《农业水资源利用与管理》课程教学课件（讲稿）第一篇 水资源概论 第二章 地下水资源 2.1 概述 2.2 地下水的物理化学特性 2.3 地下水的动态与均衡

第二章地下水资源 12.1 概述 2.2地下水的物理化学特性 ·2.3地下水的动态与均衡 2.4地下水资源评价 ■2.5我国地下水资源概况 资源与环境学院李品芳，综合楼119,62732504

1 第二章 地下水资源 n 2.1 概述 n 2.2 地下水的物理化学特性 n 2.3 地下水的动态与均衡 n 2.4 地下水资源评价 n 2.5 我国地下水资源概况 资源与环境学院 李品芳，综合楼119，62732504

本章主要参考文献 谷兆祺，1999.中国水资源、水利、水处理与防洪全书（上》 中国环境科学出版社. 郭元裕，1986.农田水利学.北京：水利电力出版社. 华南农业大学，1999.地质学基础（第二版）（土壤农化专业 用).北京：中国农业出版社 李益三，陈梅芬，1982.地下水开发利用.北京：农业出版社 李正根，1980.水文地质学.北京：地质出版社. 卢金凯，杜国桓，1991.中国水资源.北京：地质出版社. 罗远培，1991.水资源概论（讲义）.北京农业大学. 施成熙等，1984.农业水文学.北京：农业出版社. 施嘉炀，1996.水资源综合利用.北京：中国水利水电出版社

2 本章主要参考文献 谷兆祺，1999. 中国水资源、水利、水处理与防洪全书（上）. 中国环境科学出版社. 郭元裕，1986. 农田水利学. 北京：水利电力出版社. 华南农业大学，1999. 地质学基础（第二版）（土壤农化专业 用）. 北京：中国农业出版社. 李益三，陈梅芬，1982. 地下水开发利用. 北京：农业出版社. 李正根，1980. 水文地质学. 北京：地质出版社. 卢金凯，杜国桓，1991. 中国水资源. 北京：地质出版社. 罗远培，1991. 水资源概论（讲义）. 北京农业大学. 施成熙等，1984. 农业水文学. 北京：农业出版社. 施嘉炀，1996. 水资源综合利用. 北京：中国水利水电出版社

2.1 概述 ■2.1.1 地下水的储存与分类 ▣2.1.1.1 地下水的储存空间与岩石的水理性质 ■2.1.1.2岩石中水的分类 ■2.1.2地下水的补给、排泄与径流 ■2.1.2.1地下水的补给 ▣2.1.2.2 地下水的排泄 ·2.1.2.3地下水的径流 3

3 2.1 概述 n 2.1.1 地下水的储存与分类 n 2.1.1.1 地下水的储存空间与岩石的水理性质 n 2.1.1.2 岩石中水的分类 n 2.1.2 地下水的补给、排泄与径流 n 2.1.2.1 地下水的补给 n 2.1.2.2 地下水的排泄 n 2.1.2.3 地下水的径流

2.1概述 藏在土壤、岩石的孔隙、裂隙和溶隙中各种不同形式的水 统称为地下水(groundwater) 根据含水层的埋藏条件可分为：包气带水、潜水和承压水。 根据含水空隙特征分为：孔隙水、裂隙水和岩溶水（溶隙水） 对地下水资源量的概念和命名尚未取得一致的看法。但在实 践中，较普遍地采用了补给量、储存量和可开采量三个基本 概念 补给量(recharge amount):是指单位时间内流入含水层的 总水量，用亿m3al或m3d1等单位表示。 储存量(storage amount):是指水位变动带以下的重力水体 积，用m3、万m3、亿m3等单位表示。 可开采量(available yield):是指在一定的技术、经济条 件下，采用合理开采方案和合理开采动态下允许开采的最大 水量，用亿m3a1或m3d1来表示

4 2.1 概述 n 埋藏在土壤、岩石的孔隙、裂隙和溶隙中各种不同形式的水 统称为地下水(groundwater) 。 n 根据含水层的埋藏条件可分为：包气带水、潜水和承压水。 n 根据含水空隙特征分为：孔隙水、裂隙水和岩溶水（溶隙水） n 对地下水资源量的概念和命名尚未取得一致的看法。但在实 践中，较普遍地采用了补给量、储存量和可开采量三个基本 概念 n 补给量(recharge amount) ：是指单位时间内流入含水层的 总水量，用亿m 3 a -1或m 3 d -1等单位表示。 n 储存量(storage amount) ：是指水位变动带以下的重力水体 积，用m 3 、万m 3 、亿m 3等单位表示。 n 可开采量(available yield) ：是指在一定的技术、经济条 件下，采用合理开采方案和合理开采动态下允许开采的最大 水量，用亿m 3 a -1或m 3 d -1来表示

1.1 地下水的储存与分类 :1.1.1地下水的储存空间与岩石的水理性质 含水层(aquifer)和隔水层(confining bed) 所谓含水层是指能够透过并给出相当数量水的 岩层，即储存有地下水并在自然条件或人为条件下， 能流出水来的岩石。有些岩层虽然含水但几乎不透水 或透水很弱（渗透系数<0.001md1),称为隔水层 或不透水层。 2。储存空间 地下水的储存空间是岩石的空隙（包括孔隙、裂 隙和溶隙)

5 2.1.1 地下水的储存与分类 2.1.1.1 地下水的储存空间与岩石的水理性质 1．含水层(aquifer)和隔水层(confining bed) 所谓含水层是指能够透过并给出相当数量水的 岩层，即储存有地下水并在自然条件或人为条件下， 能流出水来的岩石。有些岩层虽然含水但几乎不透水 或透水很弱（渗透系数<0.001m d-1），称为隔水层 或不透水层。 2．储存空间 地下水的储存空间是岩石的空隙（包括孔隙、裂 隙和溶隙）

降水 降水 蒸腾 水汽凝结 灌 入渗 包气带 表径 径流 包气带 包气带 喷泉 饱水带 潜水含水层 潜水 阳水层 承压水 饱水带 承压水含水层 隔水层

6

③.石石的水理性顶 水分的贮存运移有关的岩石性质通常称为岩石的水理性质。它 包括容水性、持水性、给水性、透水性、毛管性等。 容水性：指岩石空隙能容纳一定水量的性能， 通常以容水度来衡量。 (2)持水性： 指由于岩石颗粒表面对水分子的吸引力，而在 岩石空隙中保持若干水量的性能。 (3) 给水性：指饱和含水的岩石在重力作用下，能自由流出 (排出)若干水量的性能，以给水度作为衡量指标。 (4)透水性：指在一定压力梯度条件下岩石允许水透过的性能。 (5)毛管性：指松散岩石中存在的毛细孔隙，具有孔隙毛管 作用的性质

7 3．岩石的水理性质 水分的贮存运移有关的岩石性质通常称为岩石的水理性质。它 包括容水性、持水性、给水性、透水性、毛管性等。 （1）容水性：指岩石空隙能容纳一定水量的性能， 通常以容水度来衡量。 （2）持水性：指由于岩石颗粒表面对水分子的吸引力，而在 岩石空隙中保持若干水量的性能。 （3）给水性：指饱和含水的岩石在重力作用下，能自由流出 (排出)若干水量的性能，以给水度作为衡量指标。 （4）透水性：指在一定压力梯度条件下岩石允许水透过的性能。 （5）毛管性：指松散岩石中存在的毛细孔隙，具有孔隙毛管 作用的性质

2.1.1.2岩石中水的分类 根据物理力学性质特点分类 地面以下，根据土壤岩石含水是否饱和可分为两个带： 即地下水面以上的包气带(aeration zone)(又称非饱和带， unsaturated zone) 及地下水面以下的饱水带（又称饱和带， saturated zone)。 饱水带中的土壤岩石空隙全部被液态水充满，主要是重力水。 饱水带以上的土壤岩石空隙没有完全被水充满，包含有与大气 连通的气体，故称为包气带，它是大气水、地面水与地下重力 水相互转化的过渡带

8 2.1.1.2 岩石中水的分类 1．根据物理力学性质特点分类 地面以下，根据土壤岩石含水是否饱和可分为两个带： 即地下水面以上的包气带(aeration zone)（又称非饱和带, unsaturated zone）及地下水面以下的饱水带（又称饱和带, saturated zone）。 饱水带中的土壤岩石空隙全部被液态水充满，主要是重力水。 饱水带以上的土壤岩石空隙没有完全被水充满，包含有与大气 连通的气体，故称为包气带，它是大气水、地面水与地下重力 水相互转化的过渡带

图.I合門形小正他元干刊刀巾 上壤水亚带 气态水 吸着水 为主 中间过渡带 毛细带表面。 薄膜水 毛细水亚带 地下水面（潜水面） 毛细水为主 重力水为主 潜水。 含水层 隔水层 饱水带 承压水 含水层 77777 隔水层

9 图2.1 各种形态水在地壳中的分布

1. 根据物理力学性质特点分类 气态水(vapor)：指呈水汽状态、贮存和运动于未被饱 和的岩石空隙中的水。 (2) 吸着水(hydroscopic water):指由分子引力和静电引力 牢固地吸附在土壤颗粒表面，且不受重力影响的水。 (3)薄膜水(pel1 icular water):在吸着水层以外的液态水膜 即为薄膜水。 (4) 毛管水(capillary water):受毛管力作用而保持在土壤 毛管孔隙（直径0.001一0.1mm的孔隙）中的水。 (5) 重力水(gravitational water)：指在重力作用下，贮存 在岩石和土壤的非毛管孔隙中自由运动的水。 (6)固态水(solid water):当岩石或土壤的温度低于水的冰 点时，岩石中的水便变为固态的冰

10 1．根据物理力学性质特点分类 （1）气态水(vapor) ：指呈水汽状态、贮存和运动于未被饱 和的岩石空隙中的水。 （2）吸着水(hydroscopic water)：指由分子引力和静电引力 牢固地吸附在土壤颗粒表面，且不受重力影响的水。 （3）薄膜水(pellicular water)：在吸着水层以外的液态水膜 即为薄膜水。 （4）毛管水(capillary water) ：受毛管力作用而保持在土壤 毛管孔隙（直径0.001－0.1mm的孔隙）中的水。 （5）重力水(gravitational water) ：指在重力作用下，贮存 在岩石和土壤的非毛管孔隙中自由运动的水。 （6）固态水(solid water) ：当岩石或土壤的温度低于水的冰 点时，岩石中的水便变为固态的冰