地下水的赋存条件
一、岩石中的空隙类型
岩石中存在着相互联通的空隙,这是地下水赋存的前提条件。岩石中的空隙按成因和空间形态可以分为孔隙、裂隙和洞穴三大类。孔隙是指松散岩石颗粒或颗粒集合体之间的空隙。裂隙是指已固结的坚硬岩石在各种内、外应力和风化营力作用下而形成的破裂面间隙。洞穴是指岩石中存在的直径较大(一般>5 mm)的孔洞或管道空间。
二、岩石空隙中水的赋存形式
岩石中的水存在以下几种形式:
1. 结合水:因静电引力而吸附于岩石颗粒表面或裂隙面(通称固相表面)的水。
2. 毛细水:指地下水面以上包气带土层的细小孔隙通道中,因毛细引力作用而贮存的水体。
3. 重力水:指岩石空隙中,能在重力影响下自由运动的那一部分水。
4. 气态水和固态水:在未被饱和的坚硬岩石和松散土层的空隙中几乎都存在着气态水。固态水是指当岩石中的温度低于0℃时,在岩石空隙中以冰雪形式存在的水体。
三、岩石的水理性质
岩石的水理性质是指岩石与水分储存、释放和透过能力有关的物理性质。它是确定岩层含水与隔水性能的依据。
1. 容水度:指完全饱水岩石所含水的体积与岩石总体积之比值。
2. 含水量:是度量包气带岩石含水多少的指标。
3. 持水度:指饱水岩石在重力作用下释水后,岩石保持的水体积与岩石体积之比。
4. 给水度:描述饱水岩石在重力作用下给出水能力的一个重要指标。
5. 透水性:指岩石允许渗透水流通过的能力,表征岩石透水性的定量指标是渗透系数。
四、地下水的埋藏分布
1. 包气带和饱水带:地下水面以下的岩层空隙全部被液态水(包括重力水和结合水)所充满,故称为饱水带。饱水带中水体呈连续分布,能传递静水压力,在水头差的作用下,从水头高处向水头低处运动。地下水面以上的岩层孔隙中部分或全部充满空气,并直接与大气相通,故称包气带。
2. 透水层、含水层和隔水层:按照岩层是否饱水和是否具备透水和给出水的能力,可把岩层分为这三类。
五、地下水按埋藏条件的分类
地下水的分类是指对人类生活、生产和全球水循环有直接意义的饱水带中的地下水进行的分类。目前通用的有两种分类方案:
1. 按地下水埋藏的含水介质类型的分类:根据含水介质的空隙类型,将地下水分为孔隙水、裂隙水、岩溶水及熔岩孔洞水等。
2. 按地下水埋藏条件的分类:以地下水的埋藏条件为分类基础,主要是以含水层在地质剖面中所处部位和含水层与隔水层的相互组成关系为分类依据。据此,可将地下水分为潜水和承压水二大类。潜水指地表之下第一个区域性隔水层之上,具有自由水面的饱水岩层。潜水没有隔水顶板,潜水面直接承受大气压力。承压水指充满于两个隔水层之间的饱水岩层中的水。承压含水层上部和下部的隔水层分别称作隔水顶板和隔水底板。顶、底板之间的距离为承压含水层的厚度。
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