图5-5 等水压线图及水文地质剖面图 a) 等水压线图 b)Ⅰ—Ⅰ′水文地质剖面图 1—地形等高线图 2 —顶板等高线 3—等水压线 4— 承压水位线 5—承压水流向 6—自流区 7— 井 8—含水层 9—隔水层 10—干井
11— 非自流井 12—自流井
5.2.2 孔隙水、裂隙水、岩溶水
1） 孔隙水
vn ─ 岩土中孔隙的体积 V ─ 包括孔隙在内的岩土总体积
孔隙度的大小主要取决于岩土的密实程度及分选性。此外，颗粒形状和胶 结程度对孔隙度也有影响。
表5-1 松散岩石孔隙度参考数值
岩石名称
砾岩
砂
粉砂 粘土
孔隙度变化区间（％） 25～40 25～50 35～50 40～70
2. 裂隙
裂隙：岩石受地壳运动及其他内外地质应力作用影响产生的空隙。 裂隙的发育程度除与岩石的受力条件有关，还与岩性有关。
以泉、渗流等形式泄出地 表或流入地表水
潜水的 排泄
蒸发排泄
含水层之 间的排泄
通过包气带或蒸发进入大气
通过导水断层、天窗 越流排泄
潜水等位线图：潜水面上高程相等各点的连线(图5-3a)。
潜水与地表水的关系
潜水补给河流
河流补给潜水
单侧补给
潜水等水位线图
可解决如下问题：
1 确定潜水流向
2 确定潜水的水力坡度
形成条件
与隔水层组合形成储 水空间
有充分的补给来源
能够透过并能给出相 当数量水的岩土层。
隔水层(aquiclude)
不能透过或给出水，或者透过或给出 的水数量微不足道的岩土层。
(1)含水层：能够给出并透过相当数量重力水的岩层。 构成含水层的条件，一是岩石中要有空隙存在，并充满足够 数量的重力水；二是这些重力水能够在岩石空隙中自由运动。
岩溶水
赋存和运移于可溶 岩的地下水。
岩溶上层滞水
岩溶水 分类
岩溶潜水
岩溶承压水
岩溶水的分布主要受岩溶作用规律的控制。
5、 泉
地下水在地表的天然露头叫泉，人工露头称为井。泉是地 下水的一种重要的排泄方式。是可以直接用作工业和生活供水 的重要水源。
5.3 地下水的补给、径流与排泄
地下水的补给、径流与排泄过程是地下水的循环。地下水以大气降 水、地表水、人工补给等各种形式获得补给，在含水层中流过一段路程， 然后又以泉、蒸发等形式排除地表，如此周而复始的过程便形成了地下 水的循环。
成岩裂隙 裂隙按成因分类 风化裂隙
构造裂隙
裂隙的发育程度用裂隙率表示：
kT=
vT v
× 100%
式中
kT ─ 裂隙率 vT ─ 岩石中裂隙的体积 V ─ 包括裂隙在内的岩石总
体积
常见岩石裂隙率的经验值表
3. 溶隙
溶隙：可溶性岩石(白云岩、石灰岩等)经过地下水流长期溶蚀作用而形成 的空隙。
溶隙的发育程度用溶隙率表示：
3 ）岩溶水
埋藏于溶隙中的重力水称为岩溶水（喀斯特 水）。岩溶水，可以是潜水也可以是承压水。一 般来说，在裸露的石灰岩分布区的岩溶水主要是 潜水；当岩溶化岩层被其他岩层所覆盖时，岩溶 潜水可能转变为岩溶承压水。
在土木工程建筑地基内有岩溶水活动,不但在 施工中会有突然涌水事故发生，而且对建筑物的 稳定性也有很大影响。因此，在建筑场地和地基 选择时应进行工程地质勘察，针对岩溶水的情况， 用排除、截源、改道等方法处理，如挖排水沟， 筑挡水坝，开凿输水隧洞改道等等。
上层滞水的动态很不稳定。 蒸发形式或向隔水底
板边缘排泄。动态变
化很不稳定。
图5-2 包气带水和潜水示意图 A— 包气带水 B —潜水
h — 潜水面的埋藏深度 H — 潜水厚度
工程意义：常始料不 及涌入基坑。供水意 义不大。在寒冷地区 易引起道路冻胀和翻 浆.
2.潜水(phreatic water)
埋藏于松散岩土孔 隙中的重力水。
按松散沉积 物的成因类 型及地貌条 件差异划分
山前倾斜平原孔隙水 河谷地区孔隙水 冲积平原孔隙水 山间盆地孔隙水 黄土地区孔隙水 沙漠地区孔隙水
典型的冲洪积扇，自出山口至平原沿着纵向可分为三个水文地 质带。深埋带、溢出带和垂直交替带(图5-6)。
图5-6 洪积物中地下水分布示意图 Ⅰ—深埋带 Ⅱ —溢出带 Ⅲ—垂直交替带 1— 砾卵石 2—砂 3—粉质粘土及粉土 4— 基岩 5—水位
(2)隔水层：不能给出并透过水的岩层。隔水层有的可以 含水，但是不具有允许相当数量的水透过自己的性能。例如 粘土，它可以储存大量的水，但是不具备给出和透过水的能 力，故粘土常被作为隔水层。
5.1.3 地下水的物理化学性质
（1）地下水的物理性质
地下水的物理性质有温度、颜色、透明度、气味、味道、导电性及放射性等。纯净 的地下水是无色、无味、无臭、透明的，当含有某些化学成分、悬浮物等时其物理化 学性质就会发生变化。
潜水
各类松散沉积物浅部的水
裸露于地表的各类裂隙岩 层中的水
裸露于地表的岩溶化岩层 中的水
承压水
山间盆地及平原松散沉积物 深部的水
组成构造盆地、向斜构造 或单斜断块的被掩覆的各
类裂隙岩层中的水
组成构造盆地、向斜构造或 单斜断块的被掩覆的岩溶化
岩化岩层中的水
1、地下水埋藏类型 包气带 地下水面以上
地面以下岩土层 饱水带 地下水面以下
埋藏在地面以下第 一个稳定隔水层之 上具自由水面的重 力水。
特征：与大气相通， 具自由水面，补给 区与分布区一致， 动态受气候影响较 大。潜水面形状受 地形影响。
1－砂层 2－隔水层 3－含水层 4－潜水面 5－基准 面
潜水的 补给来源
大气降水 最主要的补给来源 地表水 凝结水 深层地下水
径流排泄
地下水埋藏类型示意图
含水层 承压水井 隔水层
自流水井 潜水井
承压水位
潜 水 位
1. 上层滞水(perch ground water )
包气带中聚集在局部
指在包气带内局部隔水 层上积聚的具有自由水面的
隔水层之上的重力水. 特征：接近地表，接
重力水称为上层滞水，也可 称包气带滞水(图5-2)。
受大气降水补给，以
3 确定潜水的埋藏深度
4 确定潜水与地表水的
关系
虚线－潜水等水位线 实线－地形等高线
潜水的自由水面为潜水面；潜水面上任一点的高程为该点的潜水位；自地面某点至 潜水面的距离为该点潜水的埋藏深度；从潜水面至隔水底板的距离为潜水含水层厚 度
图5-3 潜水等位线图及水文地质剖面图
1—砂土 2 —粘土 3— 地形等高线 4— 潜水等位线 5—河流及流向 6—潜水流向 7— 潜水面 8—下降泉 9—钻孔(剖面图) 10—钻孔
承压水等水位线图
承压水等水位线图可确定 下列重要指标： •承压水位埋深 •承压水头大小 •含水层埋深（初见水位）
如图中A点： 地形标高103m，承压水位91m，含 水层顶板标高83m。 则承压水位埋深为：
103－91＝12m 承压水头为91－83＝8 m 含水层埋深为： 103－83＝20m
图5-4 承压含水层
5.3.3地下水的排泄
含水层失去水量的过程称做排泄。地下水排泄的方式有： 蒸发、泉水溢出、向地表水体排泄、含水层之间的排泄和人 工排泄等。
(1)蒸发：通过土壤蒸发与植物蒸发的形式而消耗地下水的 过程叫蒸发排泄。
第五章 地下水
5.1 地下水的基本概 5.2 地下水的类
5.3 地下水的补给、径流与排 5.4 地下水对建筑工程的影
5.1 地下水的基本概念 地下水是赋存于地表以下岩层空隙中的各种不同形式水的
统称。
5.1.1岩石中的空隙
根据岩土空隙的成因不同，可分为孔隙、裂隙和溶隙三大类
图 岩土中的空隙 a) 分选良好，排列疏松的砂 b) 分选良好，排列紧密的砂 c) 分选不良，含泥砂
kK=
vK v
×
100%
式中
kK ─ 溶隙率 vK ─ 可溶岩中溶隙的体积 V ─ 可溶岩体积
根据水在空隙中的物理状态，水与岩石颗粒的相互作用等特征，一般将水在空隙 中存在的形式分为六种：气态水、结合水、重力水、毛细水、固态水、矿物结合 水。
5.1.2 含水层与隔水层
有较大且连通的穿隙
含水层
(aquifer)
温度 变化范围较大
地 下
颜色
一般为无色
水
透明度
Байду номын сангаас
透明、微浑、浑浊、极浑浊。 多半是透明。
物
理 气味 一般是无味
性 味道 主要取决于地下水的化学成分
质
导电性
当含一些电解质时，导电性增强， 也受温度影响。
通过地下水物理性质的研究，能够初步了解地下水的形成环境、污染情况及化学成 分。
（2）地下水的化学成分 地下水不是化学成分纯的H2O，而是含有多种化学元素的复杂溶液。地下
(平面图) 11— 钻孔编号 12—Ⅰ—Ⅰ’剖面线
3、承压水(pressure water)
充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力 的重力水。
A－补给区 B－承压区 C－排泄区
承压含水层局部
H1－初见水位 H2－承压水位
H－承压水头 h－承压水位埋深
特征：不具自由 水面，并承受一定 的水头压力。分布 区和补给区不一致。 动态变化较稳定。 不易受地面污染。
5.3.2地下水的径流 地下水由补给区流向排泄区的过程叫径流。地下水由补
给区流经径流区，流向排泄区的整个过程构成地下水循环的 全过程。地下水径流包括径流方向、径流速度与径流量。
地下水补给区与排泄区的相对位置与高差决定着地下水 径流的方向与径流速度；含水层的补给条件与排泄条件愈好、 透水性愈强，则径流条件愈好。径流条件好的含水层其水质 较好。此外，地下水的埋藏条件亦决定地下水径流类型：潜 水属无压流动；承压水属有压流动。