1、5/16/20191我国地下水资源概述绪论水以液态、固态和气态的形式分布于地球表层的水圈、岩石圈、生物圈和大气圈中，地球表面上约 71的面积被水覆盖。据估计地球表层分布的水体积约为1.36*1e18m3，其中海洋中的水约占 972，陆地上的水约占 28，地下水仅约占总水体积的 0.61。地球表层的水中只有少部分是可供人类利用的淡水，在可利用的淡水中约 98以上来自地下水。可见，地下水是宝贵的自然资源。一、 地下水简介地下水是存在于地下沉积物或岩石空隙中的水，它是水资源的重要组成部分。地表一下一定深度上，岩石中空隙被重力水所充满，形成地下水面。地下水面以上称为包气带；地下水面以下称为饱水带。根据
2、地下水的埋藏条件可将地下水分为包气带水、潜水及承压水。按含水介质类型可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。表 1-1 地下水分类表5/16/20192孔隙水孔隙水赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙网络之中。特定沉积环境中形成的成因类型不同的松散沉积物，受到不同的水动力条件控制，从而呈现岩性与地貌有规律的变化，决定着赋存于其中的地下水的特征。松散岩层中，孔隙分布了连续均匀，构成具有统一水力联系、水量分布均匀的层状含水系统。裂隙水坚硬基岩在应力作用下产生各种裂隙：成岩过程中形成成岩裂隙；经历构造变动产生构造裂隙；风化作用可形成风化裂隙。因此，裂隙水按其介质中孔隙的成因可分为成岩裂隙水、风化裂隙水、构造裂隙水。
3、（1） 成岩裂隙水 成岩裂隙是岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原生裂隙。沉积岩固结脱水、岩浆冷凝收缩等均可产生成岩裂隙。沉积岩及深成岩浆岩的成岩裂隙通常多时闭合的，含水意义不大。陆地喷溢的玄武岩成岩裂隙最为发育，此类成岩裂隙大多张开且密集均匀，连通良好，常构成贮水丰富、导水通畅的层状裂隙含水系统。玄武岩岩浆成分不同及冷凝环境的差异，使玄武岩成岩裂隙发育程度很不相同。如：我国内蒙一带的第三纪玄武岩，前者柱状节理发育而透水，后者则构成隔水层。岩脉及侵入岩接触带，由于冷凝收缩，常形成近乎垂直的带状裂隙含水系统、岩溶空洞或管道。这类空岛洞穴最大直径可达数米，钻孔遇到时会出现掉钻、泥浆大量漏失等，
4、但往往可以获得可观的水量。（2） 、风化裂隙水 暴露于地表的岩石，在温度变化和水、空气、生物等风化应力作用下形成风化裂隙。风化裂隙常在成岩裂隙与构造裂隙的基础上进一步发育，形5/16/20193成密集均匀、无明显方向性、连通良好的裂隙网络。风化裂隙层常呈壳状包裹于地面，一般厚度数米到数十米，未风化的母岩往往构成相对隔水底板，故风化裂隙水一般为潜水。（3） 、构造裂隙水 构造裂隙是在地壳运动过程中岩石在构造应力作用下产生的，它是所有裂隙成因类型中最常见、分布范围最广、与各种水文地质工程地质问题关系最密切的类型，是裂隙水研究的主要对象。通常我们说裂隙水区别于孔隙水，具有强烈的非均匀性、各向异性、随
5、机性等特点也主要是针对构造裂隙水而言的。图 1-1 裂隙水岩溶水水对可溶岩石进行化学溶解， 并伴随以冲蚀作用及重力崩塌，在地下形成大小不等的空洞，在地表造成各种独特的地貌现象以及特殊的水文现象，上述作用及由此产生的各种现象称为岩溶。赋存并运移于岩溶化岩层中的水称为岩溶水。岩溶水系统是一个能够通过水于介质相互作用不断自我演化的动力系统。我国可溶岩分布约占全国面积的三分之一，岩溶及岩溶水的研究，具有很大的实际意义。岩溶是水于可溶岩介质相互作用的产物，岩溶化过程实际上就是水作为应力对可5/16/20194溶岩层的改造过程。因此，岩溶发育应具备四个条件：可溶岩的存在、可溶岩必须是透水的、具有侵蚀能力的
6、水以及水是流动的。温度较高的地下水成为地下热水（geothermal water） 。它通常分为低热温水（20-40） 、中温热水（40-60） 、高温热水（60-100）和过热水（ 100） 。地下热水出露地表就是温泉。富集有大量地下热水并可供开采利用的地区称为地热田。地热田常集中分布在地温梯度较高的地带。我国有丰富的地下热水资源，仅温泉就有 2000 多个。二、地下水的补给和排泄地下水是流动的。它一方面通过各种形式流失，另一方面通过一定的渠道得到补充。含水层或含水系统从外界获得水量的过程称为补给。地下水的补给来源有大气降水、地表水、凝结水，来自其它含水层或含水系统的水等。与人类活动有关的地
7、下水补给有灌溉回归水、水库渗漏水，以及专门性的人工补给。大气降水是最重要的补给来源。因此，降水量的多少、包气带的岩石性质和厚度是影响地下水补给的主要因素。此外，水位高于地下水面的河流和湖泊也补给地下水。然而，如河流与湖泊的水位低于地下水面，地下水反而向河湖排泄。一般情况下，凝结形成的水相当有限。但是，高山、沙漠等昼夜温差大的地方，凝结作用对地下水的补给作用不能忽视。两个含水层之间存在水头差且有联系的通路，则水头较高的含水层便补给水头较低者。如：在松散沉积物、粘性土层构成的弱透水层常发生越流。此外，农田灌溉用水及来自其它含水层中的水也能起补给作用。含水层或含水系统失水称为排泄。排泄主要通过泉、向
8、河流泄流以及蒸发；此外，5/16/20195还有人工排泄开采地下水。泉是地下水的天然露头，在地形面与含水层或含水通道相交点地下水出露成泉。山区及丘陵区的沟谷、山麓、以及冲积扇的边缘常常可以见到泉。平原地区泉相对较少。泉可以分为两类：水流具有压力而向上运动者成为上升泉（ascending spring）如喷泉。水流不具有压力，仅受重力驱使而向下运动者称为下降泉（gravity spring） 。泉的形成是由：含水层被侵蚀；地下水在流动中遇到透水性弱的岩石或隔水层阻拦；由于断层使隔水层阻挡地下水流；地下水沿导水断层上升。通过研究泉在地层中的出露情况及其涌水量，可以很好的确定岩层含水性。当河流切割含
9、水层时，地下水沿河呈带状排泄，称作地下水的泄流。在地平地区，尤其干旱气候下松散沉积物构成的平原与盆地中，蒸发与蒸腾往往是地下水的主要排泄方式。地下水从补给区向排泄区流动称为地下径流（underground runoff） 。地下水在岩石的有限孔隙中运动受到较大的摩擦力，使运动速度缓慢，而且愈向深部愈慢。这是因为随着深度的增加，岩石透水性减弱及水的运动途径增大，并在一定深度，水的交替运动就停息了。三、时间和空间分布特征影响和控制我国地下水形成的主要因素是地质及与其有内在关系的各种自然地理因素。由于中国独特的自然地理条件和地质构造特征，形成了各地区不同类型的地下水,特别是受昆仑秦岭巨型纬向构造带的
10、影响,使中国地下水在区域分布上不仅南北有明显的不同，在东西方向上也有一定的差异。孔隙水主要分布在北方，其天然资源占全国孔隙水天然资源的 65%，如松辽平原、黄淮海平原、塔里木盆地等；南方地区孔隙水分布面积小，其天然资源量仅为该区地下水天然资源的 1/8。但总的来说，我国南方岩溶发育比较充分，岩溶现象比较典型。5/16/20196地表可有峰丛、峰林、溶蚀洼地、溶斗、落水洞、竖井等，地下多发育较为完整的地下河系。而在北方地表除可见流水造成的溶沟外，少有塌坍造成的溶斗、落水洞等，地表多呈现常态的山形，而不呈峰林状。地下水水质一般较好，是重要的供水资源。我国西北干旱和半干旱地区以及华北大部分地区地表水
11、缺乏。即使在我国气候湿润的地区，在干旱季节有时也缺水。这些地区所需的大量灌溉用水，主要取自地下。北京、沈阳、西安、太原、包头、石家庄、济南等许多重要城市都以地下水作为生活用水和工业用水的主要水源。四、地下水资源的特征1、系统性 地下水资源同地表水一样也是按系统形成与分布的，这个系统就是含水系统。存在于同一个含水系统中的水是个统一的整体，在含水系统的任一部分注入或排除水量，其影响均将波及整个含水系统。2、可调节性 地下含水系统是具有时间上调节水量功能的天然的“地下水库” 。“地下水库”不必依靠修坝筑库蓄贮水量，它可利用有利的地质结构蓄存水，或者利用含水介质滞留水，从而可以维持枯水季节或年份的供水
12、，并在丰水季节或年份得到补偿。不同介质的含水系统滞蓄水量的能力也不同。3、可恢复性 总体上说，地下水是可再生资源，具有可恢复性。地下水资源的再生是通过水温循环实现的。地下水从大气水与地表水获得补给，向大气与地表水排泄。在水文循环过程中水量不断再生，水质也不断更新。含水系统与外界水的循环交替程度不同，地下水资源的可恢复性也不同。地下水资源还具有其他的一些特征如宝贵性、有限性及优越性等。因此，再利用地下水资源时，要查明其数量，有计划地开发利用。5/16/20197五、结论地下水即可以为人类造福，也可能对人类造成危害。如煤矿生产中地下水可能突然涌出，威胁井下安全。在地势低洼地区，地下水溢出可造成土壤的沼泽化。在干旱或半干旱地区，由于地下水强烈蒸发可引起土壤盐碱化，破坏土壤的肥力。某些地下水水质对人体健康有害。这些问题在进行地下水的开发利用中均需加以研究。参考文献【1】水文地质学基础 王大纯 张人权 史毅虹编著 （地质出版社）【2】普通地质学（第二版）夏邦栋主编 （地质出版社）【3】地下水科学概论 周训主编【4】岩溶地区地下水与环境的特殊研究 郭纯青主编
