地下水基础知识速查

上海市土木工程学会

来源：橘灯勘探

地下水(ground water)，是指赋存于地面以下岩石空隙中的水，狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。在国家标准《水文地质术语》(GB/T 14157-93）中，地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。

目录：

一、地下水的来源和赋存形式

1. 地下水的来源

2. 岩石中的孔隙和水分

3. 岩石中水存在的形式

4. 与水分的储存和运移有关的岩石性质

二、地下水及其分类

1. 基本概念

2. 地下水分类

三、包气带、饱水带、含水层与隔水层

1. 基本概念

2. 含水层类型划分

3. 上层滞水和潜水

4. 层间水（承压水）

5. 潜水和承压水（层间水）比较

一

地下水的来源和赋存形式

| 一、地下水的来源

1. 渗入水

2. 沉积水

3. 再生水

4. 初生水

5. 有机成因水

| 二、岩石中的孔隙和水分

1. 岩石中的孔隙：孔隙、裂隙和溶孔

2. 有关孔隙度的几个基本概念

孔隙：组成松散岩石颗粒或颗粒集合体之间的间隙；
裂隙：应力作用下坚硬岩石破裂变形产生的。可分为成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙；
溶孔（洞）：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞；
孔隙度Φ：某一体积V岩石中孔隙体积Vn所占比例
Φ=Vn/V
裂隙率Kr：裂隙体积Vr与包括裂隙在内的岩石体积V的比值
Kr=Vr/V
熔岩率K：溶洞的体积Vk与岩石总体积V的比值
K=Vk/V

3. 影响孔隙度大小的因素

颗粒的排列方式：立方体排列紧密，孔隙度大；四面体排列，松散，孔隙度大;
颗粒分选程度：分选好，孔隙度大；分选差，颗粒大小悬殊，细小颗粒充填于粗大颗粒之间，孔隙度降低;
颗粒形状：颗粒形状不规则--排列松散--孔隙度大粘性土的结构和次生孔隙：带电粘粒--聚合--结构孔隙--孔隙度增大--次生孔隙（虫洞、根孔、干裂缝）发育--孔隙度增大。

孔隙的特点

4. 岩石中的各种裂隙

1-分选良好，排列酥松的砂；2-分选良好，排列紧密的砂；3-分选不良的，排列紧密的砂；4-经过部分胶结的砂岩；5-具有结构性孔隙的黏土；6-经过压缩的黏土；7-具有裂隙的岩石；8-具有溶的可溶岩

| 三、岩石中水存在的形式

1. 气态水：以水蒸气的形式储存在地下的水；

2. 固态水：指岩石中温度在0℃以下的重力水。即以冰的形态出现的重力水，常分布在季节性和永久性结冰的地区；

3. 结合水：指受固体表面的引力大于水分子自身重力，束缚于固态表面，不能在自身重力影响想运动的那部分水。

强结合水：以单独的水分子状包围在岩石颗粒表面的水。

特点：

A. 水分子排列紧密，不能流动；

B. 密度大，2.0,在零下78℃时尚不能结冰；

C. 没有溶解能力，不能溶解盐类；

D. 不受重力作用，不传递导静水压力，不导电；

E. 很难用机械的方法把它与颗粒分开，只有当空气中饱和差很大或105℃才能将他们分开；

F. 具有极大的粘滞性和弹性。

弱结合水（薄膜水）：结合水的外层，由于分子力而粘附在岩土颗粒上的水。在饱水带中，能传递静水压力，静水压力大于结合水的抗剪强度时能够运移。

特点：

A.水分子排列不如结合水规则和紧密，水分子离岩石颗粒表面越远，结合力越小；

B.外层被植物吸收利用；

C.不受重力支配，不能导电、不能传递静水压力；

D.密度和普通水差不多，具有极大的粘滞性；

E.有较低的溶解岩能力。

4. 重力水（自由水）：在重力作用下能自由运动的地下水称为重力水。

特点：内层重力--层流运动--外层重力水--易转为紊流运动

5. 毛细水：在岩石毛细孔隙中或孔道狭窄部分的水。

毛细水类型：

支持毛细水：地下水面支持下存在的（附着水面上的），随地下水升降而升降；
悬挂毛细水：是细粒层次与粗粒层次交互成层时，在一定条件下，由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层中保留下的与地下水面不相连接的毛细水；

支持毛细水和悬挂毛细水

孔角毛细水：是悬留于包气带中颗粒接触点上毛细水。

6. 岩石骨架中的水：保存于矿物结晶格架中，已成为矿物组成部分的水。

岩石骨架中的水分类：

结晶水：当矿物中的水组成比例固定不对称结晶水。
如石膏（)、芒硝();
费石水：当所含水比例可变且易脱出时称费石水。
如蛋白质（）、方沸石();
结构水：以OH或H的形成参与矿物组合，彼此结合紧密。只有当矿物结构破坏后，并加热到400℃至500℃时才能分离出来的，这种水成为结构水。如水铝石（）、白云母（）。