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地下水

充满在地面以下岩土孔隙、裂隙及溶洞中的水。地下水是自然界水文循环的重要组成部分

充满在地面以下岩土孔隙、裂隙及溶洞中的水。地下水是自然界水文循环的重要组成部分,也是农业、工业与人畜用水的重要水源。

地下水来源 地下水来源于:①渗透水是指降水和地表水下渗补给形成的地下水;②凝结水是指大气中的水汽凝结成水下渗补给形成的地下水;在干旱、半干旱地区,由于昼夜温差大,水分易于凝结,这种水往往是地下水的重要来源;③原生水是指地壳深处熔融的岩浆上升过程中,分异出水蒸汽冷凝而成地下水,常常分布在岩浆活动区与火山近代活动区,是地下热水的主要来源之一;④埋藏水是指在海相沉积物形成过程中封存在沉积层中的海水(淡化或未淡化);⑤脱出水是指含结晶水的矿物(如石膏、芒硝和蛋白石等),在高温高压下,脱出成为自由水。渗透水是地下水最普遍最重要的来源,凝结、原生、埋藏、脱出水常与渗透水混合。

地下水分类 地下水分类是地下水研究、地下水资源估算与评价的基础。分类方法很多,根据地下水埋藏条件和含水层性质的分类方法应用最广,这种分类见表。

地下水分类表

岩土层按给水与透水能力,分为含水层与隔水层。含水层指给水透水能力良好的岩土层,通常是对层状的松散岩土层而言,对于有裂隙、溶洞的岩土层,只有在发育比较均一、分布面积宽广情况下,方可称为含水层。隔水层指给水透水能力极差的岩土层。不透水的粘土层,在较大水头差作用下能给出一定数量的水,亦可透水。

地下水调查研究方法 水文地质勘察是查明地下水的形成和分布规律的主要手段,可分为普查、详查和开采三个阶段,有水文地质测绘、勘探、试验和观测等项内容:①水文地质测绘的基本方法是调查并填绘水文地质图。调查内容主要有地质、地貌、第四纪地质、新构造运动和地下水点(井、泉)。填图精度视阶段的不同而异,其比例尺,普查阶段为1/10万~1/20万;详查阶段为1/2.5万~1/5万;开采阶段大于1/2.5万。②水文地质勘探。包括地球物理勘探(简称物探)与水文地质钻探(简称钻探),物探是根据物理学理论,利用岩土的地球物理特性(如电性、磁性、弹性、放射性、岩土的密度、古地磁及地应力等)来确定:含水层岩性、厚度、分布,基岩埋深及其岩性、隐伏构造的位置、岩溶发育地段,淡水与热水存在的位置,地下水流向及流速,地下水的补给、径流与排泄条件等。钻探是利用钻机采取岩土样本,分析其特性;或利用钻孔,探测剖面水文地质特征。由于钻探深度大,可以得到深部水文地质资料。通常需密切配合水文地质测绘及物探。③水文地质试验主要有抽水、渗水、注水和压水试验,以及岩溶地区的连通试验等,目的是测定岩土的水文地质参数(主要是渗透系数给水度)。④地下水动态观测是一种长期性的水文地质勘察研究的手段和地下水位、水质监测的手段。

地下水资源估算和管理 地下水资源评价主要是估算地下水补给资源和可以开发利用的地下水资源。地下水补给资源主要包括降雨入渗补给、地表水入渗补给、灌溉水入渗补给以及侧向补给、越流补给、人工补给等。降雨入渗补给量是地下水的主要补给来源,常用的计算方法有:①地下水动态分析法是利用地下水长观资料,通过降雨入渗所引起的地下水位上升幅度,来计算降雨入渗补给量。②入渗系数法是用降雨入渗补给系数乘以降雨量得到降雨入渗补给量。③地下水分割法通过河川流量过程线来确定降雨入渗补给量。④总径流对比法是对比开采前后的降雨径流关系,从而确定开采后降雨入渗补给量。⑤水量平衡法是根据质量守衡定律,建立研究区的水量平衡方程,藉以计算降雨入渗补给量。⑥相关分析法是将降雨入渗补给量与降雨量(或增加其他因素)建立相关关系,推求降雨入渗补给量。灌溉入渗补给量指灌溉后灌溉水入渗对地下水的补给,常用的确定方法是利用试验田块,观测灌溉水入渗引起的地下水位上升幅度,以推求灌溉水入渗补给量。可以开发利用的地下水资源是指在开发利用条件下,区域内可以得到的水量,它与开采条件及水文地质条件有关。地下水资源管理的主要内容为,制定地下水资源法,成立相应的地下水资源管理机构,采用合理的地下水资源计算和评价方法,建立选用最优地下水的调度方案,进行地下水长期观测以及制定合理的开采制度与措施。

狭义的地下水如上所述,广义的地下水是指埋藏于地表以下所有水的总称,除饱和带的地下水之外,还包括包气带的土壤水