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地下水

2020-04-09 21:01

储存在地面以下饱和岩土孔隙、裂隙及溶洞中的水。地下水是水文循环的组成部分,是工业、农业和人畜用水的重要水源。

地下水有广义和狭义之分。广义地下水不仅包括饱和带中的水,也包括包气带中的水。后者处于地下水面以上,可直接与大气相通。包气带在靠近地表部分,主要含有气态水和结合水;靠近地下水水面的部位,由于毛管力的作用,水从地下水水面上升到一定高度,形成毛管水带。雨后不久,包气带中还有正在下渗的重力水和滞留在该带上部的悬着毛管水。包气带中有局部隔水层存在时,重力水可在隔水层上积聚起来,成为上层滞水。

地下水类型

地下水分5种类型:①渗透水。降水和地表水入渗的水。②凝结水。水汽凝结而成的水,它是干旱地区地下水的重要来源。③原生水。地壳深处熔融的岩浆在上升过程中分异出水汽冷凝而成,它是地下热水的主要来源。④埋藏水。海相沉积物形成过程中封存在沉积层内的海水(未淡化或淡化的水)。⑤脱出水。含结晶水的矿物(如石膏、芒硝和蛋白石等)在高温、高压下脱出而成的自由水。其中渗透水是地下水最普遍的来源。

地下水分类

中国比较通用的分类是以地下水埋藏条件为依据,结合考虑地下水的成因和水动力条件,进行综合分类。地下水分潜水、承压水2类。①潜水。处于地下水面以下第1个具有自由水面(称为潜水面)的含水层中的水。潜水含水层上面一般不存在隔水层,直接与包气带相连,故可通过包气带接受降水和地表水体等的补给。潜水面不承压,通常在重力作用下水由高处向低处流动,形成地下径流。潜水可通过包气带或植物吸收而蒸发,这就是潜水蒸发。②承压水。处于地下水面以下,储存于任意两个弱透水层之间的具有承压性质的饱和水。它的水压力大于大气压力,受重力和正的静水压力作用。当凿井达到该层时,若承压水头高出地面,可成为自流水。

地下水的物理化学性质

(1)地下水的主要物理性质有:①温度。由埋藏条件和补给条件所决定。在近地面处,受地温的影响较大,有日和年等周期变化;在地下深处,水温比较稳定;在灌溉季节,潜水水温受灌溉水温的影响。②透明度。取决于水中固体与胶体悬浮物的含量。③颜色。取决于水的化学成分及悬浮的杂质。④味觉。取决于水的化学成分,例如,含氯化钠的水有咸味;含硫酸钠的水有涩味等。⑤嗅觉(气味)。取决于水中所含气体成分与有机物质,例如硫化氢气体使水具有臭味。气味的强弱与水温有关,一般在温度较高时才能辨别。

(2)地下水的主要化学性质有:①离子成分。地下水中分布最广、含量较多的离子有7种,即钾(K+)、钠(Na+)、镁(Mg2+)、钙(Ca2+)、氯(Cl-)、硫酸根(SO2-4)、重碳酸根(HCO-3)。②硬度。其大小决定于钙、镁离子的含量。③矿化度。是单位重量水中所含各种离子、分子和化合物的总量,通常以水在105~110°C温度下烘干后的涸残渣来表示。④氢离子浓度。以pH值表示,中性水为7,碱性水大于7,酸性水小于7。除上述一般情况外,有些地下水水质呈地区性分布,如受工厂排泄水影响的地下水,含有各种有毒有害的元素,即被污染的水;又如含有氮元素的地下水,称为肥水,对农作物有一定的肥效。

地下水动态

指地下水水位、水量、水质和水温等要素随时间和空间变化的现象和过程。(参见地下水动态)

地下水运动

地下水由水位差(或水头差)引起其在岩土孔隙中的流动,又称为渗透或渗流,其运动形式有层流和紊流2种。由于地下水渗流远较地面流缓慢,一般为层流;在大裂隙或空洞中可能出现紊流。有时,即使在宽大的空隙中水流仍然为层流状态,这是由于岩层发育不均匀,顺着水流方向宽大空隙与细小空隙交替出现,细小空隙限制了水的流速。

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