第八节：地下水（了解地下水的物理性质和化学成分、岩石的水理性质，理解地下水的动态和运动, 掌握地下水按埋藏条件的分类及其变化规律。
）一、地下水的物理性质和化学成分(一)地下水的物理性质1.温度：极地、高纬和山区地下水温度很低，地壳深处和火山活动区地下水温度高。
2.颜色：地下水一般是无色透明的，但有时因为含某种萬子、富集悬浮物或含胶体物质，也可显示各种颜色。
3.透明度：地下水的透明度决定于水中所含盐类、悬浮物、有机质和胶体的数量。
透明度分透明、微混浊、混浊和极混浊四级。
4.相对密度：地下水相对密度决定于水温和溶解盐类。
溶解的盐分越多，相对密度就越大。
地下淡水相对密度常常接近于1。
盐水的相对密度可用波美度来表示，一升水含有10克氯化钠，则盐度相当于1波美度。
5.导电性：地下水的导电性取决于所含电解质的数量和质量。
离子含量越多，离子价越高，则水的导电性越强。
6.放射性：地下水多含放射性气体和放射性物质，所以大多都含有放射性。
7.嗅感和味感（二）地下水的成分1．气体：地下水中溶解的气体主要有CO2、02、N2、CH4、H2S、H2、CO、NH3 和少量情性气体等。
（1）生物化学成因的气体（2）空气成因的气体（3）化学成因的气体（4）放射性成因的气体2. 氢离子浓度：氢离子的浓度常用PH表示。
PH>7呈碱性，PH=7呈中性，PH<7呈酸性。
3.离子成分和胶体物质：构成地下水中主要离子成分的元素有氯离子、硫酸根离子、碳酸氧根离子、碳酸根高子、硝酸根离子、钠离子、钙离子、樣离子、铝离子、亚铁再子、铁离子等。
（一） 地下水的总矿化度和硬度1.总矿化度：水的总矿化度是指水中离子、分子和各种化合物的垃含量。
通常是以水烘干后所得残渣来确定，单位为g/L。
根据总矿化度的大小，天然水可以分为以下五类:淡水：残渣<1g/L弱矿化水：1 ~ 3g/L中等矿化水：3~10g/L强矿化水：10 ~ 50g/L盐水：>50g/L2.硬度：水中钙、镁离子的总量，称为水的总硬度。
二、岩石的水理性质岩石的水理性质有容水性、持水性、给水性、透水性等。
（一）容水性：容水性是指岩石容纳水量的性能，用容水度表示。
岩石中所容纳的水的体积与岩石体积之比，称为岩石的容水度。
（二）持水性：在重力作用下，岩石依靠分子力和毛管力在其空隙中保持一定水量的性质，称为持水性。
以持水度表示。
在重力影响下岩石空隙保持的水宣与岩石息体积之比，就是持水度。
（三）给水性：在重力作用下，饱水岩石流出一定水是的性能，称为岩石的给水性。
流出的水的体积与储水岩石体积之比，称为给水度。
（四）透水性：透水性就是岩石的透水性能。
根据透水性将岩石分为三类：1) 透水岩石，包括砂石、沙、裂隙和岩溶发育的岩石。
2) 半透水岩石，包括粘土质沙、黄土、泥炭等。
3) 不透水岩石，包括块状结晶岩、粘土和裂隙很不发育的沉积岩。
三、 地下水的动态和运动(一) 地下水的动态地下水流量、水位、温度和化学成分，在各种因素影响下发生日变化和季节变化， 称为地下水的动态。
气候是影响地下水动态最积极的因素之一。
（二）地下水的运动 .地下水的运动方式有两种：层流运动与紊流运动。
除了在宽大裂隙或空洞中具有较大流速而成为紊流外，地下水一般都时以层流形式运动。
地下水的这种运动称为渗透。
1. 线性渗透定律：达西通过实验发现，单位时间内通过岩石的水量与岩石的渗透系数、水头降低度和岩石断面积成正比，与渗透距离成反比，从而建立了达西公式：Q为单位时间内透过岩石的水量；K为渗透系数；A为岩石断面面积；h为水头降 低值；I为滲透距离。
2.非线性滲透定律：在大孔隙和溶洞中，地下水运动具有紊流性质，这时就要用薛齐公式：四、 地下水按埋藏条件的分类基本概念饱水带：重力水在重力作用下向下运动，聚积于不透水层上，使这一带岩石的所有空隙都充满水分，故这一带岩石称饱水带。
包气带：饱水带以上的部分，除存在吸着水、薄膜水、毛管水外，大部分空隙充满空气，所以称包气带。
潜水面：包气带和饱水带之间的界限，就是潜水面。
分类地下水按埋藏条件可分为：上层滞水、潜水、承压水。
按储存空隙的种类可分为:孔隙水、裂隙水、岩溶水。
两种分类互相平行。
（一） 上层滞水上层滞水是存在于包气带中局部隔水层之上的重力水。
上层滞水的分布范围不广，补给区与分布区基本上一致，主要补给