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二、潜水

潜水通过包气带和大气圈及地表水发生密切联 系。通过包气带直接接受大气降水、地表水及 灌溉渗漏水等的入渗补给，补给区一般与分布 区相一致。
潜水的水位、埋藏深度、水量和水质等均显著 的受气象、水文等因素的控制和影响，随时间 而不断的变化，并呈现显著的季节性变化。 （丰水季节、枯水季节） 潜水面的形状及其埋深受地形起伏的控制和影 响。通常潜水面的起伏与地形起伏基本一致， 11 11 2015-5-8 本章共80页－11 较之缓和。
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第2节 地下水的埋藏条件
地下水面以上 称作包气带， 以下称做饱水 带
地下水可划分为上 层滞水、潜水和承 压水。前者存在于 包气带中，后两者 则属于饱水带水。
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一、上层滞水

上层滞水是指赋存于包气带中局部隔水层或弱 透水层上面的重力水，是大气降水和地表水等 在下渗过程中局部受阻积聚而成。
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（6）潜水的动态与均衡
潜水的均衡：

潜水的水量和盐分收支间的数量关系的外部表现便 是潜水的均衡。
通常把水量均衡叫水均衡，盐分的均衡叫盐均衡。 当潜水水量的收入大于支出时称为正均衡，其结果 是潜水的存储量增加、水位上升。反之，则称负均 衡。 进行均衡研究的地区称均衡区，进行均衡计算的时 间段称为均衡期。
库等地表水体，当他们与潜水间具有水力联
系且水面高出潜水面时，均可对潜水进行补
给（见下图所示）。
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（2）潜水的补给：

大气降水和地表水的入 渗是潜水的主要补给区


承压水对潜水的补给
凝结水对潜水的补给
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（3）潜水的排泄：
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（5）潜水等水位线图：

潜水等水位线图反映了潜水面的形状及潜水的流动

确定潜水流动方向；
确定潜水面的埋藏深度；
确定水力坡度； 确定潜水和地表水的关系； 分析推断含水层的岩性或厚度的变化； 布置工程设施的依据。
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（1）潜水的补给、排泄和径流：

含水层从外界获得水量的过程叫补给；耗失水
量的过程叫排泄；地下水由补给区向排泄区流
动的过程便是地下水的径流。

地下水的补给、排泄和径流构成了地下水的循
环交替及地下水资源不断获得补充和更新的特
点。
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（2）潜水的补给：

大气降水和地表水的入渗是潜水的主要补给区
第一章 地下水基础知识

主要内容


地下水的存在形式（了解） 地下水的埋藏条件（熟悉） 地下水运动基本特征（掌握）
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地下水存在于岩石空隙之中

空隙可以分为三类： Vp ; P 孔隙度; 孔隙：孔隙度 P V V p 孔隙体积; V 岩石体积 Vf 100% ; K k 裂隙率; 裂隙：裂隙率 K r V V f 裂隙体积; V 岩石体积
潜水的动态：

水文因素对潜水尤其地表水水体附近的潜水动 态也有明显的影响。
以河流为例


距河越近，潜水位的变化幅度、涨落时间与 河水位的变化越接近。随着距河距离的增大， 河水位变动的影响逐渐减弱，即水位变化幅 度逐渐变小，滞后时间增长，水位变化曲线 趋于平缓。
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（6）潜水的动态与均衡

对某一均衡区，均衡期内潜水收入项如下：
A W1 X f Y f Z e Qc Qv W1 均衡区上游断面处潜水 的总入流量； X f 降水入渗补给量； Y f 地表水入渗补给量； Z e 凝结水补给量； Qc 承压水补给量；

大气降水对潜水的补给：通常大气降水是潜 水的主要补给源。在潜水含水层的分布面积 上几乎均能获得大气降水的入渗补给，因此
降水的补给是面的补给。包气带是降水入渗
补给潜水的通道。
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（2）潜水的补给：

大气降水和地表水的入渗是潜水的主要补给区

地表水对潜水的补给：江、河、湖、海及水
对水质保护问题不能掉以轻心。
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（1）承压水的补给：

承压水露头区大气降水的补给往往是承压水的主要 补给源。 露头区位于地形高处－含水层仅能接受降雨量；
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三、承压水

承压含水层内各点的测压水位所连成的面即为该 含水层的测压水位面。

某点处由其隔水顶界面到测压水位面间的垂直距
离叫做该点处承压含水层的承压水头（h）。

承压水头的大小表征了该点处承压水作用于隔水
顶板上的静水压力大小。

当测压水位高于地面时承压水的承压水头称为正
其它人工补给的下渗水，同时凝结水量很少可以
忽略，在这种情况下，潜水的均衡式可简化为：
H ( X f Y f W1 ) (W2 Z u Qd )
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三、承压水

充满在两个稳定的不透 水层或弱透水层之间的 含水层中的重力水成为 承压水。其上部不透水 层得底界面和下部不弱 透水层顶面分别称为隔 水顶板和隔水底板，构 成承压含水层的顶、底 界面。
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（6）潜水的动态与均衡：
潜水的动态：

在各种自然和人为因素的影响下，地下水的水位、
水量和水质随时间呈有规律的变化（地下水的动
态）。

对潜水动态影响最大的是气象因素。大气降水对潜 水起补充水量和冲淡盐分的作用，而蒸发所起的作 用则相反。
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（6）潜水的动态与均衡：
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（4）潜水的径流：



自然界中潜水总是由高水位向低水位处流动，这 种流动过程便是潜水的径流。 潜水的径流强度通常是用单位时间内通过单位过 水断面面积的水量即渗透速度表征。径流强度的 大小与补给量、潜水的水力坡度、含水层的透水 性能等因素成正比。 含水层透水性能的差异可导致径流分配的差异。 在水力坡度相同的情况下，透水性较好的地方， 径流越畅通，径流强度越大，径流量也相对集中。

自然条件下潜水主要有以下几种排泄方式： 以泉的形式暴露地表；直接排入地表水；通过 蒸发逸入大气；在一定条件下潜水还可通过水 通道或弱透水层而向邻近的承压含水层排泄。 其中前两种方式潜水转化为地表水，排泄的方 向以水平方向为主，统称为径流排泄。蒸发使 潜水转化为水汽进入大气，以垂直方向为主， 称之为蒸发排泄。
具有以下特征：
上层滞水的水面构成其顶界面，仅受大气压
力而不承受静水压力，是一个自由表面。
主要补给源－大气降水。 排泄途径－蒸发；透过其下面的弱透水底板
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一、上层滞水

缓慢下渗进行垂向排泄；在重力作用下，在底板边缘 进行侧向的散流。 上层滞水的水量一方面取决于其补给水源，另一方面， 取决于其下伏隔水层的分布范围。通常分布范围不大， 因而不能常年积水。 上层滞水水面的位置和水量的变化与气候息息相关， 季节性变化大，极不稳定。 由于距地表近，补给水入渗途径短，上层滞水容易受 到污染 。
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二、潜水

赋存于地下水第一个稳定隔水层之上，具有自 由表面的含水层中的重力水为潜水，该含水层 为潜水含水层。 潜水面 隔水底板
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二、潜水

潜水具有以下的特点：

潜水面一般不承受静水压力，是一个仅承受 大气压力的自由表面。局部地区在潜水位以 下存在隔水透镜体时，则潜水的顶界面在该 处为上部隔水层的底面而承受静水压力，呈 局部承压现象。 潜水在重力作用下，顺坡降由高处向低处流 动。
水头，反之，称为负水头。
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三、承压水

承压水充满两个不透水层，补给区位置较高而使 该处的地下水具有较高的势能。

承压含水层的测压水位面是一个位于其顶界面以
上的虚构面。承压水由测压水位高处向测压水位
低处流动。

当含水层中的水量发生变化，其测压水位面也因
之而升降，但含水层的顶界面及含水层的厚度则
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二、地下水的存在形式
在岩石的空隙之中： 气态水 液态水，（据水分子是否被岩石固体颗粒吸引） 可分：

能否传递 静压？

结合水（强结合水，2000kg/m3； 弱结合水，1300-1774kg/m3） 重力水（饱和、非饱和带中毛细水也属于重力水）

固态水（冻结区和季节冻结区） 溶穴：岩溶率 K k 100% ; K k 岩溶率; V Vk 溶穴体积; V 岩石体积
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