潛水等水位線圖—獲取信息-資料的手段——通過(guò)調(diào)查、勘探和分析繪制實(shí)習(xí)一：編制潛水等水位線圖第17頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.4.3主要特征—（續(xù)）河河流流某地潛水等水位線圖（平面）第18頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.5承壓水與承壓含水層Confinedaquifer.

3.5.1承壓水定義充滿于2個(gè)隔水層（或弱透水層）之間的含水層中的水，稱之。（圖P31，圖3-6）第19頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.5.2基本要素與特征①承壓含水層②隔水頂板③隔水底板④承壓含水層厚度（M）⑤埋深（D）⑥測(cè)壓水位線（面）：⑦承壓高度-H⑧補(bǔ)給區(qū)⑨承壓區(qū)⑩排泄區(qū)⑾自溢區(qū)基巖自流盆地中的承壓水第20頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.5.2基本要素與特征（續(xù)1）特征：補(bǔ)給與排泄:有限區(qū)域與外界聯(lián)系，水循環(huán)遲緩些，水交替慢,平均滯留時(shí)間長(zhǎng)（年齡老或長(zhǎng)）——恢復(fù)性差水化學(xué)變化較大，礦化度一般要高點(diǎn)，可以保留“古老”的水動(dòng)態(tài)要穩(wěn)定些，如果分布面積大，厚度穩(wěn)定—?jiǎng)t調(diào)節(jié)能力很強(qiáng)問(wèn)題：

承壓含水層的變化：在儲(chǔ)水與釋水時(shí)，含水層厚度是不變的，承壓含水層的儲(chǔ)水與釋水是如何進(jìn)行的？！第21頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.5.3承壓含水層的儲(chǔ)水與釋水承壓含水層的儲(chǔ)水與釋水彈性給水度μe

承壓含水層中當(dāng)測(cè)壓水位下降(或上升)1個(gè)單位，單位水平面積含水層較體所釋放(或儲(chǔ)存)的水量測(cè)壓水位降低導(dǎo)致（1）含水層孔隙中水的壓力降低—水體積膨脹釋水，水的膨脹系數(shù)約為1/20000（2）孔隙水壓力降低，巖層顆粒間承受壓力增加—骨架被壓縮，當(dāng)顆粒不變時(shí)，骨架壓縮=空隙體積減?。ㄅ帕懈淖儯l(fā)生釋水（擠出來(lái)）水

這兩部水很有限，所以μe很??；與重力給水度μd相比要小10-1~10-3第22頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.5.3承壓含水層的儲(chǔ)水與釋水（續(xù)1）承壓水潛水承壓含水層的釋水第23頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.5.3承壓含水層的儲(chǔ)水與釋水（續(xù)2）承壓含水層的彈性給水度從理論上來(lái)看：彈性給水度是可以恢復(fù)的實(shí)際上彈性是有限恢復(fù)的越過(guò)含水層彈性范圍（限定），將產(chǎn)生一次性的變形—即永久性不可恢復(fù)的變形最終導(dǎo)致含水層的彈性給水與釋水能力降低第24頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六在自然或?qū)嶋H條件下，潛水與承壓水的劃分也是相對(duì)的在復(fù)雜條件下，很難將某些含水層中的水劃定為潛水或承壓水幾個(gè)例子：山區(qū)基巖互層一個(gè)較厚的含水層一個(gè)封閉的含水層—潛水？

開(kāi)采前—潛水含水層

開(kāi)采后—承壓含水層3.5.4潛水與承壓水的相互轉(zhuǎn)化開(kāi)采潛水與承壓水的轉(zhuǎn)化第25頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例：潛水與承壓水的轉(zhuǎn)化第26頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，