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存在於地表以下風化殼和岩石的孔隙、裂隙、溶洞中的水。按賦存空隙可分為孔隙水、裂隙水和喀斯特水三類。是理想的供水水源。具有特殊性質的地下水(如礦泉水、地下熱水等)可作飲料或用於治病、提供能源等。另外還可提供地球內部的信息。 |
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指以各種形式存在於地殼岩石或土壤空隙中的水。泉水、井水皆屬地下水。地下水可以為人類造福,有時也會帶來危害。 |
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地下水
地下水(ground water)存在於地殼岩石裂縫或土壤空隙中的水。
廣泛埋藏於地表以下的各種狀態的水,統稱為地下水。大氣降水是地下水的主要來源。
根據地下埋藏條件的不同,地下水可分為上層滯水、潛水和自流水三大類。
上層滯水是由於局部的隔水作用,使下滲的大氣降水停留在淺層的岩石裂縫或沉積層中所形成的蓄水體。
潛水是埋藏於地表以下第一個穩定隔水層上的地下水,通常所見到的地下水多半是潛水。當潛水流出地面時就形成泉。
自流水是埋藏較深的、流動於兩個隔水層之間的地下水。這種地下水往往具有較大的水壓力,特別是當上下兩個隔水層呈傾斜狀時,隔層中的水體要承受更大的水壓力。當井或鑽孔穿過上層頂板時,強大的壓力就會使水體噴涌而出,形成自流水。
一、地下水分類的原則
一種是根據地下水的某一特徵進行分類;另一種則是綜合考慮地下水的若幹特徵進行分類。
二 、地下水的分類
1、按起源不同,可將地下水分為滲入水、凝結水、初生水和埋藏水。
滲入水:降水滲入地下形成滲入水。
凝結水:水汽凝結形成的地下水稱為凝結水。當地面的溫度低於空氣的溫度時,空氣中的水汽便要進入土壤和岩石的空隙中,在顆粒和岩石表面凝結形成地下水。
初生水:既不是降水滲入,也不是水汽凝結形成的,而是由岩漿中分離出來的氣體冷凝形成,這種水是岩漿作用的結果,成為初生水。
埋藏水:與沉積物同時生成或海水滲入到原生沉積物的孔隙中而形成的地下水成為埋藏水。
2、按礦化程度不同,可分為淡水、微鹹水、鹹水、????水、鹵水。
詳見下表:
地下水按礦化度分類表
地下水類型 總礦化度(g/l)
淡 水 <1
微 水 1 ~3
水 3 ~10
???? 水 10 ~50
鹵 水 >50
3、按含水層性質分類,可分為孔隙水、裂隙水、岩溶水。
孔隙水:疏鬆岩石孔隙中的水。孔隙水是儲存於第四係鬆散沉積物及第三係少數膠結不良的沉積物的孔隙中的地下水。沉積物形成時期的沉積環境對於沉積物的特徵影響很大,使其空間幾何形態、物質成分、粒度以及分選程度等均具有不同的特點。
裂隙水:賦存於堅硬、半堅硬基岩裂隙中的重力水。裂隙水的埋藏和分佈具有不均一性和一定的方向性;含水層的形態多種多樣;明顯受地質構造的因素的控製;水動力條件比較復雜。
岩溶水:賦存於岩溶空隙中的水。水量豐富而分佈不均一,在不均一之中又有相對均一的地段;含水係統中多重含水介質並存,既有具統一水位面的含水網絡,又具有相對孤立的管道流;既有嚮排泄區的運動,又有導水通道與蓄水網絡之間的互相補排運動;水質水量動態受岩溶發育程度的控製,在強烈發育區,動態變化大,對大氣降水或地表水的補給響應快;岩溶水既是賦存於溶孔、溶隙、溶洞中的水,又是改造其賦存環境的動力,不斷促進含水空間的演化。
4、按埋藏條件不同,可分為上層滯水、潛水、承壓水。
上層滯水:埋藏在離地表不深、包氣帶中局部隔水層之上的重力水。一般分佈不廣,呈季節性變化,雨季出現,幹旱季節消失,其動態變化與氣候、水文因素的變化密切相關。
潛水:埋藏在地表以下、第一個穩定隔水層以上、具有自由水面的重力水。潛水在自然界中分佈很廣,一般埋藏在第四紀鬆散沉積物的孔隙及堅硬基岩風化殼的裂隙、溶洞內。
承壓水:埋藏並充滿兩個穩定隔水層之間的含水層中的重力水。承壓水受靜水壓;補給區與分佈區不一致;動態變化不顯著;承壓水不具有潛水那樣的自由水面,所以它的運動方式不是在重力作用下的自由流動,而是在靜水壓力的作用下,以水交替的形式進行運動。
根據埋藏條件可把地下水分為包氣帶水、潛水和承壓水。
包氣帶水指潛水面以上包氣帶中的水,這裏有吸着水、薄膜水、毛管水、氣態水和暫時存在的重力水。包氣帶中局部隔水層之上季節性地存在的水稱上層滯水。
潛水是指存在於地表以下第一個穩定隔水層上面、具有自由水面的重力水。它主要由降水和地表水入滲補給。
承壓水是充滿於上下兩個隔水層之間的含水層中的水。它承受壓力,當上覆的隔水層被鑿穿時,水能從鑽孔上升或噴出。按含水空隙的類型,地下水又被分為孔隙水、裂隙水和岩溶水。孔隙水是存在於岩土孔隙中的地下水,如鬆散的砂層、礫石層和砂岩層中的地下水。裂隙水是存在於堅硬岩石和某些粘土層裂隙中的水。岩溶水又稱喀斯特水,指存在於可溶岩石(如石灰岩、白雲岩等)的洞隙中的地下水。
地下水是一個龐大的家庭。據估算,全世界的地下水總量多達1.5億立方公裏,幾乎占地球總水量的十分之一,比整個大西洋的水量還要多!
地下水與人類的關係十分密切,井水和泉水是我們日常使用最多的地下水。不過,地下水也會造成一些危害,如地下水過多,會引起鐵路、公路塌陷,淹沒礦區坑道,形成沼澤地等。同時,需要註意的是:地下水有一個總體平衡問題,不能盲目和過度開發,否則容易形成地下空洞、地層下陷等問題。
賦存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分為兩個帶,上部是包氣帶 ,即非飽和帶 ,在這裏,除水以外,還有氣體。下部為飽水帶,即飽和帶。飽水帶岩土中的空隙充滿水。狹義的地下水是指飽水帶中的水。地下水可開發利用,作為居民生活用水、工業用水和農田灌溉用水的水源。地下水具有給水量穩定、污染少的優點。含有特殊化學成分或水溫較高的地下水,還可用作醫療、熱源、飲料和提取有用元素的原料。在礦坑和隧道掘進中,可能發生大量涌水,給工程造成危害。在地下水位較淺的平原、盆地中,潛水蒸發可能引起土壤????漬化;在地下水位高,土壤長期過濕,地表滯水地段,可能産生沼澤化,給農作物造成危害。
地下水中分佈最廣的是鉀、鈉、鎂、鈣、氯、硫酸根和碳酸氫根 7 種離子。地下水中各種離子、分子和化合物的總量稱總礦化度 ,總礦化度小於1剋/升的 ,稱淡水,1~3剋/升的 ,稱微水,3 ~ 10剋/升的,稱鹹水 ,10~50剋/升的,稱????水,大於 50 剋/升的,稱鹵水。地下水中鈣、鎂、鐵、錳、鍶、鋁等溶解????類的含量稱硬度,含量高的硬度大,反之硬度小。
絶大多數地下水的運動屬層流運動。在寬大的空隙中,如水流速度高,則易呈紊流運動。地下水主要有降水入滲、灌溉水入滲、地表水入滲補給,越流補給和人工補給。在一定條件下,還有側嚮補給。地下水的排泄主要有泉、潛水蒸發、嚮地表水體排泄、越流排泄和人工排泄。泉是地下水天然排泄的主要方式。 |
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dixiashui
地下水
groundwater
貯存於包氣帶以下地層空隙,包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。
化學成分 地下水化學成分極為復雜,並隨時間和空間而變化。地下水中含有的主要離子有CL-、SO□、HCO□、K+、Na+、Mg2+、Ca2+等。還有些未分解的化合物如鐵、鋁氧化物等。地下水常含有某些氣體,如O2、N2、CO2、H2S等,還有些放射性元素,但含量甚微。
地下水中所含有的各種離子、分子及化合物的總量,稱為總礦化度,以剋/升表示。低礦化度水常以重碳酸根離子為主要成分;中等礦化度水主要成分為硫酸根離子;高礦化度水則以氯離子為主。按礦化度的大小可將地下水分為幾大類(見表地下水的類型)。
分類 根據不同的情況,地下水有不同的分類。
按不同的起源,可將地下水分為5類:①凝結水,岩石空隙中的水汽凝結而成的水。②滲入水,由大氣降水或地表水(包括水庫、灌溉渠、池塘中的水)滲入地下岩石空隙中的水。③封存水,特殊條件下被埋藏在地層深處局部封閉構造中的水,和外界地下水沒有聯繫。④脫出水,在高溫高壓條件下,沉積物中表生礦物內部的結合水脫出變成的自由水或氣態水。⑤初生水,從熔岩中分離出來進入岩石空隙中的水。以上各種類型的地下水中脫出水和初生水分佈較少,滲入水分佈較為普遍。
按埋藏條件可將地下水分為3類:①上層滯水,存在於包氣帶下部局部隔水層之上的重力水,主要接受大氣降水和地表水的補給,有明顯的季節性,分佈不廣。②潛水,埋藏在地表以下第一個穩定隔水層之上,具有自由水面的重力水。在重力作用下,能自高處嚮低處運動。補給來源主要是大氣降水和地表水的滲入。③承壓水(自流水),充滿在兩個隔水層之間的地下水,受靜水壓作用具有承壓性。因上部有隔水層存在,使補給區與分佈區不一致,動態變化穩定。
按含水層的空隙特性,可將地下水分為3類:①孔隙水,埋藏於各種鬆散沉積物顆粒間孔隙中的水。②裂隙水,埋藏於各種岩石裂隙中的水。又可分為埋藏較淺、分佈均勻的風化裂隙水,埋藏較深具有一定方向的構造裂隙水,不隨深度減弱的成岩裂隙水。③岩溶水,埋藏於可溶性岩石的溶洞及岩溶空隙中的水。
運動 地下水在岩石空隙中的運動,稱滲流或滲透。地下水在比較細小的岩石空隙中運動,流速較慢時,水流中各質點互不幹擾,呈層流狀態;當岩石空隙比較大,流速比較快,水流中各質點互相幹擾,呈紊流狀態。由於岩石空隙的連續性,在實際工作中可把地下水運動看作為一種徑流運動,概括為地下徑流。地下徑流的強弱常用地下徑流模數(M)來表示,即
□式中Q為地下徑流量(升/秒);F為含水層的分佈面積(平方公裏)。地下徑流的特徵還與降水量有關,它們的關係可用地下水徑流係數(η)來表示,即
□式中 P為年降水量(毫米)。在石灰岩等可溶性岩地區,地下徑流模數和地下徑流係數的計算,具有特別重要意義。
地下水運動情況,首先取决於水力坡度,其次受含水層透水性和過水斷面的影響。此外,地下水的溫度和含????量等也會影響地下水的流速和流量。地下水之所以不斷地運移和保持一定的水力坡度,是因為具備良好的補給來源和排泄途徑,補給區和排泄區也具有較大的高差。當補給源不足或排泄不暢,或補給區和排泄區高差不大時,水力坡度小,地下水運動緩慢,地下徑流強度則弱。
地下水流動是以補給區為起始點至排泄區為終止邊界,構成地下水運動滲流場,因而地下水運動的方向主要受補給區和排泄區的相對位置所控製,也受蓄水構造的隔水邊界所製約,不同性質的地下滲流場,地下徑 |
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- : subsoil water, underground water, ground water, unconfined water, surface water
- n.: groundwater, infiltration, swallet, phreatic water surface, subterranean water
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