第三章地下水（GroundWater）

第一節概述第二節地下水的運動第三節地下水的理化性質第四節地下水的主要類型第三節地下水的理化性質一、地下水的物理性質二、地下水的化學性質一、地下水的物理性質

物理性質包括：溫度、顏色、透明度、氣味、味道、密度、電導率等。

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3、溫度：

地下水的熱源：

太陽輻射熱能

地球內部熱量

根據熱量差異分三層：

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部。一般的增率為33m/1℃，即3℃/100m。

根據地下水溫增加率，可以估算地下泉水的埋藏深度:

H：循環深度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4、電導率：

用來反映水中的化學成分含量。二、地下水的化學性質

化學性質組成：

氣體成分、離子成分、膠體物質、有機質等。（一）地下水的化學成分的影響因素1、化學成分（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境和地下水來源有關一、地下水的化學性質

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

一些可溶性巖石中的礦物含量被溶解到水中，如石灰巖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）水文現象：指地下水與地表水的交換量，交換量大則含量少。（4）循環深度：

循環越深，更替就越慢，化學成分就越高；循環越深，水溫越高，溶解能力越強。

（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。因為這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、計量單位：

“毫克當量數”和“德國度”

德國度=毫克當量數×2.8

按硬度大小將地下水分類五級（五類）毫克當量數<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）地下水的化學分類地表水的分類地下水的分類第三節地下水的理化性質一、地下水的物理性質二、地下水的化學性質第四節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、沒有連續的水面，沒有穩定的隔水層，蓄水是分散的。3、分布范圍小，水量少，開發利用的保證率低。主要出現在雨季，供季節性開發利用。4、動態變化大(水位、水量、水溫、化學成分和礦化度…)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7-流向8-泉3、潛水的特點(1)埋藏在第一穩定隔水層之上。(2)具有自由水面（即水面不承受壓力）。(3)分布區與補給區一致（基本直接與地面相連，直接接受地面降水補充）。圖(4)埋藏較深，動態變化較小（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系（1）與地形的關系

潛水面的起伏與地形大體一致，形成向排泄區傾斜的曲面。圖

（2）與隔水底板的關系：

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K值的關系：

當K→大時，含水層透水性增強，I→小，水面平緩當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

在地質剖面圖上連接各水位點。注意：①潛水面線應比地面平緩。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的連線。注意事項：①等水位線不能與等高線正交，但可斜交。②沼澤區等水位線應與等高線基本重合。③等水位線通過河流時，要與當時的河流水位一致，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，潛水補給河水c：等水線與河流斜交，則一岸為河水補給潛水，另一岸為潛水補給河水。圖⑤根據水流方向，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，應在與等水位線平行的方向上。b：排水溝應與等水位線平行，而不能垂直圖。

潛水的變化：①潛水位要隨季節和降水而變化。②人類活動會使潛水位變化，過度抽取潛水，會引起地面下沉。③地面排污會使地下潛水污染。高考考點考點一：潛水的埋藏深度考點二：潛水的流向考點三：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。考點四：河流水與潛水的相互補給關系考點五：水井和排水溝位置的選擇1．關于該圖的敘述，正確的是A．圖中箭頭正確表示了潛水的流向B．圖中P點潛水的埋藏深度為10米C．圖中Q點的潛水位為20米D．圖示地區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，圖示地區打井的最佳地點為A．①B．②C．③D．④

圖1中，實線是地形等高線，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系是

A.河流水補給潛水B.潛水補給河流水C.互不補給D.不能判斷A5．從圖1中內容可知，甲地出現的主要環境問題是:

A.地下水開采過度B.地下水污染嚴重C.有鹽堿化趨勢D.有荒漠化趨勢A6．甲地環境問題出現的時間可能是

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的潛水位等值線示意圖，可反映河流與潛水補給關系的一般情況。圖中數字表示潛水位（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圖潛水補給河流，b圖河流補給潛水D.a圖河流補給潛水，b圖潛水補給河流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.四點中可能發育河流的是:A.A點

B.E點

C.C點

D.D點

13.如果在BCDE四點打井，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

B.B點

C.C點

D.D點√√√山區平原扇頂扇緣（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沉積物的結構條件，上粗下細。有利于河水滲透和地下水的蓄積。②有充分的水源補充。（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

上部為經流帶：

淡水補給區，礦化度小，主要為HCO3-型水中部為溢出帶：

埋藏變淺，蒸發加強，礦化度增大，有泉水流出，是最好的取水區域。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，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結構多為二元結構，即在垂直方向上是上粗下細，或者是粗、細互層。（2）水源充足

河水可與潛水相互聯系較好，可以得到河水補給。山上的潛水也會補給階地上的潛水。

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、自流水三者區別:自流水：是承壓水的一種特殊現象，當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（絕對標高），即鉆井透過上隔水層，使承壓水自然上升，最后達到的高度。（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、補給區和排泄區往往不一致。圖（4）動態變化小，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③分布區、補給區、排泄區關系④動態變化自流盆地abc三、承壓水4、幾種形式的承壓水（1）自流盆地：

多出現在向斜構造的巖層中。一般分三個區：補給區、承壓區、排泄區。A、補給區：出露較高的地表面，補給水源多來自于降水或河水（補給區有河流通過時）。B、排泄區：出露地表較低的位置，以潛水或泉水的形式出露。C、承壓區：介于補給區與排泄區之間，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，形成補給區，另一端沿斷層為排泄區，排泄水往往為上升泉，泉水可能沿斷裂帶分布。B：尖滅的含水層承壓水：由于巖石性質的變化，含水層在隔水層中尖滅而形成的。特點：補給區與排泄區一致。

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泉水補給區位于A.甲地B.乙地C.丙地D.丁地D第四節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：構造裂隙水、成巖裂隙水、風化裂隙水1、構造裂隙水：巖層在構造運動中褶皺、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