水文地质学环境工程专业.docx
《水文地质学环境工程专业.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水文地质学环境工程专业.docx（56页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
水文地质学环境工程专业
绪论
理解水文地质学的研究对象与任务，了解水文地质学的研究意义。
1．水文地质学的研究对象
水文地质学〔hydrogeology〕是研究地下水的专门学科。
它是在地质科学〔如地层学、岩石学、构造地质学、地球化学、地球物理学等〕的根底上，和其它一系列根底自然科学（如数学、物理学、化学、生物学等）以及水文科学相互结合，相互渗透，逐渐开展成为一门跨学科的综合性边缘学科。
地下水是存在于地下岩石中的水分。
其存在形式多种多样，狭义上的地下水是地下1000m范围内岩土空隙中的水，是本课程的主要研究对象。
水文地质学主要研究地下水的来源、分布规律、埋藏条件、物理性质、化学成分、运动规律、动态特征、勘察方法以及不同条件下的合理利用与保护、防治地下水的危害等方面。
2．水文地质学的研究意义
地下水对人类的影响是多方面的。
归纳起来，表现在两个方面：
1．有利方面
（1）供水水源
水是人们赖以生存的珍贵资源。
水资源包括地表水资源和地下水资源，地下水以其水质好、分布广泛、变化稳定、以及便于利用而得到广泛应用。
在干旱、半干旱地区，地下水往往是主要的，甚至是唯一的生活及工农业供水水源。
①生活用水——城市生活用水要求水质好〔必须符合饮用水水质标准〕、水量稳定。
地下水普遍能满足这些要求，所以常作为生活供水水源开发。
全世界用于生活水量占总用水量的5%。
②工业用水——工业生产过程中或制造的产品需要用到大量的水。
占总水量的20%。
③农业用水——农业灌溉用水量十分巨大，据统计，全世界总用水量的75%。
（2）矿物原料：
地下水本身是游泳的矿物原料，尤其含化学成分高的地下水。
可从中提取多种有用的化合物和元素，如自贡地下卤水，含盐量70g/l，含有井盐（NaCl）、钾盐、芒硝、溴、碘、钡等成分。
开采历史悠久。
（3）医疗用水：
地下水中含某些特殊成分如放射性元素、特殊气体且具有较高温度时，常具有医疗意义。
温泉多数具有医疗成效。
（4）地热：
地下水热水可发电、取暖。
水常常是开发利用地热资源的载体。
（5）水化学找矿：
利用地下水中化学组分的异常特性帮助寻找矿藏，如硫化矿藏、放射性矿藏、石油等。
2．不利方面
（1）对采矿活动的影响：
矿床充水
（2）农业上的盐渍化与沼泽化：
地下水埋藏浅
（3）对各类建设工程的影响：
（4）环境恶化：
地下水污染、开采、排放地下水造成的环境问题等
（5）地方病：
天然条件下地下水中的化学元素的富集或缺乏形成的具有地域分布的疾病
3．水文地质学的开展
我国水文地质学作为地质科学中的一门独立学科，实际上创立于新中国建立之后的50年代。
传统水文地质学的根本概念在早期50~60年代，主要从前苏联引进。
70年代以来，与西方国家之间的学术交流与国际合作日益频繁，促使我国水文地质学的迅速开展；特别是许多新理论、新技术的输入，导致传统水文地质学逐渐演化，进入到现代水文地质学的新时期。
“水文地质学〞这一术语，虽然早在19世纪初，就在欧洲被正式提出来；但真正成为地质科学中一门比较完整、系统的独立学科，只是20世纪30~40年代的事。
特别是二次大战结束以后，随着地质科学的迅速开展，西方许多国家（包括前苏联）对地下水的研究，开始在地质科学的根底上（如地层学、岩石学、构造地质学、地球化学、地球物理学等），和其它一系列根底自然科学（如数学、物理学、化学、生物学等）以及水文科学相互结合，相互渗透，逐渐开展成为一门跨学科的综合性边缘学科。
水文地质学从研究地下水的自然现象、形成过程和根本规律，开展到对地下水的定性、定量评价；它的根本理论，勘察方法和应用方向，也逐步形成。
从70年代以来，水文地质学又从地下水系统的研究，进一步扩大为研究地下水与人类圈内由资源、环境、生态、技术、经济、社会组成的大系统。
因此水文地质学的研究目标，开始转入到研究整个水系统与自然环境系统和社会经济系统之间相互关系的新时期。
我国对地下水的认识和开发利用，虽具有数千年的悠久历史，但真正运用地质科学的理论与方法，进行地下水的调查研究，仅开端于20世纪30年代。
如老一辈的地质学家朱庭枯、谢家荣等，曾于这一时期分别到过江西、河南及南京等地区，进行地下水的调查研究，并著有论文或报告。
但水文地质学，作为地质科学领域内一门独立的应用地质学科，是在新中国成立后50年代，才迅速开展起来的。
水文地质学界的泰斗——陈梦熊先生把我国水文地质学的开展历史，划分为四个阶段，即：
1萌芽阶段（20世纪前）；
2初始阶段（1930~1950），开始应用地质学的根本理论研究地下水；
3奠基阶段（1950~1980），主要在苏联学术思想影响下，奠定水文地质学的理论根底，是区域水文地质学与农业水文地质学的开创时期；
4成长阶段（1980~），是水资源水文地质学、城市水文地质学与环境水文地质学的开展时期，主要受西方科学技术思潮影响，如系统论、系统工程、计算机技术等新理论、新技术的输入、使我国的传统水文地质学，开展到一个以研究水资源与环境问题为重点的现代水文地质学。
4．我国水资源概况及地下水资源的开发利用
1．我国水资源概况
水资源总量是由地表水资源和地下水资源组成的。
我国多年平均径流量为28124亿m3，其中河川径流量占94.4%。
我国平均年降水量61889亿m3，降水量的45%转化为地表和地下径流，其余消耗于蒸散发。
我国河川径流量居世界第6位，约占全球河川径流量的5.8%。
平均径流深度284mm，为世界平均的90%，居全球第7位。
我国水资源总量虽然比较丰富，但按人口和耕地分配，水资源数量十分有限。
我国水资源按耕地面积与人口数平均，每公顷耕地占有的径流量为28320m3，仅为世界平均的80%；平均每人年占有的径流量为2260m3，缺乏世界平均的1/4，约相当于美国的1/6、巴西的1/19、加拿大的1/58，年径流量仅为我国的1/5的日本，每人平均占有的径流量却是我国的2倍。
可见，按人口和耕地平均拥有的水资源量还相当紧缺，因此水资源是我国十分珍贵的自然资源。
2．地下水资源的开发利用情况
建国以来，由于普遍进行了水文地质普查，根本查明了地下水的分布规律，使我国地下水资源，得以有方案的开发利用，对促进工农业的开展和城市建设，发挥了重要作用。
特别是促进农业灌溉方面，对抗旱保收，提高粮食产量，取得了显著效益。
根据全国地下水开采量的统计，总开采量为746×108m3/a，约占天然资源的11.6%。
其中平原区占76%，山区占24%。
按区域划分，北方占85%，南方占15%。
北方平原地区占全国开采量的72%，而南方仅占3.5%。
由此可见，全国地下水的开采量，以北方平原占主要地位。
其次是岩溶水，不管北方或南方，其开采量均超过总开采量的10%，而裂隙水仅占岩溶水开采量的10%。
我国北方地区，由于气候枯燥，降水缺乏，解放前经常受到干旱的威胁，粮食不能自给。
50年代经过水文地质普查以后证实，华北平原、松辽平原、河套平原、河西走廊等主要农业区，地下水资源丰富。
自60年代起，在这些地区就有方案地把开展井灌作为主要水利化方向。
据统计北方17省、市地下水用于农业灌溉，年开采量达400×108m3×108亩。
其中华北平原的年开采量就达280×108m3×108亩，超过了地表水的灌溉面积。
例如河北平原近30年来，已打农灌井140多万眼，年开采量约100×108m3，井灌面积3000多万亩，占耕地面积的1/3以上。
因而屡次在遇到严重干旱的情况下，农业生产仍然得到丰收。
西北干旱地区，地下水依靠山区河流的补给，在山前平原形成富集带，地下水资源相比照拟丰富，特别在绿洲地区，农田灌溉主要依靠泉灌与井灌。
但目前西北地下水的开采程度还比较低，如河西走廊，除石羊河流域地下水的开采量已出现严重超采现象以外，黑河流域及疏勒河流域地下水的开采量均不到补给量的20%。
新疆及柴达木盆地，地下水的开采量也比较低，仅在局部地区开发程度较高。
西北内陆盆地严重缺水，而地下水开发程度较低，其主要原因之一，是有关部门往往偏重地表水的开发，尽量提高地表水的引用率，而无视地下水的合理利用，这是一个值得探讨的有关西北水资源开发的战略问题与方针政策问题。
根据西北水资源的特点，优先充分开发利用地下水，具有以下有利条件：
①能就地开采，投资少，见效快，经济便利；②无蒸发损失；③利用地表水与地下水的转化关系，可提高水资源的重复引用率；④有利于环境生态平衡。
相反，如无节制地提高地表水的引用率，不仅在经济上投资大、见效慢，而且引水距离远，渗漏损失及蒸发损失大，防渗工程艰巨，还会导致泉流量削减，造成泉灌系统的破坏，并且不利于环境生态平衡，容易造成盐渍化、沙漠化等恶果。
西北新构造运动强烈，如祁连山、天山均属地层活动带，不利于在山口修建水利工程。
因此今后西北干旱地区的水利化方向，如何根据水资源特点，权衡得失，因地制宜，探索水资源开发的最优化方案，是当前亟待解决的一个重要课题。
南方局部缺水地区，如雷州半岛在50年代就已经发现是一个构造良好，主要由第三系、第四系组成的自流盆地，地下水资源十分丰富。
从60年代起就大力开展井灌，现已灌溉耕地40×104亩。
四川红色盆地也是南方严重缺水地区之一，经过多年来的调查研究，已有40多个县在红层风化裂隙带开发利用浅部潜水，灌溉土地68×104亩，同时也解决了当地人畜饮用水问题。
岩溶水已成为农业或城市和工业供水的重要水源之一，不管是南方或北方，都普遍得到开发利用。
如太原、济南、淄博、大连、宝鸡、淮北、昆明、广州等城市，都不同程度地利用岩溶水作为供水水源。
山西及太行山地区的许多岩溶大泉，大局部被利用作为灌灌水源。
由于这类大泉流量大而且比较稳定，也适宜作为工业用水。
而上述地区煤炭资源丰富，能否建立能源基地，主要决定于水源。
如何权衡轻重，合理解决农业用水与工业用水的矛盾，是该地区一个值得研究的重要问题。
西南地区的许多暗河，有美好的开发前景。
但目前暗河发育地区也是严重缺水地区，人民生活贫困。
要改变这类地区的落后面貌，开发利用暗河资源是一条重要途径。
有些地方，已根据不同情况，采取了各种不同的工程措施。
如修建引水工程、地下水库、“天窗〞扬水工程以及利用水头修建小型发电站等，对解决当地的生活用水和局部耕地的灌溉水源，发挥了重要作用。
随着工业的开展和城市人口的增加，地下水在工业和城市供水中，日益显得重要。
据不完全统计，全国181个大、中城市中，有61个城市主要采用地下水。
有40个城市为地表水、地下水兼用。
华北27个主要城市中，总用水量为782×104m3/d，其中地下水占686×104m3/d，为总用水量的87%。
北京市地下水的年开采量达25×108m3（包括农业用水），占全市总用水量的60%×108m3／a。
其它如西安、太原、石家庄等城市，地下水的开采量达100×104m3/d左右。
南方由于地表水污染，许多大中城市也纷纷改用地下水。
例如江苏省的南京、常州、徐州等10个城市，地下水年开采量已达4.5×108m3。
另一方面，随着城市人口的增加和工农业的开展，需水量大幅度增长，有些城市因缺乏合理规划，已出现由于超量开采造成水源紧张或水源枯竭。
同时由于大量工业废水不合理的排放，以及农田施用农药化肥等原因，使地下水遭到污染，不仅影响人民健康，而且使原来已经紧张的水源更趋紧张，成为环境保护亟待解决的一个重要问题。
滨海平原的假设干城市，如上海、天津等，地下水的大量开采还导致地面沉降等公害，给国民经济带来严重损失。
综上所述，地下水的开发利用，如何全面规划、合理利用、加强管理和保护地下水资源，已成为当前急需解决的一个重要课题。
1地球上的水及其循环
重点：
地下水与地表水、大气降水之间的关系——“三水〞转化。
1.1地球上的水与自然界的水循环
地下水的自然界水的一个重要组成局部，参与水循环，说明了地下水与地表水、大气水之间的密切关系，决定了地下水作为一种与其他矿产资源不同的资源，具有可再生性的特点。
1．自然界中水的分布状况
从大气圈到地壳上半部属浅部圈层水。
其中分布有大气水、地表水、地下水8km3。
假设将这些水均匀平铺在地球外表，水深约2718m。
但其中咸水约占97.47%，淡水只占2.53%。
大气水、地表水和地下水的体积比重分别为0.001%、76%和1.723%。
大气水的比重虽然很小，但却是最活泼的局部，是维系自然界水循环运动的最主要的环节。
2．自然界的水循环
水循环的动力：
重力和太阳辐射热。
按循环尺度分大循环、小循环两种类型。
大循环——海陆间水分的循环往复的运移。
影响全球气候。
小循环——海海间、陆陆间的水分循环。
影响小气候，有利于当地的水资源的保持。
水循环是三水转化的表达。
1.2影响地下水形成与动态的气象、水文因素
1．气象因素
气象和气候因素对水资源的形成和分布具有重要影响。
气象因素众多，其中蒸发、降水这两个因素是水循环的重要环节。
（1）蒸发：
在常温下水由液态变为气态进入大气的过程称为蒸发。
蒸发是大气水的主要来源。
有了蒸发，水循环才能不断进行。
蒸发的分类：
水面蒸发：
发生在地表水体外表上的蒸发。
是蒸发的主要局部。
土面蒸发：
土壤中的水通过土壤外表的蒸发。
地下水位接近地外表时常以土面蒸发的形成进入大气。
叶面蒸发〔蒸腾〕：
地下水被植物根系吸收并输送到叶面，通过叶面空隙散发到大气中。
蒸发的强烈程度用蒸发量表示。
单位时间内由于蒸发作用而失去的水量称为蒸发量，一般以水层厚度（mm）表示。
水面蒸发量又称为蒸发度，是表示一个区域蒸发强烈程度的指标，这是因为蒸发度较土面蒸发和叶面蒸发容易测定。
蒸发度=2蒸发量。
蒸发不仅影响地下水水量，导致水量的减少，同时还使水质变坏。
（2）降水
当空气中水分到达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或故态的形式降落到地面的过程称为降水。
空气冷却是导致水汽凝结的主要原因。
降水通常发生在暖湿空气和冷空气交汇的时候和地区。
另外，降水的发生需要空气中含凝结核〔尘埃〕。
降水的形式：
露、霜〔低空凝结〕；雨、雪、雹〔高空凝结〕
降水的多少用降水量表示：
单位时间内〔通常为一年〕降落到地面的水量称为降水量。
以某一地区在某一时期降水的总量平铺在地面得到的水层厚度表示。
降水补给地下水的决定因素：
降水强度：
单位时间内降水量〔mm/min〕。
按降水强度将降水分为暴雨〔>0.5mm/min〕、淫雨〔<0.5mm/min且降水时间长〕、细雨〔<0.5mm/min且降水时间短暂〕，其中对地下水的补给最有意义的是淫雨〔如春夏之交江南和江淮地区的黄梅雨〕，另外雪对补给地下水也有利。
降水形式：
包气带岩石性质：
岩石透水性好，补给有利。
地形与植被：
地形平缓、植被发育有利于入渗补给。
降水是地下水的主要补给来源，有时甚至是唯一来源。
一个地区水资源总量的大小主要取决于降水的多少。
下面的资料说明了这一点：
平原地区的各项补给量，主要包括降水入渗、河流入渗、渠系入渗、灌溉回归以及山区侧向补给，其中以降水入渗占主导地位。
根据全国平原孔隙水主要补给项的统计（表4），降水入渗占64%×108m3%（表5）。
由此可见，北方地下水降水入渗的比例更大，因而降水对地下水资源起决定作用（见图2）。
由于东南及西南季风影响，雨季降水集中，而旱季那么水量严重缺乏，年际变化也较大，造成水资源在时间上分配的不平衡。
降水渗入地下的量的多少用入渗系数表示：
它是指渗入地下的水量与降水量的比值。
在实际工作中，降水量和蒸发量〔水面蒸发〕资料主要从当地气象部门收集，有时候需要建立专门的观测设备进行实际观测各种蒸发量尤其是土面蒸发量。
2．水文因素
地表水与地下水的关系十分密切。
他们之间相互联系、相互转化，共同构成了一个地区水资源的总量。
这里需要弄清几个关于地表水的概念。
径流：
降落在地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
沿地表流动的水流称为地表径流；在地下岩石空隙中流动的水流称为地下径流。
据统计，全球大陆地区年平均有47000km3的水量通过径流返回海洋，约占陆地降水量的40%，这局部水量大体上是可资利用的淡水资源。
水系：
汇注与某一干流的全部河流的总体构成一个地表径流系统，称为水系。
流域：
一个水系的全部集水区域称为该水系的流域。
流域内降水均通过各支流汇注于干流。
相邻两个流域之间地形的最高点连线称为分水线，又称分水岭。
地下水也有流域、分水岭等，大局部情况下，地下水与地表水分布是一致的，但有时是不一致的，而且地下水的流域、分水岭等不如地表水那样容易识别。
在水文学中常用流量、径流总量、径流模数、径流深度、径流系数等特征值来说明地表径流，这些概念在水文地质中也很常用。
流量：
单位时间内通过河流某一断面的水量，单位为m3/s。
流量=过水断面面积⨯该断面水流的平均流速。
径流总量：
某一时段内通过河流某一断面的总水量，单位为m3。
径流总量=流量⨯时段长度。
径流模数：
单位流域面积上平均产生的流量，以L/s⋅km2表示。
径流深度：
某时段内总径流量均匀地平铺在测站以上整个流域面积上得到的水层的厚度，以mm表示。
径流系数：
同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值，以小数或百分数表示。
1.3我国的水文循环概况
我国绝大局部地区为季风气候，一年中雨季与旱季清楚，降水的时空分布很有规律。
我国的地理格局：
西高东低，东临太平洋，西南临近印度洋。
天气系统：
蒙古高压，副热带高压。
我国水文循环的特点是：
1.降水在时间上的分布不均匀性：
夏秋季多、冬春季少。
2.降水在空间上的分布不均匀性：
南方多、北方少。
降水的时空分布特征决定了我国水资源的分布特征。
因为，无论地下水资源还是地表水资源，作为自然界水循环的一个环节，均以大气降水为补给来源。
一个地区水资源的丰富程度主要取决于降水量的多少。
降水量大，水资源就丰富，否那么就贫乏。
由于降水在时间上的不均匀性，地表径流由于循环速度快，利用率受到限制；而地下径流比较缓慢，分布也较广泛，无论在时间和空间上均可起到一定的调节作用，所以在某些地区和某些时间内地下水处于很重要的地位。
但是，应该注意到，地下水的补给来源也是以大气降水为主的，即使在降水稀少的地区找到了丰富的地下水，也是当地及其周围地区长期以来由各种降水补给或积聚而来，是多年水文循环的结果。
能够长期开采使用的地下水量应该是该地区经常参与水循环的那局部水量，当用水量超过了参与水循环的总水量时，实际上是提取了多年积聚的那局部水量，这局部水量是难以在短时间内恢复补充的，有时是无法恢复的。
所以，在开发利用地下水时，应该做到有序和有度。
同时要做好地下水的保护工作，使它免于遭受污染。
1.4自然界的水均衡
水均衡：
研究水循环的数量关系。
1．整个地球水均衡：
降水、蒸发、地下径流、地表径流四者之间的关系。
2岩石中的空隙与水分
2.1岩石中的空隙
地下岩石中存在空隙，为地下水的赋存提供了空间条件。
“地壳表层岩石就象吸满了水的海绵〞〔维尔纳茨基语〕。
岩石空隙是地下水储存的场所和运动的通道。
空隙的大小、多少、形状、连通状况和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。
岩石的空隙分三类：
孔隙、裂隙和溶穴。
1．孔隙
松散岩石中颗粒或颗粒集合体之间的空隙称为孔隙。
孔隙长短轴比值接近1。
孔隙体积的大小决定了岩石储容地下水的能力的大小。
孔隙体积的大小一般用孔隙度表示。
孔隙度是指某一体积岩石〔包括岩石颗粒和孔隙在内〕中孔隙体积所占的比例〔以小数或百分数表示〕。
即：
或
不同岩石的孔隙度是不一样的。
下表列出了局部岩石的孔隙度：
岩石名称
泥炭
粘土
砂
中新生代
老砂岩
灰岩
火成岩与变质岩
N〔%〕
80
35-50
30-35
15-25
10-15
3-5
1-4
影响孔隙度大小的因素：
对于粗粒土，分选程度、颗粒排列情况是主要因素，颗粒形状、胶结充填情况也有影响。
对于粘性土，结构和次生孔隙那么影响较大。
颗粒排列情况：
假设组成岩石的颗粒是等粒〔不管颗粒直径如何〕且为球形，那么立方体排列时〔最松散排列〕孔隙度为47.6%、四面体排列时〔最紧密排列〕孔隙度为26%，其他排列方式时孔隙度界于26~47.6%之间。
颗粒分选程度即不等粒性：
岩石分选性越差，颗粒大小越不等，孔隙度越小。
所以含砂砾岩10~15%。
颗粒形状：
组成岩石的矿物颗粒可为板状、片状、条状、棱角状等，排列不紧密，相互架空，所以孔隙度较大。
粘土的孔隙度可达50-60%。
岩石胶结程度：
胶结程度越高〔胶结物越多〕，孔隙度越低，胶结差或不胶结时，孔隙度大。
测定岩石孔隙度大小的方法有注水法〔砂〕和注汞法〔粘土〕。
2．裂隙
坚硬岩石中常存在裂缝——裂隙。
按成因裂隙可分为：
成岩裂隙——岩石在形成过程中由于冷凝收缩或固结干缩而产生的。
常见的成岩裂隙有玄武岩中的柱状节理、沉积岩中的层面。
构造裂隙——岩石受构造变动破裂产生的的裂隙。
最常见也最有水文地质意义。
风化裂隙——风化作用过程中产生的裂隙。
分布于地表或古风化壳，深度和厚度有限。
常在原有裂隙根底上开展。
裂隙的多少用裂隙率表示，包括体积裂隙率、面裂隙率和线裂隙率。
体积裂隙率：
裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值。
面裂隙率：
在野外选定有代表性的一定面积的岩石露头，测定裂隙的长度和宽度，获得裂隙的面积，该面积与包括裂隙在内的岩石面积的比值。
线裂隙率：
在岩心上测定每条裂隙在岩心轴线长度上的宽度，其总和与岩心长度之比值。
野外研究裂隙时，应注意测定裂隙的方向、宽度、延伸长度、充填情况等。
因为这些与地下水的储存和运移密切相关。
3．溶穴〔喀斯特〕
可溶的岩石如石灰岩、白云岩、石膏等在地下水的溶蚀下产生的的空洞称为溶穴或溶隙。
岩溶的发育程度用岩溶率表示：
溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石总体积的比值。
很少使用这个概念。
溶穴的规模相差很悬殊，大的溶洞宽可达数十米，高数十米甚至数百米，小的溶孔和溶隙仅几毫米。
岩石中空隙的发育情况实际上是很复杂的。
松散沉积物中主要发育孔隙，偶尔在形成时代较老的黏土中可见到裂隙。
基岩中以裂隙为主，孔隙在形成时代较新的岩石中有一定程度的发育。
可溶性岩石中岩溶发育，且一般在裂隙的根底上溶蚀而成。
孔隙在松散沉积物中普遍发育，且发育均匀。
具有通常意义上的地下水的多少那么与孔隙的大小有关，而与孔隙度的大小无关。
所以，砂或砂砾等土层通常为含水层，而孔隙度很高的黏土一般视为隔水层。
裂隙和溶穴的发育的最大特点是不均匀性，而且往往具有方向性，但是也是具有一定的规律性的。
2.2岩石中水的存在形式
水在地壳岩石中以多种形式存在：
可以存在于矿物的结构之中——矿物结合水〔沸石水、结晶水、结构水〕，也可以存在于岩石空隙中——空隙水。
水文地质学主要研究孔隙中的水。
1．气态水
与空气一起存在与岩石空隙中的水分，可以与空气一起流动，也可在一定条件下单独运动。
当温度下降，水汽到达饱和时可以凝结成液态的水滴形成凝结水，在沙漠地区有一定的意义。
2．结合水
松散岩石颗粒外表及坚硬岩石空隙壁面一般带电荷，水分子又是极性分子，由于静电吸引，固相外表具有吸附水分子的能力。
静电引力的大小与距离的平方成反比，接近固体外表的水分子受到的引力强，随着距离的增大，吸引力减弱，水分子受自身重力作用逐渐明显。
受固相外表的引力大于水分子自身重力的那局部水，称为结合水。
由于静电引力的作用，结合水的性质与一般的水的性质是不同的。
根据所受引力的强弱，一般将结合水分为强结合水和弱结合水。
最接近固相外表的结合水称为强结合水，其外层为弱结合水。
强结合水〔吸着水〕的厚度一般为数个水分子至数百个水分子的厚度，与固相外表的结合力很强，不受重力作用，在10000个大气压下还不能将其从固相外表分开，只有加热到105︒C使之汽化才能分开，密度可达2g/cm3，冰点-78︒C，粘滞性大，有弹性，具有抗剪性。
不
升级会员 