虚线－潜水等水位线 实线－地形等高 线
地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水
潜水等水位线图的用途:
1. 确定潜水流向; 2. 计算潜水的水力坡度;
I AB

104 100 1100

0.0036
50
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
地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水 潜水
潜水对建筑物的稳定性和施工均有影响。建筑 物的地基最好选在潜水位深的地带或使基础浅埋， 尽量避免水下施工。若潜水对施工有危害，宜用排 水、降低水位、隔离（包括冻结法等）等措施处理。
地下水的基本概念
岩土体的空隙
是地下水储存场所，又是地下水的渗透 通道，空隙的多少、大小及其分布规律，决 定着地下水分布与渗透的特点。
30
地下水的基本概念
岩土体的空隙
根据岩土体空隙的成因不同,可把空隙分为孔隙、 裂隙和溶隙三大类。
孔 隙——松散岩土体中 颗粒或颗粒集 合体之间存在 的空隙；
孔隙度——是孔隙体积与
基坑渗流破坏
广州京广广场基坑塌方
基坑渗流破坏
珠海祖国广场基坑失事
渗流问题
天然水面
透水 层
不透水层
Q 渗流问题： 1. 渗流量Q ？ 2. 降水深度 ？
水井渗流
渗流问题
原地下水位
渗流时地下水位
渗流问题：
1. 渗流量？ 2. 地下水影 响
范围？
渠道、河流渗流
渗流问题
渗流问题： 1. 渗透力？ 2. 入渗过程 ？ 事故实例
含水层与隔水层
岩石按透水程度的分类
透水程度 渗透系数Ｋ
岩石名称
良透水的 透水的 弱透水的 微透水的 不透水的
＞10 10～1.0 1.0～0.01 0.01～0.001 ＜0.001
砾石、粗砂、岩溶发育的岩石、裂隙发育且很宽的岩石 粗砂、中砂、细砂、裂隙岩石 粘质粉土、细裂隙岩石 粉砂、粉质粘土、微裂隙岩石 粘土、页岩
头（泉、沼泽）的水位同时测定，绘
在地形等高线图上，连结水位等高的
各点即为等水位线图。由于水位有季
节性的变化，图上必须注明测定水位
的日期。一般应有最低水位和最高水
位时期的等水位线图。
48
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 3 .确定潜水的埋藏深度 4 .确定潜水与地表水的 关系
裂隙率——是裂隙体积与岩
石总体积的比值。
Kt
Vt V
裂隙 33
地下水的基本概念
岩土体的空隙
根据岩土体空隙的成因不同,可把空隙分为孔 隙、裂隙和溶隙三大类。
溶 隙——可溶岩中的裂隙 经地下水流长期溶 蚀而形成的空隙；
溶隙率——是溶隙的体积与 岩石总体积的比值。
Kk

Vk V
溶隙
34
地下水的基本概念
降雨入渗引起的滑坡
降雨入渗引起的滑坡
时间：2000年4月9日约2阳坡滑
下，历时约10分钟，滑程8km。堆积体长、宽各 约2500m，平均厚60m，最厚100m，体积约2.8亿 -3.0亿m3。
地质：滑坡堆积体80%以上是砂性土 险情：堵塞易贡藏布江成堰塞湖，湖水面积
22km2，湖长17km，水位以每天0.5-0.6m的速度 上涨，湖水无下泄通道，预计6月底湖水将上涨 至堆积体顶，拦存湖水将达40亿-60亿m3
西藏易贡巨型滑坡
降雨入渗引起的滑坡
西藏易贡巨型高速滑坡
降雨入渗引起的滑坡
西藏易贡巨型高速滑坡
降雨入渗引起的滑坡 湖水每天上涨50cm！
易贡巨型滑坡现场
造成地表积水，毁坏良田。
如何防治开采地下水引起的地面沉降
大量实践证明，最有效的措施是限制地下水开 采量，人工补给地下水（回灌）。
例如：西安市1990年逐步停止沉降量较大地段承压 水井的开采，1990年8月引进黑水河回灌．
砂土 水位恢复后，砂层大体上能恢复原状
注
意
粘土
释水压密的过程中，即使水位恢复，粘性土不会完全 恢复原状。
上层滞水、潜水、承压水 潜水
潜水的埋藏深度——地表至潜水面的距离
h1
H
46
地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水 潜水
潜水含水层的厚度——潜水面到隔水底板的距离
h1
h H
47
地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
潜水
潜水等水位线图
——潜水面上标高相等各点的连
线图，绘制时将研究地区的潜水人工
露头（钻孔、探井、水井）和天然露
地面塌陷
• 地面塌陷是松散土层中所发生的突发性陷落，多发
生于岩溶地区。
• 危害
– 破坏农田、水利工程、交通线路 – 引起房屋破裂倒塌、地下管道断裂
37
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。纯净的地下水应是 无色、无味、无臭味和透明的，当含有某些化学成 分和悬浮物时其物理性质会改变。
38
地下水的化学成分
地下水沿着岩石的孔隙、裂隙或溶隙渗流过程 中，能溶解岩石中的可溶物质，而具有复杂的化学 成分。
岩土体的空隙
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，将水在空隙中存在的形式分
为：
气态水
结合水
重力水
毛细水
固态水
35
含水层--饱水、透水并能给出一定水量的岩土 层。
含水层的形成条件必须具备以下条件：有 较大且连通的空隙；与隔水层组合形成储水 空间，以便地下水汇集不致流失；要有充分 的补水来源。 隔水层—不透水或透水相对微弱的岩土层。 也就是说，隔水层有的可以不含水，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，例如粘土就是这样的隔水层。
52
地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水 承压水
——充满于两个稳定的隔水层间的重力水。 承压水的形成主要决定于地质构造条件，最适宜 形成承压水的构造为向斜(或盆地)构造和单斜构造。
53
地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
补给区
隔水顶板 承压区
承压水 ——向斜盆地
承压水位
排泄区
承压水头
埋深
隔水底板
自流区
Teton坝
11：00左右 洞口不断扩 大并向坝顶 靠近，泥水 流量增加
Teton坝
11:30 洞口继续向上扩大 ，泥水冲蚀了坝基 ，主洞的上方又出 现一渗水洞。流出 的泥水开始冲击坝 趾处的设施。
Teton坝
11：50左右 洞口扩大加速， 泥水对坝基的冲 蚀更加剧烈。
Teton坝
11:57 坝坡坍塌， 泥水狂泻而下
第四章 地下水
概述- 水的工程问题
防渗体 坝 体 浸润线 透水层 不透水层
渗流问题： 1. 渗流量？ 2. 渗透破坏 ？ 3. 渗透力？
工程实例
土石坝坝基坝身渗流
土石坝坝基坝身渗流破坏实例
土坝，高90m， 长1000m， 1975年建成， 次年6月失事
原因
渗透破坏：冲蚀 水力劈裂
Teton坝失事现场现状
H
M
h H
H2 H1
M
承压含水 层厚度
承压水位
54
初见水位
地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水
承压水 ——单斜构造
排
承压区
补给区
泄
承压区
补给 排泄区
区
断块构造
58
地下水的类型
上层滞水、潜水、承压水 承压水
承压水的特征: 1. 承压水不具自由水面,并承受一定的静水压力; 2. 承压含水层的分布区与补给区不一致，常常是补
①主要气体成分 N2、O2、CO2、H2S。一般情 况下，地下水的气体含量，每升只有几毫克到几十 毫克。
②主要离子成分 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、
SO42-和HCO3-离子。
③ 胶 体 成 分 与 有 机 质 Fe(OH)3 、 Al(OH)3 、
H2SiO3等
39
地下水类型
地下水埋藏类型
40多个城市出现了不同程度的地面沉降。
墨西哥城约自1850年开 始抽取地下水，在 1940~1974年间达到高峰。 由于过度抽水，而且墨西 哥城的墨西哥粘土是一种 高压缩性土，致使自 1891~1973年，整个老城 下沉达8.7m，并造成地面 道路、建筑及其它基础设 施的破坏。
墨西哥城的一座圣母教堂，因地面沉降使其发生严重倾斜，并 成为危房。
建筑物 6. 基坑突涌：基坑下伏有承压含水层 7. 对混凝土的侵蚀性：地下水中的各种化学成分
65/63
地下水对土木工程的不良影响
地面沉降
指某一区域由于开采地下水或其他地下水流体所导 致的地面标高下降的现象。

世界上许多国家如美国、日本、墨西哥、欧洲和东南亚一些国
家均发生了严重的地面沉降。

我国的上海、天津、宁波、苏州、无锡、西安、太原、台北等
上层滞水对建筑物的施工有影响，应考虑排水的 措施。
43
潜水：位于第一个稳定隔水层之上的具有自由水面 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。
潜水示意图
上层滞水、潜水、承压水 潜水
潜水位——潜水面上任一点的高程
H
45
地下水的类型
包气带水：位于潜水面以上未被水饱和的岩土体中的水
土壤水 包气带水
上层滞水
上层滞水、潜水、承压水
上层滞水
上层滞水一般分布不广，埋藏接近地表，接受大 气降水的补给，补给区与分布区一致，以蒸发形 式或向隔水底板边缘排泄。