水文地质中的潜水有哪些特征
1. 水文地质特征
15.3.1 井田水文地质特征
开平煤田位于燕山沉降带中段之南缘，为一北东向的北翼陡南翼缓的不对称向斜构造。向斜盆地北依低山，南卧平原，绝大部分隐伏于第四纪冲积层之下。向斜北部基岩裸露地区，地面标高40～60m，南部为20m左右。区内地表水系不发育。分布于煤田东部的沙河及自西部进入煤田的陡河，均系季节性河流，平时主要起着排泄矿井水的作用。矿区内主要含水层为冲积层含水层、煤系地层砂岩裂隙承压含水层、奥陶纪灰岩含水层，除第四纪潜水层外均为承压含水层，含水丰富。煤系砂岩含水层富水性受构造发育控制，主要是裂隙含水层、奥陶纪灰岩含水层岩溶发育，含水丰富，对区域内矿井威胁较大，多座矿井发生奥灰水突水水害事故。区域内含水层的补给主要为大气降水，同时由于导水构造的存在，也造成各含水层的越流补给。
在煤系地层中，对矿井直接充水的含水层是5煤层顶板砂岩裂隙承压含水层、5～12煤层间砂岩裂隙承压含水层和12～14煤层间砂岩裂隙承压含水层。
5煤层顶板砂岩裂隙承压含水层:该层在5煤层顶板以上，平均厚度约74.4m，岩性主要为中、细砂岩及粉砂岩。该层裂隙发育，含水较丰富。采掘过程中大都表现为淋滴水，局部表现为涌水现象。该含水层在井田东部、西南部隐伏露头区与第四纪冲积层底部砾石含水层直接接触，并接受其补给。在井田北部、西部分别与吕家坨矿、钱家营矿相连。整个含水层在井田范围内具有典型的裂隙水特点，节理裂隙较为发育，充水及导水性较好，含水较为丰富，单位涌水量为0.328L/s·m，渗透系数为0.339m/d，水质类型为重碳酸－钙镁钠型或重碳酸－钠型，属软水。
5～12煤层间砂岩裂隙承压含水层:该含水层由几层互不联系的含水亚层组成，主要有5～7煤层间砂岩裂隙承压含水层、7～9煤层间砂岩裂隙承压含水层、9～11煤层间砂岩裂隙承压含水层、11～12煤层间砂岩裂隙承压含水层。其中以5～7煤层间砂岩裂隙承压含水层和9～11煤层间砂岩裂隙承压含水层富水较强。该含水层在井田东部露头区接受第四纪冲积层含水层的补给，煤层采掘过程中充水形式为顶板淋滴水和底板缓慢渗水，目前主要消耗其静储量。另外，7煤层采出后，通过回采冒落裂隙带接受上部5煤层顶板砂岩裂隙承压含水层的补给。据抽水试验结果，单位涌水量为0.0022～0.845L/s·m，渗透系数为0.012～1.725m/d。水质类型变化较大，为重碳酸-钠钙镁型，重碳酸－钙型，重碳酸、硫酸-钙镁型，属软水，局部矿化度较高。
12～14煤层间砂岩裂隙承压含水层:该段平均厚度约60m左右，岩性主要为中、粗砂岩，含砾粗砂岩。中部的一层含砾粗砂岩，裂隙发育、含水丰富，当开拓巷道通过该层时大多表现为裂隙出水。
该含水层在井田东部、西南部与第四纪冲积层底部卵砾石含水层直接接触，并接受其补给;在井田北部、西部分别与吕家坨矿、钱家营矿相连。在井田范围内，该含水层接受奥陶纪灰岩含水层的补给，其补给途径大多是岩溶陷落柱、导水断层及导水裂隙等。由于构造发育的不均一性，导致了该含水层在井田范围内富水性的不均一。在井口区及北翼，由于岩溶陷落柱及导水构造较为发育，12～14煤层间砂岩组含水层与奥陶纪灰岩岩溶水联系密切，含水较为丰富，不易疏干。
该含水层据范45孔抽水试验结果单位涌水量为0.845L/s·m，渗透系数为1.725m/d。水质类型为重碳酸-钙镁型，局部为重碳酸-钙镁钠型和重碳酸-钠型，属软水。
煤系地层基底的奥陶纪灰岩强含水层和上覆的第四纪冲积层强含水层，煤系地层中的唐山灰岩含水层是矿井充水的间接补给水源。
第四纪冲积层含水层:第四纪冲积层厚度在井田北部为50m左右，到井田南部厚度已达400m以上。本层可分为4个含水带，第一个含水带为潜水层，其他3个含水带为承压含水层。
潜水层:本层主要由混合砂组成，分布于整个井田，为一层状孔隙含水层，厚度平均12m左右。由于地势平坦，主要接受大气降水的补给，与地表水体为互补关系。雨季接受地表水补给，旱季向地表水体排泄。潜水的流动方向大致与沙河流向一致。潜水水位埋深与地形有关，受降雨影响水位动态季节性变化明显。平水期渗透系数为1.925m/d，单位涌水量为0.364L/s·m;多雨期渗透系数为5.061m/d，单位涌水量为0.891L/s·m。水质类型为重碳酸-钙镁型，属软水。
上部砂岩含水层:该层埋藏深度23～36m，其厚度一般为13m，为承压含水层。本层主要由粗砂和细砂组成，局部有粗砂含砾，含水层顶部有一厚达3m左右的砂质粘土或粘土层。
据钻孔抽水试验结果，该含水层渗透系数为1.95～5.06m/d，单位涌水量为0.232～0.865L/s·m，水质类型为重碳酸-钙镁型，属淡水。
中部卵石层含水层:本层埋藏深度35～65m，含水丰富，分布较广，为承压含水层，主要由卵石组成。井田北部发育，厚度约13m，向南逐渐变薄，其含砂量亦愈来愈多，至范各庄乡张庄户村、大赤口村一带变成粗砂层而尖灭。据F13钻孔抽水试验结果渗透系数为12.307m/d，单位涌水量为2.339L/s·m，水质类型为重碳酸-钙钠型，属碱性淡水。
底部卵砾石含水层:本层为冲积层最底部的含水层，井田北部范区埋藏在53～170m，南部毕区埋藏在230～424m。顶部多中细砂层，底部为含砂砾石层，分布广呈多层透镜状。在井田中部约有9.33km2的底部卵石层直接与基岩接触，其厚度3～10m;毕区较厚，厚度达15m以上。井田范围内底部卵砾石层与基岩直接接触面积累计约21.24km2，占整个井田面积的68.5%。据抽水试验结果，单位涌水量为2.887L/s·m，渗透系数为35.46m/d。水质类型为重碳酸－钙镁钠型，属淡软水。
井田范围内有31.5%的面积为粘土层与基岩直接接触，在井田北部其厚度为3～6m左右，局部达10m以上;在井田南部其厚度为6～8m，局部厚达10m以上。
奥陶纪灰岩岩溶含水层:奥陶纪灰岩在井田东部、北部埋藏较浅，在西部、南部埋藏较深;在井田外部为隐伏露头，直接与第四纪冲积层接触。整个井田奥陶纪灰岩中构造裂隙和岩溶发育，但不同区域发育程度有很大差异。在塔坨向斜至井口向斜区岩溶发育且有较大溶洞存在，并造成煤系地层陷落，已相继发现了14个岩溶陷落柱;井田南翼单斜区，奥陶纪灰岩溶发育则较差，如南二、南三石门钻孔只有小的构造裂隙和溶孔。根据抽水试验和对该含水层动态长期观测资料，奥陶纪灰岩是一个互相连通的岩溶含水整体，是煤系地层的主要补给水源，又可通过导水断裂和岩溶陷落柱成为矿井的直接突水水源。
奥陶纪灰岩岩溶富水性是极不均一的，井田北部一些钻孔单位涌水量可达6.593L/s·m，渗透系数为31.87m/d，而井田南部有的钻孔单位涌水量不足0.01L/s·m;建井前该含水层原始水位可达+31～+33m，由于30年的疏降，现水位为+2.35～+4.88m之间。该含水层水位季节变化明显，年变化范围在2m左右。奥灰水水质类型为重碳酸－钙镁型，属软水。
奥陶纪灰岩距最下一个稳定可采煤层(12煤层)的间距一般为160～220m，在正常情况下对矿井无直接充水关系，但由于岩溶陷落柱及导水断裂构造的存在，将奥灰水直接导入煤系地层，可成为矿井水的直接补给水源。
该含水层由14煤层底板砂岩和唐山灰岩组成，厚度为40m。该层节理裂隙发育。
北14煤层—唐山灰岩间砂岩、灰岩裂隙承压含水层:该含水层在隐伏露头区接受冲积层含水层渗透补给，在井田中部接受下伏奥陶纪灰岩含水层越流补给。由于其裂隙发育的不均一性，其含水性由北向南，由浅至深逐渐减弱。但由于隐伏导水构造影响，局部区域含水性强。根据抽水试验结果，单位涌水量为0.036～0.665L/s·m，渗透系数为0.275～46.83m/d。水质类型为重碳酸-钙镁型，属软水。
该含水层由于处于奥陶纪灰岩强含水层与12～14煤层间砂岩含水层中间，其含水性强弱可间接反映出奥陶纪灰岩含水层对上部含水层的越流补给关系。因此，了解该含水层的含水性及水位、水温情况有助于查明奥陶纪灰岩含水层对上部含水层的补给情况。
15.3.2 断层导水性
断层是突水的一个重要指标，是潜在的突水通道。对本矿区影响较大的断层主要体现在两大断层带:
(1)F5—F8断层带。
(2)F4—F10—F11—F12断层带。
15.3.3 矿井充水条件
15.3.3.1 矿井的充水水源
(1)大气降水
矿区气候属大陆型季风气候，降雨多集中在7～9月。由于煤层地层上覆盖着巨厚的冲积层，矿井涌水量无季节性变化，不受大气降雨的直接影响。大气降雨后，大部分从地表流走，少部分渗入地下。首先形成潜水，然后再慢慢地向下渗透到底部卵砾石层，形成孔隙承压水。通过基岩隐伏露头补给煤系地层，然后经构造和裂隙渗入巷道和采空区，变成矿井涌水。
(2)地表水系
井田范围内有沙河自井田北部流向西南，河面开阔，水力坡度较小，仅为1‰～2‰。在井田北部，沙河已与地面塌陷坑连为一体。地表水体与第四纪冲积层中的潜水层水量呈互补关系。雨季地表水补给潜水，旱季潜水补给地表水。地表水体和大气降水一样，在正常情况下，只是通过渗透补给冲积层底部卵砾石含水层，间接补给煤系地层。在特殊情况下，沙河洪水泛滥，可能威胁矿井安全。
(3)老空水
由于范各庄井田采、掘工作面均按方向线布设，受地质构造影响，工作面、巷道起伏不平，一旦工作面采掘过程中出现涌水，采后便在老塘、老巷低洼处形成积水。其积水量受其涌水量大小和老空、老巷起伏程度的制约，从几十立方米至数万立方米，对相邻及下伏采掘工程构成水害威胁。如2027S老塘疏放积水25000m3，B2572老塘疏放积水超过900000m3。
老空水是长期积存起来的，多为酸性水，有较强的腐蚀性，对矿山设备危害甚大。老空区突水时，水势猛，破坏性大，如与其他水源无联系，则突水可急剧减弱。通过确定充水水源，可有利于有效地为防治水提供资料。
15.3.3.2 矿井充水通道
范各庄井田范围内充水通道主要有以下3种方式:
(1)地质构造
范各庄井田煤系地层下部以奥陶纪石灰岩为基底，上部有巨厚冲积层覆盖。井田南北两翼均为向斜构造，中间为单斜构造，有良好的储水条件，地下水极易沿岩层的孔隙、裂隙集中而达到饱和，其结果使所有含水层均为承压状态。突水与构造密切相关，断裂构造规模和力学性质以及区域内断裂构造的复杂程度是发生突水的重要因素，本区主要受3个地质构造单元的影响:北部塔坨向斜区、中部单斜区、南部毕各庄向斜区。
(2)岩溶陷落柱
岩溶陷落柱是范各庄井田煤系地层与奥纪灰岩强含水层之间的特殊导水通道，也是最难防治的充水因素。至今已经发现的14个岩溶陷落柱，分布在北二石门至南一石门的范围内，在二水平井口区较为集中。
(3)封闭不良钻孔
井田南翼毕各庄区的84－7孔(坐标:381542.21，93430.62)钻进至634.83m时发生钻杆折断事故，钻杆掉在377.69～634.83m位置，共丢失钻杆257.14m，钻孔在各煤层中的偏斜位置也不清楚。尽管采取了一些力所能及的措施，在377.69m以上封了黄土，但只是对冲积层进行了一些封堵(冲积层底面深度为368.29m)。该孔在煤系地层中仍起导水作用，属于水害隐患，采掘工程接近该孔时应给予高度重视。此外，89－J3(391135.66，93941.63)孔、95－J1(385372.1，92549.97)等长期水文观测孔已被村民破坏，地面无标志，需根据采掘工程安排，提前做好封孔工作。同时，井田内长期水文观测孔受采掘波及影响，应及时封孔处理。
2. 水文地质基本知识
(一)地下水的形成和分类
1.地下水的形成
自然界中的水以气态,液态和固态的形式存在于大气圈、水圈和岩石圈中。大气水、地表水和地下水并不是彼此孤立存在的,它们之间实际处于不断运动,相互转化的过程之中,这一过程称为自然界中的水循环(图1-12)。按其循环范围和途径的不同,分为大循环和小循环。
地下水的形成就是水的循环过程中水通过渗透和水汽的凝结作用而形成的。由大气降水和地表水渗入地下形成的地下水称为渗入水。其方式是大气降水通过岩石的空隙向下渗入形成地下水,地表水是通过岩土空隙在地表水柱压力和毛细力作用下渗入地下形成地下水。此外,在大气中含有的水汽和岩石空隙中的水汽在温度降低达到饱和时,就开始凝结成水滴,当水滴汇聚起来就成为地下水。我们把水汽凝结而形成的地下水称为凝结水。而且我们还得出这样的结论:地下水的来源主要来自大气降水的渗入,地下水是水资源的重要组成部分,虽然能不断得到补给,但它并非取之不尽用之不竭,如果不合理使用,水资源储量将会减少乃至出现枯竭。
图1-12 自然界中水的循环示意图
①含水层;②隔水层;③大循环;④小循环
2.地下水的分类
地下水按含水层性质分为孔隙水、裂隙水和岩溶水三类。
(1)孔隙水
埋藏在孔隙岩层中的地下水称为孔隙水。孔隙水广泛分布于第四系松散沉积物中,如洪积、冲积、坡积、风积和海相沉积等岩层中。在坚硬和半坚硬的岩石中也有少量分布。孔隙水由于存在于岩土的孔隙中,因此孔隙的分布、大小、形状、排列等,直接影响着孔隙水,这也就取决于松散沉积物的岩性、分布等特点。孔隙水具有如下特点:
1)孔隙水存在于岩土孔隙中,因此各种类型的具有孔隙的松散沉积物,都可以赋存孔隙潜水或孔隙承压水。因此掌握沉积物的沉积规律、特征,是寻找该含水层和初步评价含水层以及选择供水施工工艺和供水结构设计的重要依据。
2)松散岩土孔隙发育,分布密集且均匀,相互连通,呈层状分布,具有统一的水动力联系,所以孔隙水一般呈层流运动。很少见到透水性突变等特征。
3)由于松散沉积物具有不同的成因类型,它们所分布的地貌也不同,因此可形成不同类型的孔隙水,它们的均匀性也各有差异。
4)孔隙水的补给来源主要是大气降水,在特定条件下,地表水也可成为重要的补给来源之一,在条件适宜的地方,深部裂隙水或岩溶水也可补给孔隙水。
5)孔隙水一般常存在于地壳表层,多以潜水形式出现,这对水源地勘察和供水井施工带来便利,同时对采矿带来一定的影响。
(2)裂隙水
埋藏和运动于基岩裂隙中的地下水称为裂隙水。基岩的裂隙是地下水的储藏和运动的场所,裂隙的发育程度和联通性直接影响着裂隙水的分布和富集。因此,研究基岩的裂隙具有重要而实际的意义。基岩裂隙按其成因可分为成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙三种类型。裂隙水的埋藏和分布很不均匀,主要受地质构造、岩性及地貌等因素的控制。按埋藏条件和含水层产状,可将裂隙水分为三种类型;面状裂隙水、层状裂隙水和脉状裂隙水。
1)面状裂隙水:赋存于各种基岩表部的风化裂隙中,某些巨大的交叉断裂带也属这一类。这种裂隙水上部一般没有连续分布的隔水层,具有潜水的特征。风化裂隙广泛分布,均匀密集,彼此连通构成面状分布的网状裂隙体系,因而构成统一水动力系统,具有统一的水面,属面状裂隙水或似层状裂隙水。
2)层状裂隙水:是指聚集于成岩裂隙及区域构造裂隙中的水。其埋藏和分布常有一定的呈层性,这种水称为层状裂隙水。由于各种裂隙交织相通,构成了具有统一地下水水面的网状系统,因此,其埋藏和分布常具成层性。
3)脉状裂隙水(带状裂隙水):是指埋藏和运动于构造断裂带或岩浆侵入接触带的水,常呈带状或脉状分布。这种水由于受断裂影响,往往补给源较远,循环深度大,水量、水位较稳定。一般具有统一的地下水力联系,有些地段可具承压性。是良好的供水水源。脉状裂隙水对矿床的开采、钻探及地下洞穴工程,常常造成巨大的困难和威胁,有时可突然造成涌水事故。
(3)岩溶水
贮存和运动于岩溶中的地下水称为岩溶水。岩溶水的分布较孔隙水和裂隙水有更大的不均匀性。它主要发育在石灰岩地区。由于水流对可溶性岩石(石灰岩、白云岩、石膏、钾盐、石盐等)以化学溶蚀为主,机械破碎为辅的一种特殊的地质作用,产生了特殊的地质现象(如石芽、溶沟、溶洞、石林、峰林、地下暗河等),将这种作用称为岩溶作用,将这种现象称为岩溶现象或岩溶形态,将这种地表岩溶现象,称为地表岩溶。由此可见,地下岩溶是岩溶水贮存和运动的场所。因而它与孔隙水、裂隙水相比,具有独特的埋藏、分布和运动条件。岩溶含水层水量往往比较丰富,常可作大型供水水源。
在岩溶地区采矿和勘探时,要仔细研究岩溶的发育规律,以防造成损失。
地下水也可按埋藏条件,分为上层滞水、潜水和承压水三类。
1)上层滞水。存在于包气带中局部隔水层上面的重力水叫作上层滞水(图1-13)。一般分布不广,是降水或地表水下渗时,被局部隔水层或弱透水层所阻而存积起来的地下水。这种水与季节和气候有直接联系。湿润季节或雨后出现,干旱季节或雨后不久即消失。补给区与分布区相一致。上层滞水一般只能作小型或暂时性供水水源。由于它距地表近,易被污染,如作饮用时要加以注意。防范水质污染。
图1-13 上层滞水和潜水示意图
aa'—地面;bb'—潜水面;cc'—隔水层面;OO'—基准面;h1—潜水埋藏深度;h—含水层高度;H—潜水位
2)潜水。埋藏在地表以下第一个稳定的隔水层以上,具有自由水面的重力水。潜水的自由水现称为潜水面如图1-13所示;潜水面至地表的距离称为潜水的埋藏深度(h1);潜水面上任一点的标高(H)称为潜水位;潜水面至隔水板顶面的距离称为含水厚度(h)。潜水的基本特点是:潜水面上部,一般无稳定隔水层存在,因此潜水具有自由的水面,不承受静水压力属无压水。在重力作用下,潜水由较高处向低处流动;通常大气降水、地表水经过包气带直接渗入而补给潜水,所以大多数情况下,潜水的分布区就是补给区,二者完全一致;潜水动态(水位、水质、水量等)受气候影响随季节性变化。如雨季,降水充沛,潜水获得补给量较多,致使潜水面上升,埋藏深度变小。因而呈现季节性变化;由于潜水埋藏较浅,易污染,易于取用。常为民用水源及工农业供水水源。
3)承压水。充满于两个隔水层之间的地下水叫作承压水(图1-14)。当这种含水层未被水充满时,其性质与潜水相似,称为无压层间水。由于承压水具有隔水顶板,因而它具有与潜水不同的特点,承压水的特点是:承压水具有承压性能,当钻孔揭穿到含水层后,在静水压力作用下,初见水位与稳定水位不一致,稳定水位高于初见水位。当水能溢出地表时,可形成自流,这种水头称正水头。如果承压水头不能流出地表,这种水头称负水头;承压水分布区与补给区不一致,且往往补给区小于承压区,因承压水具有隔水顶板,使承压含水层不能自隔水顶板上部的地表直接接受补给。补给区往往处于承压区一侧,位于地形较高的含水层出露的位置。排泄区位于地形较补给区低的位置;承压水自补给区流入承压区再向低处排泄,故承压水的水量、水质、水温等受气候影响较小,随季节变化不大,且显得稳定;承压水受地表污染少,它是最具战略价值的水源地。
图1-14 承压盆地构造图
a—补给区;b—承压区;c—排泄区1—隔水层;2—含水层;3—喷水钻孔;4—不自喷钻孔;5—地下水流向;6—静止水位;7—泉;H—承压水头厚度(m);M—含水层厚度(m)
(二)含水层及水文地质单元
1.含水层
地壳中的岩层有的含水,有的不含水,有的虽然含水(结合水、毛细水)但不能透水。我们把不透水且不含水的岩土层称为隔水层。透水的而又饱含重力水的岩土层称为含水层。
作为含水层必须是具备下列基本条件。
(1)岩层要有储存地下水的空间
岩土层要能含水,首先是在岩土层中必须要有储存地下水的空间(空隙),外部的水才能进入岩土层把水储存起来,并能在其中运动,才有可能成为含水层。由此可知,岩层具有空隙是含水层形成的先决条件,也是确定含水层存在的重要标志。
(2)要有储存地下水的地质条件
岩层有了空隙,虽然是含水层形成的首要条件,但它不是唯一的条件。同时,必须是具备一定的有利于地下水聚集和储存的地质条件,才能构成含水层。
(3)要有一定的补给水量
有了容水的空隙岩土层和有利蓄水的地质条件,并不一定有丰富的地下水,还必须具备充足的补给水量,才能使具有一定地质条件的空隙岩土层有水而构成含水层。有一定的补给水量不仅是形成含水层的一个重要条件,更重要的是关系到含水层水量的多少及其保证程度的一个主要因素。
2.水文地质单元
由水文地质要素(补给区、排泄区、含水层、隔水层等)组一个统一而完整的水文地质结构(单位),称为水文地质单元。一个水文地质单元可包括若干个蓄水构造,或者只有一个蓄水构造。研究水文地质单元才能揭示地下水的产生和发展变化规律,才能确切地认识、保护和合理地开发利用地下水资源。
补给区是指地下水接受水源补给的地区。它一般位于地形的相对高处或相对于排泄区的高处。
排泄区是指排泄地下水的地段,它一般处于地形的相对低处。河流、泉、某些断层都可以成为地下水的排泄通道。
3. 地理中的潜水指什么
潜水
英文：phreatic water
学科：水文地质学
释文：地表以下，第一个稳定隔水层专以上具有自由水面的地属下水。潜水主要赋存于第四系松散堆积物、基岩表层裂隙带或灰岩溶洞中。[1]潜水的自由水面称潜水面，地表至潜水面间的距离为潜水埋藏深度，潜水面到隔水底板的距离为潜水含水层的厚度。潜水层以上没有连续的隔水层，不承压或仅局部承压。补给来源主要有大气降水、地表水、其他地下水。降水和地表水通过包气带下渗补给，其他含水层通过径流补给。潜水是重要的供水水源，通常埋藏较浅，分布较广，开采方便。但易受污染，应注意保护。
参考资料：http://ke..com/subview/3480/9904075.htm?fromId=3480&from=rdtself
4. 潜水同承压水特征相比有哪些不同之处
潜水是地下水中第一个具有自由表面的重力水
承压水是充满于两个隔水层之间的水
潜水的特征：
1、潜水与包气带直接想通
2、潜水的补给为大气降水和地表水，排泄以泉、泄流、蒸发等、
3、潜水的动态受季节影响大、
4、潜水的水质取决于地形、岩性和气候
5、潜水资源易补充恢复
6、潜水易受污染、
承压水的特征：
1、承压水有上下两个隔水板，
2、补给主要来源于大气降水和地表水入渗，也有越流补给，排泄是以泉和其它径流方式向地表水体或地表排出，也可以通过上下部的含水层进行越流排泄。
3、动态比较稳定，气候、水文因素的变化影响较小。
4、水质取决于埋藏条件及其与外界联系的程度。
5、承压水的资源不容易补充恢复，资源具有多年调节性
6、受污染时难治理
5. 水文地质钻探的特点
钻探是利用机械设备和工具钻取地层岩石，以采得的岩心进行分析鉴定，为掌握钻孔的地质和水文地质情况的一种手段。它具有效率高、勘探深度大等优点。是水文地质勘探中广泛使用的手段。水文地质钻探与一般的矿产地质钻探比较，有其不同的自身特点：
（1）孔深较浅：在钻孔结构上，一般的水文地质钻孔深度较浅，多在200～500m之间，在松散层中一般不超过100m。
（2）孔径较大：由于水文地质钻孔大多要安装抽水设备和过滤器，因而钻孔的口径较大，多在150mm以上。
（3）钻孔结构复杂：为满足在一个钻孔通过抽水试验分别取得不同含水层为基本数据，要求必须分层止水以隔离彼此之间的水力联系，常需变换孔径，使得钻孔结构复杂化。
（4）常用清水钻进：在钻进工艺上，为了在穿过流砂层、砾卵石层、风化破碎带、构造破碎带等特殊部位时，不影响数据资料的真实性，往往要求用清水冲洗液钻进。
（5）多采用回转钻进：在钻进方法上，多采用转盘式钻机进行回转钻进。遇到砾卵石层则常用机械冲击式钻机进行冲击钻进。
（6）要进行简易水文地质观测：为了有助于判断钻进过程中水文地质条件的变化，除了对岩心进行详细描述外，还要作简易水文地质观测，即测定孔内水位、水温、冲洗液消耗量及涌水量等项目。
6. 我国山区水文地质基本特征
1.5.1我国山区地下水类型及其分布特征
按地下水赋存状态和含水岩层结构的不同，我国山区地下水可分为以下四大类型：松散沉积孔隙水、岩溶裂隙溶洞水、基岩裂隙孔隙水、多年冻土孔隙裂隙水。
这些地下水类型的形成和分布受气候、水文、地形地貌、地层、岩性的控制，各地条件不同，因此，它们的水文地质特征也不同。
1.5.1.1松散沉积孔隙水
这一类型地下水在山区主要分布在松散土孔隙和黄土层裂隙孔隙中。在这些地层中地下水有孔隙潜水和孔隙承压水。由于各地条件不同，含水层厚度、富水性、地下水动态也各异。
1.5.1.2岩溶裂隙溶洞水
碳酸盐岩溶是我国最主要的岩溶类型，它们主要分布在我国的西南、华南以及山西高原等地。这类地下水主要分布在坚硬层状的碳酸盐岩岩组、坚硬层状碳酸盐岩夹碎屑岩岩组及坚硬层状碎屑岩夹碳酸盐岩岩组中。纵观我国岩溶水不难看出如下基本特征：
（1）岩溶水类型和分布具有南北向显著差异。南方岩溶（主要分布在云贵高原、川东、鄂南、湘西山地、广西盆地等地）以暗河管道型岩溶水为主；岩溶发育，岩溶地貌类型十分齐全。北方岩溶（主要分布在山西高原上）以半裸露型岩溶为主，岩溶化程度较低，以溶隙水为主。北方岩溶主要发育于寒武、奥陶系地层中。网状发育的溶隙和开阔的汇水盆地使得其中的溶隙水水量较为丰富，多为岩溶大泉（如娘子关泉群、晋祠泉和龙子祠泉等），且水量较稳定。奥陶系灰岩岩溶水常造成矿床充水等工程地质问题。南方岩溶水大都赋存于上古生代和下古生代碳酸盐岩类中，时代较新，质纯层厚，多地下暗河、溶洞，易产生岩溶塌陷。
（2）岩溶水水量丰富，但分布极不均匀。一般地说质纯层厚的碳酸盐岩岩层，岩溶发育，岩溶水较丰富。如粤北地壶天群灰岩、白云岩和角砾状白云岩，钻孔单位涌水量为0.804～6.06L/s·m，而其下部的天子岭组花斑状、含泥质条带的灰岩钻孔涌水量仅为0.22～0.89L/s·m，即使同一层位，由于所处水文地质单元不同，其富水性也可能有很大差异。如滇东下二叠系灰岩最大钻孔单位涌水量为49.7L/s·m，而最小者仅为0.0002L/s·m。
（3）水质变化小，矿化度较低。岩溶水的水化类型主要为HCO3-Ca型，矿化度一般小于0.5～1g/L。白云岩分布区因岩层中Mg O含量增高，水质类型一般为HC03-Ca·Mg型。
1.5.1.3基岩裂隙孔隙水
这类地下水主要分布在岩浆岩建造、变质岩建造及碎屑岩建造的工程地质岩组中。碳酸盐岩夹碎屑岩岩组及碎屑岩夹碳酸盐岩岩组中的碎屑岩中也含有此类地下水。除碎屑岩中有孔隙水外，其余皆为裂隙水。按含水岩组类型及水动力特征，其可分为3种类型：
（1）岩浆岩裂隙水：以花岗岩基岩裂隙水分布最广，几乎各大山地均有分布。花岗岩风化裂隙较发育，但发育深度各地不一。同一地区裂隙发育深度一般是山顶较浅，山麓较深。在裂隙发育深度内，裂隙成网状组合，蓄存条件和渗透性能良好。加之地形起伏较大，地下水流失严重，因此，泉水众多，但流量较小。一般泉水流量小于5t/h，钻孔单位涌水量小于1t/h·m，属缺水地区。但是，构造破碎带与接触带却往往极为富水，泉流量较大，可达90t/h，是最主要的找水方向。
（2）变质岩裂隙潜水：其主要分布区有天山、阴山、辽东山地、昆仑山、秦岭、太行山、山东半岛、藏南、滇西及武夷山等地。地下水类型属构造—风化裂隙潜水，主要受大气降水补给，以地下径流及泉的形式排泄。裂隙的发育受构造的控制，发育深度一般为20～50m，且不均匀。裂隙发育的这种不均匀性在地形地貌的影响下使得裂隙潜水也表现出不均匀性。例如，地势低缓的丘陵地区，多为残坡积物覆盖，裂隙常被充填，故透水性较差、富水程度低；而地势相对陡峻的中高山区，覆盖较少，沟谷切割剧烈，渗入的降水很快以下降泉的形式排泄。所以在当地侵蚀基准面上只是透水，而不含水，只有在有利于水汇集的低洼地含水。因此，区内泉水众多，但流量小，一般不足5t/h，钻孔单位涌水量小于1t/h·m。变质岩系中的大理岩往往是富水的，如：安徽合肥的龙泉寺泉水，其流量达27t/h；湖北黄陵背斜大理岩分布的断裂带某钻孔单位涌水量为29.45t/h。
（3）碎屑岩孔隙裂隙潜水及承压水：碎屑岩类在我国分布极为广泛，含水层的岩性成因复杂，地层发育程度不一，同时经历了强烈的地壳运动，使岩层的裂隙、褶皱与断裂较为发育，为含水层随大气降水等渗透补给创造了良好的条件。我国东西向构造带与碎屑岩的地层成因、岩相变化、裂隙发育程度、富水性及水文地质构造特征等，均有极为密切的关系。因此，从南到北碎屑岩类裂隙水具有一定的分布规律。与此同时，含水层岩性的差异引起的富水性等特征的差异也是相当明显的。相对来说，砂层、砂砾岩、砾岩为较为富水的岩层，而页岩、泥岩、泥页岩类等则为富水性弱或极弱的岩层。除此之外，气候、地形、地貌、水文等因素的变化，对碎屑岩含水层富水性的影响也是相当大的。所以，碎屑岩孔隙裂隙水的富水性、水质、水位、水文地质结构等的变化是相当复杂的。
1.5.1.4多年冻土孔隙裂隙水
我国冻土地下水主要分为高纬度低海拔类型和低纬度高海拔类型两类。高纬度低海拔类型主要分布在大、小兴安岭北部及阿尔泰山地。地下水主要受雨水和融雪水补给，溶滤作用较强烈，水化学类型多为重碳酸钙型，呼伦贝尔平原以碳酸—硫酸、氯化物—硫酸盐型为主。低纬度高海拔类型多处在海拔4000m以上的青藏高原上，融雪水是其最主要的补给来源。补给丰沛、径流条件良好，水化学类型以重碳酸盐型为主。但藏北高原各湖区水质较差，多为硫酸盐型水，构成了众多盐湖。多年冻土区多冻丘、冰锥，常给工程设施带来不利影响。
1.5.2山区地下水位及变化特点
基岩裂隙水水位变化十分复杂，随地形而变化，大致与地形起伏相吻合。一般山区埋深较大，山前地带埋深较浅。如太行山区埋深一般为20m，山前一般小于10m，大、小兴安岭山区一般小于10m，山前地区一般小于2m。
由于岩溶化作用向纵深发展，岩溶水的埋深一般较大，可达数十米，甚至于数百米。相对来说，南方岩溶化程度较北方高，其水位埋深也应比北方岩溶区的埋深大。西北黄土孔隙水，因黄土厚度大，气候干旱，因此，其水位埋深也很大，一般约达数十米至数百米。
潜水天然动态特征
潜水天然动态曲线南方以多峰为主，北方以双峰和单峰为主，高峰期逐渐由南向北朝后推移。这是由于秦岭—淮河以南地区降雨季节来临较早且持续时间长；以北地区雨季较短且多集中于秋季造成的。西北高山区，受气候垂直变化控制，动态特征亦随高度而变化。
1.5.3山区浅层地下水水化学特征及其侵蚀性
1.5.3.1浅层地下水的主要水化学特征
浅层地下水主要受气候、地形因素的控制，表示了自东南向西北，地下水矿化度逐渐增高的地带性变化。即由溶滤作用低矿化重碳酸盐为主的淡水过渡为溶滤盐化作用有成因成分复杂的以硫酸盐或氯化物为主的咸水带，甚至最后过渡为浓缩作用成因的氯化物盐卤水带。并且每个盆地还呈现了由山前到盆地中心或至滨海的水化学水平分带规律。
华南、华中广大地区，广泛分布溶滤作用成因的矿化度小于0.2g/L或0.2～0.5g/L的重碳酸型淡水。向西对广西、云贵高原碳酸盐岩分布区，潜水矿化度增至0.2～0.5g/L，水化学类型以重碳酸—钙，重碳酸—钙镁型为主。再向西对横断山脉北段和青藏高原东部边缘地带，矿化度则增至0.5～1.0g/L，水化学类型以重碳酸—钙镁型为主。
秦岭—淮河以北的华北平原的周边山地，浅层水皆为矿化度小于0.5g/L的重碳酸—钙、钙钠型溶滤水。在平原区变化较复杂，一般由山前到盆地中心，而黄淮海平原则由山前至滨海都由低矿化（矿化度小于1g/L）的重碳酸盐水逐渐过渡到矿化度1～3g/L（个别1～5g/L）的重碳酸氯化物、硫酸氯化物或氯化物硫酸型微咸水。最后发展为5～10g/L或大于10g/L的氯化物盐水。
大兴安岭山地分布的岛状及多年冻土地下水，不利于盐分的积累，因此为矿化度小于0.2g/L的重碳酸—钙型溶滤淡水。松辽平原浅层水为矿化度约0.5～1 g/L的重碳酸—钠钙型溶滤淡水。中部低洼地区，矿化度可增至1～3g/L，成为重碳酸氯化物—钠钙类型的溶滤—盐化作用的咸水。华北平原以西的黄土高原，水化学成分自东南向西北逐渐变化。高原东南部及中部地区，一般矿化度小于1g/L，为重碳酸—钙钠型水；向北至长城以北地区，矿化度增至1～5g/L，水化学类型以硫酸氯化物—钠及氯化物硫酸—钠型为主。
我国西北干旱区地下水化学成分的变化复杂多样，但总体上看仍以由东向西变化的重碳酸盐水为主，西部则以氯化物水居优势，体现了总的区域差异。此外该区地下水化学的另一特点是，有时缺失硫酸盐水带，由重碳酸盐水带可直接过渡到氯化物水带。
青藏高原中部及西北部，多年冻土广布，冻结层上水因直接受降水和冰雪融水补给，水质良好，多为重碳酸盐水，矿化度一般小于1g/L，有时为1～3g/L。冻结层下水多为自流水或深层基岩构造—裂隙水。
在滨海地区的狭长地带，地下水受海水成分的混合作用，分布有不同矿化度的氯化物—钠水及重碳酸氯化物—钠型水。在长江以北渤海湾区矿化度多大于10g/L，有时高达50g/L，水型为氯化物硫酸盐或氯化物—钠类型。在东南沿海地带。因气候潮湿，地下水受冲淡作用，矿化度一般在1～5g/L之间，很少超过10g/L，水化学类型以氯化物—钠或重碳酸氯化物—钠的混合类型为主。
1.5.3.2浅层地下水对混凝土的侵蚀性
一般当地下水中p H<6.0（或侵蚀C02>15mg/L）时，地下水对混凝土具有分解型侵蚀；而当水中的
（1）分解型侵蚀：气候湿润，地形起伏，地下水交替较强烈，地层中含有煤层、硫化矿体淤泥等或有酸性工业废水渗入等。
（2）结晶型侵蚀及结晶—分解型侵蚀：气候干燥，地形平坦或封闭，地下水交替缓慢，且埋藏浅，蒸发浓缩作用强烈或地层中含有石膏、芒硝、各种盐类、硫化矿体等，或有大量硫酸盐、镁盐及铵盐的工业水渗入等。
侵蚀性地下水的上述形成条件控制了其分布，因此，分解型地下水主要分布在东南沿海地区、长白山地、滇西山原地带、秦巴山地等。除此以外，在一些煤层区、城市区、有机土分布区亦有零星分布。结晶型侵蚀地下水主要分布在华北平原及长江三角洲平原和下辽河平源的滨海地带、黄土高原北部地下水浅埋带、内蒙古高原、西北各大内陆盆地之中。此外，在四川、南昌、滇中等红层分布区以及各大型石膏、硫化矿、盐矿、芒硝等矿体附近亦有分布。据现有资料来看，结晶—分解复合型侵蚀只在宁夏的同心、新疆的阿克苏、内蒙古的满洲里等地有零星分布。
7. 根据潜水等水位线图，可以得到哪些水文地质信息
潜水的概念复：饱水带中制第一个具有自由表面的含水层的水称为潜水。
潜水的埋藏条件，决定了潜水具有以下特征：
（1）由于潜水面之上一般无稳定的隔水层存在，因此具有自由表面。（2）潜水在重力作用下，由潜水位较高处向潜水位较低处流动，其流动的快慢取决于含水层的渗透性能和水力坡度。潜水向排泄处流动时，其水位逐渐下降，形成曲线形表面。(3)
潜水通过包气带与地表相连通，大气降水、凝结水、地表水通过包气带的空隙通道直接渗入补给潜水，所以在一般情况下，潜水的分布区与补给区是一致的。(4)
潜水的水位、流量和化学成分都随着地区和时间的不同而变化。
潜水等水位线图可以解决以下问题：
(1)
确定潜水方向(2)
求潜水的水力坡度(3)
确定潜水的埋藏深度（4）提供合理的取水位置（5）推断含水层岩性或厚度的变化（6）确定地下水与地表水的相互补给关系（7）确定泉水出露点和沼泽化的范围
8. 潜水有哪些特征
潜水是具有自由水面的地下水，不承受静水压力；水位受降水等因素影响而升降；它在重力作用下，由潜水位较高的地方渗流向较低的地方处，是地下径流的主要源泉。
9. 潜水与承压水的不同水文地质特征
潜水是地下抄水中第一个具有自袭由表面的重力水
承压水是充满于两个隔水层之间的水
潜水的特征：
1、潜水与包气带直接想通
2、潜水的补给为大气降水和地表水，排泄以泉、泄流、蒸发等、
3、潜水的动态受季节影响大、
4、潜水的水质取决于地形、岩性和气候
5、潜水资源易补充恢复
6、潜水易受污染、
承压水的特征：
1、承压水有上下两个隔水板，
2、补给主要来源于大气降水和地表水入渗，也有越流补给，排泄是以泉和其它径流方式向地表水体或地表排出，也可以通过上下部的含水层进行越流排泄。
3、动态比较稳定，气候、水文因素的变化影响较小。
4、水质取决于埋藏条件及其与外界联系的程度。
5、承压水的资源不容易补充恢复，资源具有多年调节性
6、受污染时难治理
10. 潜水的特点有哪些
攀岩、蹦极等极限运动都不如自由潜水富有挑战性和危险性，事实上，这项运专动有古老的历史，属很早以前，就有人潜入海底去寻找食物和宝贝。意大利潜水员马贝托·皮利兹里说：“自由潜水是进入另一个世界，没有重力，没有颜色，没有声音，是一次进入灵魂的跳远。”