工程地质与水文地质：地下水形成条件及应用

1.岩土的空隙性

岩土中或多或少都有空隙，空隙的大小、多少、形状、联通情况和分布规律，对地下水的补给、径流、排泄及物理化学性质等都有很大影响。根据岩土空隙成因不同可分为三类：①松散土体颗粒之间的孔隙；②坚硬岩石中的裂隙；③可溶性岩石中的溶隙。一般情况下，岩土中空隙越大、越多，且联通性越好，水在其中流动所受阻力越小，速度越大，岩土的透水性越强，这种透水性较好的岩土层称为透水层，如松散砂砾石层和裂隙发育的坚硬岩石。反之若岩土中空隙极小，联通情况又很差，水流就会受到很大阻力，流速很小，这种透水性较差的岩土层称为不透水层或隔水层，如粘性土和致密的岩石等。一般认为渗透系数K小于0.001m／d或透水率q＜0.1Lu的岩层属隔水层。

2.含水层的形成条件

含水层，是指透水的且饱含水的岩层。只有在适宜的条件下，透水层才有可能成为含水层。含水层的形成需要具备一定的条件：首先岩石应是透水层，具有容纳水的空隙，为地下水的存储和运移提供必备的空间；其次应具有良好的蓄水构造，使地下水能在岩土空隙中聚集和储存，如由透水层和隔水层组成的单斜、向斜构造与构造盆地。而处于高阶地上的砂砾石层，虽具有良好的透水性，但由于下部没有隔水层，而使地下水很快流失，不能形成含水层；再次，要有充足的补给来源，否则在枯水期干涸，无水可贮，就不能称其为含水层了。

在实际工作中，为了满足生产需要，常把穿越不同地质年代、岩性、成因的饱水断裂破碎带，称为含水带；把成因类型和地质年代相同的、彼此有水力联系并有统一地下水位的几个含水层，称为含水（岩）组；把在大范围内补给来源相同或具有水力联系的数个夹有隔水层的含水（岩）组，称为含水岩系。(www.xing528.com)

3.地下水的存在形式

岩土空隙中的地下水，按物理性质可分为气态水、液态水和固态水。其中液态水又包括结合水、毛细水和重力水。结合水与岩土颗粒结合得非常紧密，难以利用；毛细水可传递静水压力，并为植物所吸收；重力水在重力作用下能自由运动，可被直接开采利用，如井水和泉水等，故是水文地质研究的主要对象。

地下水分布极其广泛，它与人类生产和生活密切相关。例如地下水常为农业灌溉、城市供水、工矿企业用水提供良好的水源。但地下水也往往给水利建设带来一定困难和危害，例如坝库区的渗漏及渗透稳定问题、基坑及地下洞室开挖过程中的涌水问题、地下水对建筑材料的侵蚀问题、地下水位升高引起土壤盐碱化问题，以及超量开采地下水引起的地面沉降问题等，这些与地下水有关的地质问题称为水文地质问题。因此，在水利建设中必须了解地下水的形成条件，掌握地下水的埋藏、分布和运动规律，查明建筑地区的水文地质条件，研究解决与工程建设和开发利用地下水资源有关的水文地质问题。