如何引用地下水分物理

① 地下水的物理性質

地下水的物理性質包括密度與重度、壓縮性、黏滯性、表面張力、溫度、顏色、透明度、臭、味、導電性和放射性等，這里只介紹與地下水分布與運動有關的物理性質。

1.1.2.1 密度與重度

水的密度(ρ_w)定義為單位體積水的質量，常用單位為g/cm³或kg/m³。水的密度隨水的溫度、壓力和含鹽量而發生微小的變化。純水的密度在0～20℃和大氣壓力下為0.998～1.000g/cm³，純水在4℃時密度最大，其值為1.00g/cm³。隨著水溫升高，水的密度降低。例如當水溫為40℃、60℃、80℃和100℃時，水的密度分別為0.99221g/cm³、0.98321g/cm³、0.97180g/cm³和0.95835g/cm³(Matthess，1982)。當壓力增大時，水的密度有所升高。例如，當井口處壓力為大氣壓力、水的密度為1000.0kg/m³且井水水溫為10℃時，井深500m處水的密度升高至1002.3kg/m³(Fitts，2002)。當水的含鹽量升高時，水的密度也會增大。例如，當地下水總溶解固體為1g/L、5g/L、10g/L和100g/L時，其密度分別為1.0007g/cm³、1.0036g/cm³、1.0072g/cm³和1.0720g/cm³(Nonner，2003)。海水的含鹽量約為35g/L，其密度為1.025g/cm³;含鹽量為325g/L的高濃度鹵水的密度可達1.345g/cm³。因此，在研究深層地下水、地下熱水和含鹽量較高的地下水的分布和運動時，需要考慮水的密度變化。

水的重度(γ，也稱為容重)定義為單位體積水所受的重力。重度的單位為kg/(m²·s²)或N/m³。重度與密度的關系如下:

地下水科學概論

式中:g為重力加速度常數，取值為9.81m/s²;ρ_w為水的密度。

1.1.2.2 壓縮性

水通常被認為是不可壓縮的。但是，在壓力升高時，水仍然具有輕微的壓縮性，用壓縮系數(β)來表徵。水的壓縮系數是水承受的法向壓力變化時其體積(和密度)變化的度量，可以定義為

地下水科學概論

式中:P為水承受的法向壓力;V_w為水的體積;其他符號意義同前。水的壓縮系數變化通常很小，在水溫為0℃時，水的壓縮系數為4.9×10^－10m²/N，10℃時為4.7×10^－10m²/N，20℃時為4.5×10^－10m²/N;當壓力降低時，水會輕微膨脹。

1.1.2.3 黏滯性

水是只要施加任何切應力都能引起連續變形的物質，這種連續變形就是水的流動。而水阻止任何變形的性質稱為水的黏滯性，它是處於運動狀態的水阻止其產生切變的性質的度量。設想兩平行平板之間的薄層水，當一平板相對於另一平板側向滑動時，水層產生阻抗這種切向運動的阻抗力，平板滑動越快，阻抗力越大。阻抗力(F)可以表示為

地下水科學概論

式中:A為平板間水層的面積;v為平板間相對滑動速度;z為水層厚度;常數μ稱為動力黏滯系數，是表徵水的黏滯性的參數，其單位為g/(cm·s)或kg/(m·d)。

水的黏滯性通常隨水溫的升高而降低。當水溫為0℃時，水的動力黏滯系數為154.66kg/(m·d)，20℃時為87.26kg/(m·d)。

另一個表徵水的黏滯性的參數是運動黏滯系數(ν)。運動黏滯系數與動力黏滯系數的關系為

地下水科學概論

運動黏滯系數的單位為cm²/s或m²/d。

1.1.2.4 表面張力水分子是極性分子，水分子之間相互吸引。因此，一小簇水具有吸著力使其聚集在一起。雨滴在落下過程中呈球體狀，水滴在光滑的表面上呈珠狀。在雨滴或水珠的表面(水汽界面)像是有一層彈性薄膜將水包圍住，而不讓水散開。這種作用實際上是在水汽界面施加的一個張力———表面張力。表面張力作用於與水面平行的所有方向，是單位長度上施加的力，單位為N/m或g/s²。對於給定的水汽界面，表面張力是一個常數。表面張力只隨溫度而變化，在水溫為20℃和大氣壓力下水的表面張力為71.97×10^－3N/m。

表面張力作用的結果是使水體的自由表面積減小到最小。對於給定體積的水體來說，球狀體的表面積最小。表面張力對於研究毛細現象具有重要的意義。

② 給一個現象要用物理化學的化學熱力學解決，要求有詳細的步驟，字數要多，誰幫幫忙我給分啊！

我上的是化學專業，學四大化學，給你說的就是物理化學上的典型例子。
表面現象里有
液體與固體、液體相比較，它在宏觀上突出的特性是沒有一定形狀，具有流動性。但它具有一定的體積，而且不易壓縮，這方面特點比較接近固體。從微觀上看，液體內部分子也是密集在一起的，分子間距較小，分子間相互作用力較大。液體分子運動主要表現為在平衡位置附近做微小振動，在很小區域內，液體分子是有規則排列的。但是液體分子區別於固體分子，液體分子沒有長期固定的平衡位置，不斷移動，造成液體具有流動性。

液體有很多區別於固體和氣體的性質，今天只研究液體與氣體接觸的表面層的性質和液體與固體的接觸層的一些性質。

1．液體的表面現象

（1）演示實驗：長方形玻璃缸內，潤滑機油在水和酒精混合液內，呈圓球形懸浮。

我們知道相同體積的各種形狀中，只有球形物體的表面積最小。潤滑油在混合液內呈球形，說明液體表面有收縮到最小的趨勢。

演示實驗：用肥皂水做實驗來證明液面有收縮趨勢。

①把一根棉線拴在鐵絲上（棉線不要拉緊），鐵絲環在肥皂水裡浸過後，環上出現肥皂水的薄膜，用熱針刺破鐵絲環上、棉線兩側肥皂水薄膜的任意一部分，造成棉線被另一側薄膜拉成弧形，棉線被拉緊。

②把一個棉線圈拴在鐵絲環上，讓環上布滿肥皂水的薄膜。如果用熱針刺破棉線圈內的那部分薄膜，外邊的薄膜會把棉線拉緊呈圓形。

以上實驗說明液體表面好像緊張的橡皮膜一樣，具有收縮的趨勢。

（2）液體表面具有收縮趨勢的微觀解釋

液體與氣體接觸的表面形成一薄層，叫表面層。由於表面層上方是氣體，所以表面層內的液體分子受到周圍分子作用力小於液體內部分子，表面層里的分子要比液體內部分子稀疏一些，這樣表面層分子間引力比液體內部更大一些。在液體內部分子間引力和斥力處於平衡狀態，而表面層內由於分子引力較大，因此表面層有收縮的趨勢。

（3）表面張力和表面張力系數

液體表面各個部分之間的相互吸引力，叫表面張力。如同一根彈簧被拉伸後，其中的一圈與另一圈之間有收縮作用一樣。

說明表面張力的方向垂直液面分界線，又與液面相切。

表面張力系數是液體表面上單位長度分界線上的表面張力。同一種液體溫度升高，表面張力系數減小。不同液體表面張力系數不同，如水銀的表面張力系數較大，而水又比酒精的表面張力系數大。

2．浸潤和不浸潤

（1）演示實驗：用實物投影幻燈來觀察浸潤和不浸潤現象。

兩塊方形潔凈的玻璃片上各滴一滴水和一滴水銀，觀察兩種液滴在玻璃片上的狀態。

再用潔凈的玻璃片分別浸入盛有水和水銀的燒杯內，玻璃片從水中取出時其上附著一層水，而玻璃片從水銀中取出時玻璃片上不附著水銀。

（2）說明浸潤和不浸潤的定義

液體與固體接觸時，液體與固體的接觸面擴大而相互附著的現象叫做浸潤。如果接觸面趨於縮小而不附著，則叫做不浸潤。

（3）演示實驗：用實物投影幻燈來觀察燒杯內水面和另一燒杯內水銀面。

由於液體對固體有浸潤或不浸潤，造成液面在器壁附近上升或下降，液面彎曲，形成凹形或凸形的彎月面。

（4）浸潤和不浸潤的微觀解釋

液體與固體接觸處形成一個液體薄層，叫做附著層。附著層里的分子既受固體分子的吸引，又受到液體內部分子的吸引。如果受到固體分子的吸引力較弱，附著層的分子就比液體內部稀疏，在附著層里分子間吸引力較大，造成跟固體接觸的液體表面有縮小的趨勢，形成不浸潤。反之，如果附著層分子受固體分子吸引力相當強，附著層分子比液體內部更密集，附著層就出現液體相互推斥的力，造成跟固體接觸的液體表面有擴展的趨勢，形成浸潤。

與學生討論課本中習題里講到的縫衣針放在水面上不沉沒、布雨傘不漏雨水等現象。

3．毛細現象

（1）演示實驗：

用實物投影幻燈來觀察幾根內徑粗細不同的細玻璃管插入一淺水槽中，管內水面高出水槽里水面，而且越細的管，水面上升得越高。

用兩側直徑大小不等的U形玻璃管，放入水銀後，細管內水銀面低於粗管水銀面。

（2）毛細現象的定義：

浸潤液體在細管里上升的現象和不浸潤液體在細管里下降的現象，叫做毛細現象。

（3）毛細現象的解釋：

解釋浸潤液體在毛細管里上升的現象。浸潤液體與毛細管內壁接觸的附著層有擴展的趨勢，造成液體與空氣接觸面彎曲，呈凹形彎曲，液面與管壁接觸的附近的表面張力是沿液面切線方向向上的。表面張力有使液面收縮趨勢，造成管內液柱上升。直到表面張力向上的拉引作用與管內升高的液柱重力平衡，管內液體停止上升，液柱穩定在一定的高度，如圖所示。細管越細，即管截面積小，那麼液柱上升高度就越大。

可用相似的分析方法，解釋不浸潤液體在毛細管里下降的現象。

（4）舉例說明毛細現象的應用：

紙張、棉花脫脂後能夠吸水的原因在於其內部有許多細小的孔道，起到毛細管作用。

田間農作物的重要管理措施是鋤地鬆土，防止土地板結，其目的是破壞土壤里的毛細管，使地下水分不會快速引上而蒸發掉。

1．液體與氣體接觸的表面有收縮的趨勢，液面內相鄰兩部分之間的彼此相互吸引力叫表面張力

③ 地下水的物理性質包括哪些內容地下水的化學成分有哪些

地下水化學不是純的H2O，而是天然溶液，含有各種組分。v水是良好的溶劑，在空隙中運移時，可溶解岩石中的成分。在自然界水循環過程中，地下水與大氣圈、水圈與生物圈同時發生著水量和化學成分的交換。v物理性質：溫度、顏色、嗅、味、密度、導電性、放射性。v化學性質：氣體成分、離子成分、膠體物質、有機質等。v水是岩石中元素遷移、分散與富集的載體

④ 地下水資源保護與利用

焦作市地處豫西北，北依太行，南臨黃河，總面積6014km²，全區總人口348萬，有煤炭、石灰石、鋁土及鐵礦石等礦產資源，工業以電力、化工、機械和煤炭為主，目前已發展成為以能源化工為主的新興工業城市。焦作礦區工農業和生活用水，主要依靠地下水。焦作地區的地下水天然補給資源量為10.583m³/s，其中喀斯特水補給量為8.86m³/s，孔隙水補給量為1.723m³/s。

一、地下水資源開發利用現狀

焦作市地下水資源由喀斯特水、孔隙水組成，且以喀斯特水為主，喀斯特水資源約佔全部地下水資源85%左右。焦作礦區山前地區是九里山泉域喀斯特水的集中排泄區，地下水資源極為豐富。近年來，隨著城市及工農業的發展及煤礦區的大量開采，在局部地段出現了小范圍的降落漏斗，地下水位呈現明顯下降的趨勢。盡管如此，降落漏斗范圍及漏斗中心水位穩定，多年來地下水位基本上處於動平衡狀態，在豐水期、豐水年因地下水位回升，降落漏斗范圍縮小乃至消失^［4］。

目前人工開采已成為孔隙水、喀斯特水的主要排泄方式。地下水的開采方式有廠礦自備水源地（井）集中和分散式開采、焦作市自來水公司水源地集中開采、礦井排水和農業零星分散式開采。

1.自備水源地（井）開采地下水狀況

1994年全市共有自備井234眼，年開采地下水量6347.86×10⁴m³，平均2.013m³/s。其中全年開采孔隙地下水1939.36×10⁴m³，平均0.615m³/s；喀斯特地下水4408.50×10⁴m³，平均1.4000m³/s。1994與1993年相比減少了5.77%，1993年自備井開采地下水量6736.86×10⁴m³。自備水源井除焦作電廠、中州鋁廠、焦作鋁廠、熱電廠、焦作市水泥廠、化工一廠、造紙廠等廠礦企業屬井群開采地下水外，其餘多屬零星分散式開采，且多以喀斯特水做供水水源。

（1）孔隙水開采量：受氣候及人工開采雙重因素影響，近年來焦作市區內孔隙水位呈下降趨勢，焦作市區南部形成了孔隙水水位下降漏斗，且水質變差。為改善這一狀況，自1990年開始對孔隙水的開采進行了限制，自備井開采量有所下降。1992年降至1466×10⁴m³，1993年有所增加，達1765×10⁴m³，1990年自備井開采孔隙水1991×10⁴m³。1994年孔隙水開采量為1989.36×10⁴m³，比1993年增加了173.86×10⁴m³。自備井地下水開采總量年際變化較大，月最大采量為566.092×10⁴m³（7月），月最低開采量為484.562×10⁴m³（12月）。

（2）喀斯特水的開采量：焦作市喀斯特水資源豐富，水質好，是城市工業及居民生活的最佳供水水源。焦作市區各用水大戶多開采喀斯特水。1994年自備井共開采喀斯特水4408.50×10⁴m³，占自備井開采地下水總量的70%。1993年自備井開采喀斯特地下水4972.31×10⁴m³，1994年與1993年大致相同。

2.焦作市自來水公司開采地下水狀況

焦作市自來水公司現有6座水廠，其中第一水廠、第四水廠開采喀斯特地下水，第二水廠由新東公司（礦井排水）和焦作電廠崗庄自備水源聯合供水，第三水廠由焦西公司（礦井排水）和東小庄水源地（開采喀斯特水）聯合供水。焦作市自來水公司開采地下水的水源地只有第一水廠、第四水廠、東小庄水源地（崗庄水源地因屬焦作電廠自備水源地，未計入其中）共三處。1994年焦作市自來水公司總供水量5425.74×10⁴m³，其中地下水開采量2071.68×10⁴m³，占總供水量的38.2%。

第一水廠位於焦作市中心新華街，利用已報廢的2號、3號礦井供水，與1993年的142×10⁴m³相比，增加了160.53×10⁴m³，1994年共開采喀斯特地下水310.53×10⁴m³，全年平均開采量0.0985m³/s。

第四水廠位於焦作市區北部近山前地帶，現有開采井22眼。該水廠是焦作市自來水公司以地下水做水源的主要供水水源地，占焦作市自來水公司開采地下水總量的53.68%，占焦作市自來水公司總供水量的20.46%。1994年全年共開采喀斯特水1112×10⁴m³，平均0.3527m³/s。

東小庄水源地位於焦作市區西部東小庄，現有開采井19眼，全年開采喀斯特地下水649.00×10⁴m³，平均0.2058m³/s，比去年增加了15.89%左右。

3.礦井排水及利用

（1）礦井排水：分為焦東礦區和焦西礦區兩部分。

焦東礦區的演馬庄礦、九里山礦井排水量居各礦之首，多年來礦井排水量一直超過1.0m³/s。相比之下，中馬村礦、小馬村礦、馮營公司、方庄礦等礦井，礦井水文地質條件相對簡單，礦井排水量小。1994年焦東礦區內的7個礦井，年平均排水量總計為3.3778m³/s，與1993年以前相比，略有下降。焦東礦區礦井排水總量季節變化不明顯，相對穩定。

1994年焦東礦區內的演馬庄礦礦井排水量仍居各礦之首，為1.0847m³/s，該礦近年來發生2次惡性煤層底板突水災害，礦井排水量比較穩定。九里山礦井排水量平均為0.7903m³/s，該礦由於對煤層底板突水點進行了注漿堵水和工作面煤層底板注漿改造，因此自5月份起礦井排水量有所減小。其他礦如韓王公司、馮營公司、小馬村礦、中馬村礦等礦井，排水量比較穩定，多年變化不明顯。1994年韓王公司礦井平均排水量為0.3840m³/s，馮營公司為0.3098m³/s，小馬村礦為0.1248m³/s，中馬村礦為0.6535m³/s，位村礦為0.0307m³/s。

焦西礦區的王封公司由於礦井關閉停產，礦井排水量呈下降並逐步穩定趨勢，平均排水量1989年為1.50m³/s，1990年為1.26m³/s，1991年為1.02m³/s，1994年為1.0915m³/s。王封公司礦井排水量年內變化比較明顯，月最高排水量1.1605m³/s，月最低排水量1.0182m³/s。焦東公司礦井排水量因礦井報廢，礦井排水量呈下降至逐步穩定趨勢。1991年為0.38m³/s，1992年為0.35m³/s，1994年則降為0.3033m³/s。朱村礦礦井排水量相對較大，並呈逐年增加趨勢。1990年為0.80m³/s，1991年增至0.84m³/s，1994年則增至0.9013m³/s。1994年焦西公司礦井排水量是0.5970m³/s，與1993年相比，略有增加。焦西礦區的焦東公司、王封公司已經關閉停止採煤，沒有開采新的工作面，整個礦區礦井排水量呈逐年減少並趨於穩定的狀況，原煤層底板突水點已經作為供水井水源。1989年平均排水量3.25m³/s，1990年減至3.09m³/s、1991年進一步減至2.85m³/s，1994年略有增加，達2.8931m³/s。

（2）礦井水利用情況：目前，焦作市地下水開採的主要方式是礦井排水及農業灌溉利用，礦井排水量6.2707m³/s，綜合利用礦井排水是開發利用地下水的有效途徑。焦作市礦井水的利用有3個方面：

一是焦作市自來水公司利用礦井水情況。焦作市自來水公司所屬的第五、第六水廠全部以礦井水做供水水源，第二、第三水廠部分利用的礦井水做供水水源。1994年，焦作市自來水公司四座水廠累計用礦井水3363.04×10⁴m³，占焦作市自來水公司總供水量的61.8%。

第二水廠位於焦作市東北部，以焦東公司井排水做供水水源，1993年供水量1456×10⁴m³，1994年供水量1571.66×10⁴m³，較1993年略有增加。由於焦東公司已經關閉，礦井水的利用量一定會受到限制，目前，第二水廠正在建設新的水源地。

第三水廠位於解放西路，主要利用焦西公司礦井排水，1993年供水量1821×10⁴m³，1994年為1288.50×10⁴m³，較1993年相比減少了532.5×10⁴m³。

第五水廠位於焦作市馬村區，利用中馬村礦礦井水作為供水水源供給馬村區居民生活用水。1993年供水量239×10⁴m³，1994年為297.68×10⁴m³，比1993年增加了24.55%。

第六水廠位於焦作市中站區，利用李封公司礦井排水向焦作市中站區供水，1993年總供水131×10⁴m³，1994年為196.2×10⁴m³，較1993年增加了49.79%。

1994年焦作市自來水公司各水廠利用礦井總計達3363.04×10⁴m³，全年平均1.0664m³/s。1993年礦井利用量3570×10⁴m³，1994年較1993年減少了206.96×10⁴m³。

二是焦作煤業集團公司各礦自用礦井水量。焦作煤業集團公司的朱村礦、九里山礦和演馬庄礦，生產及生活用水全部或部分依賴礦井水做水源，據1994年調查，各礦利用礦井水量為0.282m³/s。

三是焦作市農業灌溉引用礦井排水。礦井排水除部分被焦作市自來水公司及焦作煤業集團公司各礦及焦作電廠、焦作市化工三廠等廠礦利用外，剩餘部分經河渠排出礦外。流出礦外的礦井排水部分做為區內農田灌溉的水源，剩餘部分則流出礦區。據河南省焦作市水利局資料，1994年焦東灌區和焦西灌區共利用礦井水1971.0×10⁴m³，平均0.625m³/s。經過綜合計算，礦井水利用總量平均為1.973m³/s，占礦井排水總量的31.47%。因而，礦井水資源利用程度較低。

4.焦作市農業開采地下水量

焦作市現有耕地面積16.7萬畝，其中井灌面積6.7萬畝，據河南省焦作市水利局資料，1994年農作物灌溉7次，灌水定額一般為75m³/畝次，由此算得1994年焦作市區各鄉農業開采孔隙水3517.5×10⁴m³，平均1.1154m³/s。加上焦作市修武縣境內方庄鄉、周庄鄉、李萬鄉和五里源鄉孔隙水農灌開采量0.7746m³/s，全區農業共開采淺層地下水平均1.89m³/s。

5.焦作市全區地下水開采總量

綜合上述各項，1994年全區工農業生產及生活共開采地下水14379.73×10⁴m³，平均4.56m³/s，其中開采喀斯特水6480.07×10⁴m³，平均2.055m³/s，開采淺層孔隙水7899.66×10⁴m³，平均2.505m³/s，焦作市自來水公司開采喀斯特水2071.68×10⁴m³，平均0.6569m³/s，自備井開采地下水總計6347.86×10⁴m³，平均2.013m³/s，農業灌溉開采淺層孔隙水5960.30×10⁴m³，平均1.89m³/s（表3-18）。

表3-18 1993、1994年地下水排泄量 （單位：1000m³）

二、影響焦作地區地下水資源的主要因素

1.地下水補給量減小和排泄量增大

焦作地區除礦井排水和地下水污染嚴重影響著地下水資源外，地下水主要接受大氣降水入滲和河流滲漏補給。因此，降水量和河流流量的大小是影響地下水資源的直接因素。

降水量的大小直接影響著地下水資源量，降水入滲是焦作地區地下水的主要補給源。自新中國成立以來，隨著工農業的快速發展，地下水的開采量愈來愈大，地下水位愈來愈低，地表水資源枯竭，河流斷流等，破壞水循環系統比較嚴重，大氣降水量趨於下降趨勢。1952～1964年平均降水量為826.1mm，1965～1977年平均降水量為681.56mm，1978～1982年平均降水量為662.55mm，1982～1988年平均降水量為642.4mm，1989年以來降水量一直偏低，影響了地下水資源的補給比較嚴重。

焦作市地下水位下降表現為4個階梯，1952～1964年為第一階梯，地下水位105m，1965～1977年為第二階梯，地下水位91～98m，1978～1988年為第三階梯，地下水位85～92m，1982年以來為第四階梯，地下水位72～89m。主要原因為由於降水量的減小和開采量的增大，其地下水位與降水量和開采量關系見圖3-36。

圖3-36 地下水位與降水量和開采量關系圖

丹河、西石河、山門河、紙坊溝、新河和翁澗河均為流經焦作礦區的河流，由於地表喀斯特發育，河流滲漏量比較大。例如，1994年對丹河480電廠至後陳庄段，取3個斷面分枯水期、豐水期兩次實測丹河流量，480電廠至後陳庄段河流漏失量平均為1.7338m³/s。近十幾年來除丹河滲漏補給地下水外，盡管丹河流量也在逐年減小，新河和翁澗河為排污河，其他河流均已斷流，因此，總的來說河流滲漏量也在減小。

焦作礦區所採煤層為石炭系、二疊系煤層，其直接充水水源主要為石炭系薄層灰岩，底部奧陶系灰岩喀斯特水間接充水水源，該層富水性好，補給水量大，嚴重威脅著煤炭的安全生產。為此對石炭系薄層灰岩進行疏水降壓排水，對O₂灰岩採取斷層防水煤柱，實施「立足礦井、以防為主、疏堵結合、分類治理」的防治水方針。隨著開采深度的增加，石炭系薄層灰岩煤層底板突水頻率增高，O₂灰岩水參與發生惡性煤層底板突水，排水量也越來越大，從用水角度來看，O₂灰岩水開采量也與日俱增。例如，1952～1964年O₂灰岩水開采量為1.501m³/s，1965～1977年O₂灰岩水開采量4.964m³/s，1978～1982年O₂灰岩水開采量5.5m³/s，1983以來O₂灰岩水開采量8.463m³/s。據不完全統計，歷年來煤層底板突水達1000餘次，最大煤層底板突水量達320m³/min。因此，煤層底板突水是造成地下水資源枯竭的另一因素。

2.地下水污染狀況

焦作地區河流中，丹河、西石河、山門河和紙坊溝水質好，符合飲用水標准。翁澗河水化學類型

型，總硬度、氯化物超標；新河河水礦化度2782.99mg/L，總硬度1669.63mg/L，Cl^-含量149.21mg/L，均已超過標准。因而，翁澗河和新河有不同程度的污染。據河南省焦作市監測站資料，翁澗河非離子氨、高錳酸鉀指數、生物耗氧量、化學耗氧量、六價鉻均超標。翁澗河和新河均已成為嚴重污染的河流，成為地下水污染的源頭。

孔隙水污染主要表現在焦作市區以南孔隙水的徑流和排泄區，該區岩性細，滲透性差，水位埋深淺，長期蒸發濃縮作用，水中的離子含量特別是Cl^-、K⁺+Na⁺升高，礦化度增加。更為嚴重的，該區農業採用礦井水及工業生活污水灌溉，致使孔隙水水質惡化。焦作市區南部東王褚至恩村一帶及焦作市區東南部仇化庄至焦作市修武楊樓、大高村一帶的孔隙水水質類型為

型、

Mg²⁺型和

型，水質最差，本區所檢測的18種項目中，超過飲用水標準的項目有總硬度、礦化度、氯化物、硫化物、硝酸鹽、氟化物，各污染組分的超標率見表3-19。

表3-19 孔隙水水質狀況統計表

根據近幾年的監測與研究，喀斯特水水質正在逐漸惡化，且惡化速度也愈來愈快。主要表現在離子Cl^-增加，水質變咸，個別水井水已失去飲用價值。據前人研究，本區喀斯特水Cl^-背景值為26.69mg/L，到1998年喀斯特水Cl^-已達到40～75mg/L，最高為128.73mg/L，2000年至少有三口喀斯特水源井Cl^-含量超過國家飲用水標准（≤250mg/L），最高達1191.22mg/L。焦作地區內某單位喀斯特水自備井1999年Cl^-含量為141.1mg/L，2000年為517.61mg/L，2001年為1258.6mg/L，2002年4月上升至2135mg/L，是國家飲用水標準的8.54倍。喀斯特水Cl^-超標的水源井雖然是個別的，但由於整個焦作地區的喀斯特地下水同屬於一個喀斯特水系統，水質如按目前速度繼續惡化，整個焦作礦區喀斯特水未來都有被嚴重污染的危險。造成喀斯特水Cl^-污染的原因為：喀斯特水補給區地表污水的滲漏；孔隙水、礦井排水通過O₂灰岩「天窗」污染喀斯特水；受污染的河水滲漏補給喀斯特水^［21］。

三、地下水保護與利用對策

1.防治水污染，污水資源化

對於沒有處理能力的廠、礦、企業，應交納污水處理費，由城市有關部門統一處理。按照國家產業結構調整政策和淘汰落後生產工藝、技術和裝備，重點進行冶金、化工、水泥、電力、采選等重污染行業的結構調整。污水可以被認為「待生資源」，對於污水治理，應本著誰排放誰治理的原則，企業自建小型污水處理廠，處理達標的水可重復利用，以節約水資源。焦作市是以能源、化工為主的重工業城市，污水排放量相當大，並已對地下水造成不同程度的污染，使可利用的水資源量減少。實行污染物排放總量控制制度，從嚴掌握建設項目的審批，執行限期治理制度，堅持實行「關、停、禁、改、轉」的方針。

2.排供環保三位一體

武強教授認為，採用排供環保結合優化管理，不僅考慮了排水系統的疏降效果和安全運營，而且供水系統的供水需求和環境系統的質量保護也同樣是優化模型設計的重要約束指標，同時還要充分利用礦井排水，以及將排出的礦井水經過一定水質處理後，全部或部分用來代替礦區正在運行中的不同目的的供水水源^{［27，9，26］}。焦作礦區為了安全生產，大量疏排地下水，礦井排水量為6.2707m³/s，占總開采量10.8134m³/s的58%。而且礦井排水的利用率僅為31.47%。

排供環保三位一體的優化模型除涉及地下水水力技術方面的管理外，同時也牽涉經濟評價和環境保護以及產業結構規劃等的管理。排供環保三位一體，就是在保證環境質量和礦井安全的前提下，提供給礦井和其周圍地區一定數量的水資源，可用於生活、工業和農業等方面的供水。排供環保三位一體結合模型，不僅實現了將保證環境質量的礦井排水和地面抽水用於供水目的，而且通過選擇多種供水用戶所產生的經濟效益最大的目標函數和適當的約束條件，完成了利用一個模型，同時綜合制訂排水、供水、環保三位一體的具體水資源優化管理方案。該模型已應用於焦作礦區九里山礦^［27］。

3.加強水利價費改革

按照國家發改委改革水價促進節約用水指導意見通知的要求，進行水價調整，否則浪費水的問題不可能根本解決。逐步提高工程水價（自來水價、水利工程供水水價），水資源費（資源水價），水污染處理費（環境水價）。以水為主要的生產原料和生產手段，應制定較高的水價。水利工程水價要逐步到位，水資源費要適時調整。按照不同的行業實行不同的基本水價和不同的階梯式水價標准，生活用水應有最低保障數量。工業用水要參照國內外先進用水定額定出適應不同地區、不同行業、不同工業產品的用水定額，超定額用水要加價，並責令限期改造設備，降低用水定額。農業水資源費的徵收將會使最有潛力的用水大戶提高節水意識，促進井灌節水，以水養水^［33］。利用經濟杠桿調整用水需求，促進節水工作。調整水價和水資源費，這是節約用水最重要的手段。

4.節約用水

提高重復利用率，節約水源，逐步實現「零」排放。加快工業節水新技術、新工藝和廢水資源化的開發研究以及城市節水設施的研究製造；制定行業節水規劃和用水標準定額，不斷降低耗水量和排水量，提高水的利用率；搞好廢水綜合利用，實現廢水資源化是提高水資源重復利用率的重要措施；通過產品結構、產業結構、企業組織結構和工業布局的調整實現節約用水，達到水資源的供需平衡，也是水污染防治的重點。這是城鎮工業節水應該考慮的幾個重要方面。

大面積發展適合精耕細作特點的高效節水形式，重點發展噴灌。要因地制宜採用管灌、渠灌、滴灌、噴灌等多種節水措施。搞好地面水灌渠的綜合節水措施，發展井渠雙灌。推廣秸稈還田、覆膜栽培、集雨保水等農藝節水措施。無論是旱作農業，還是灌溉農業都必須採用農藝節水措施，以提高水資源的利用率。農業節水的農藝措施、工程措施要和科學管理結合起來。

節約用水是一項長期的根本措施，關繫到社會的可持續發展。以發展農業節水灌溉和工業節水為重點，採取行政、經濟、法制、管理等多項措施，千方百計地提高水的利用率和效益。

四、礦井水的水質處理技術

煤礦巷道是煤炭開採的主要場所。巷道中污染物質主要包括廢機油、廢酸液、煤塵、岩屑顆粒和病源菌以及井下的人工廢棄物、糞便等。如果一些老窯積水與巷道相連通時，礦井水易被酸化。如果礦井接受地表水的補給，它們可能還會受到各種農葯液和工業廢水的污染，工業廢水大都含有有機磷、酚、醛等有毒物質。大量湧入巷道的地下水必然會受到這個採煤環境的不同程度的污染。

因此，礦井排水的綜合利用必須首先解決水質問題，它是排供環保結合的一個很重要環節。解決這個問題既要在井下巷道的輸水過程中，既要根據不同污染類型礦井水和綜合利用的不同供水對象，在地面實施礦井水的水質預處理，以便為各供水用戶提供符合其具體水質要求的礦井排水資源，又要注意清濁水分流，盡量減輕礦井水的污染程度。礦井水的實用性處理技術和方法主要有以下幾類：

1.礦井渾濁水的凈化處理

礦井水中所含雜質大致可以劃分為3類，即懸浮物、膠體物和溶解物^［5］。礦井渾濁水凈化處理的主要去除對象則是懸浮物和膠體物兩類，它們是造成礦井水濁度的主要因素。渾濁水的一般常用凈化處理流程為：

（1）澄清：澄清是指去除引起水渾濁的懸浮物和膠體物等雜質的過程，一般可劃分為3個驟步，即混凝、沉澱和過濾。

（2）消毒：礦井渾濁水經過混凝、沉澱和過濾作用之後，便可著手對其進行消毒處理（消毒處理也可在過濾之前進行）。

礦井渾濁水一般的凈化處理流程，如圖3-37為其流程示意圖。對於某些特殊類型的礦井渾濁水或特殊要求的供水用戶，可根據其具體情況分別予以靈活處理，不必完全照搬以上的全部凈化處理流程。

圖3-37 礦井渾濁水凈化處理流程示意圖

例如，如果礦井排水的渾濁度較低，又無藻類繁殖時，渾濁度經常在100度以下，投放混凝葯劑後可不經過混凝和沉澱作用，直接採用一次性過濾處理，將過濾後的礦井水加氯氣消毒，隨之經泵站送入供水管網。

再如，如果礦井排水的渾濁度較高，既要設法達到預期的凈化目的，又要節約混凝葯劑的投放量。可以在混凝、沉澱前採用自然沉澱方法，將原高渾濁度的礦井水中的粒徑較大的泥沙顆粒預先沉澱掉一部分，所用構築物可以是預沉澱池，也可以是沉砂池。最後，再進行混凝，沉澱、過濾和消毒處理。

2.礦井高硬度水的軟化處理

水的硬度主要是指溶解於其中的Ca²⁺、Mg²⁺離子含量，溶解於水中的Fe²⁺、Mn²⁺、Sr²⁺離子也是影響水硬度的一個因素。下面介紹3種常用的軟化方法：

（1）微生物方法：該種方法包括硫酸鹽還原菌去硫法和鐵細菌去鐵法。

（2）化學方法：化學軟化處理包括石灰、石灰乳中和法和石灰、蘇打軟化法。

（3）物理方法：該種軟化處理方法包括蒸餾法、電滲析法和沖淡法3種。

3.礦井酸性水的中和處理

在煤層或其頂、底板中常含有硫化礦物，它們在氧化條件下形成硫酸化合物。礦井水中一旦溶解了這些硫酸化合物，便導致其

離子含量增高，成為酸性礦井水。

礦區酸性水的形成，對於大多數具有較強破壞性的酸性水，是隨著煤礦開采時間的延長而逐漸形成的。而有的酸性水是在煤礦開采之前，即在硫化礦床氧化帶處就已經富集了酸性水。

酸性水的危害是十分嚴重的。在俄羅斯布利亞礦區勘探中，由於酸性水的腐蝕作用，在8h內鑽桿直徑減少1mm，套管局部被腐蝕，在強酸性水分布地段，經12晝夜，套管壁就被腐蝕穿孔。礦井與儲集酸性水的老窯、老空區溝通，酸性水便可沿通道進入礦井，因而酸性水就會污染井下生產環境。

對於已經形成的酸性水和受其污染的礦井，應採用石灰石中和法或微生物法加以治理。對於酸性的老窯積水，應設立防水煤柱等工程，使其與礦井系統完全隔離；對於含硫礦層要設法消滅充水充氧的環境，使其封閉並失去形成酸性水的環境。消除酸性礦井水的污染，預防和治理應同步進行。

4.礦井高鐵高錳水的處理

當日處理100m³高鐵、高錳水時，濾池可採用鋼制圓形雙級壓力濾池，將濾池分成上、下兩室，上、下室均採用錳砂作濾料。為了達到充分曝氣，盡可能驅散水中游離CO₂，且提高pH值，可採用葉輪式表面曝氣裝置，曝氣池可做成矩形，水在曝氣池停留時間約為20分鍾。表面曝氣雙級濾池過濾除鐵、錳工藝是一項比較經濟且效果良好的技術方法。

除鐵方法主要有兩種，其一是蓮蓬頭曝氣、石英砂過濾除鐵，或者用河砂、卵石、木炭卵石層過濾除鐵，其二是用天然錳砂接觸氧化除鐵，該方法簡單經濟，效果良好，已被廣泛推廣利用，這些工藝都能達到預期除鐵的目的，使水中鐵的含量達到符合國家生活飲用水標准。

20世紀70年代末發展了一種兩級過濾處理系統的處理方法，該方法經過曝氣、兩級過濾，一般水中鐵、錳含量均可被控制在國家生活飲用水標准之下。可同時消除水中的鐵、錳離子含量，其工藝過程是首先將水充分曝氣，然後經第一級濾池除鐵，再經第二級濾池除錳。在除錳技術方面，最初採用的是接觸氧化法除錳工藝，效果也良好。

⑤ 地下水有哪些主要的物理性質和化學性質

物理性質：溫度、顏色、透明度、嗅、味、比重、電導性及放射性
化學性質：地下水的酸鹼性、地下水的總礦化度、地下水的硬度

地下水物理性質主要指水溫、顏色、透明度、嗅和味。化學性質由溶解和分散於地下水中的氣體、離子、分子，膠體物質和懸浮固體的成分，微生物及這些物質的含量所決定。地下水中溶解的化學成分同一般天然水中的化學成分基本相同（見天然水水質）。它不同於地表水的是它含有極小量的溶解氧，而CO2則溶解較多；有一些地下水還含有H2S、CH4和氡。在大多數地下水中，陰離子主要是HCO婣，陽離子主要是Na+、Ca2+和Mg2+。地下水按礦化度分為淡水（礦化度升）、微鹹水(1～3克/升)、鹹水(3～10克/升)、鹽水(10～50克/升)和鹵水(>50克/升)。

⑥ 地下水運動特徵的分類

為了便於對地下水運動進行研究，可以用不同的標准對地下水運動特徵進行分類

表徵滲流運動特徵的物理量稱為滲流的運動要素。主要有滲流量Q，滲流速度v，壓強p，水頭H等。按照這些運動要素和時間的關系，可把地下水的運動分為穩定運動和非穩定運動。必須指出，地下水不斷地得到補給、排泄，嚴格地說來，運動都是非穩定的。穩定運動只是一種暫時的平衡狀態。

根據地下水運動方向（即滲透流速矢量的方向）與空間坐標軸的關系，可把地下水分為一維運動，二維運動和三維運動。

當地下水沿一個方向流動時，把這個方向取作坐標軸，因而地下水的滲透流速只有沿這一坐標軸的方向有分速度，其餘坐標軸方向的分速度均為零。這類運動稱為地下水的一維運動，如等厚的承壓含水層中的地下水運動（圖1—7）。一維運動也稱單向運動。

圖1—7承壓水的一維流動

（a）—平面圖；（b）—剖面圖

如果地下水的滲透流速沿二個坐標軸方向都有分速度，僅僅一個坐標軸方向的分速度為零，則稱為地下水的二維運動，如圖1—8的渠道向河流滲漏時的地下水運動。此時，河、渠幾乎平行，而且很長。垂直渠、河方向發生滲漏，因而沿y軸方向的分速度等於零。直角坐標系的二維運動也稱平面流動。因為此時的地下水流動是平行於某一垂直平面或水平平面進行的，計算時只要沿垂直於該平面的方向（圖上為y軸方向）取單位寬度即可。單位寬度的滲流量稱為單寬流量q。顯然，總流量Q等於單寬流量q乘上寬度B，即：

地下水動力學（第二版）

本書的後面部分，如無特別聲明，對於平面流動均按單位寬度進行計算。

如果地下水的滲透流速沿空間三個坐標軸的分量均不等於零，則稱為地下水的三維運動，多數的地下水運動都是三維運動，也稱空間流動，如圖1—9河彎處的潛水運動。

地下水運動的維數，和所選取的坐標系有關。例如在軸對稱條件下，如選用直角坐標系（x，y，z坐標系），則為三維運動。如選用柱坐標系（r，θ，z坐標系）則變為二維運動（圖1—10）。

⑦ 地下水及地下水運動

基坑降水的效果及環境影響程度和地下水的賦存形式、運動規律有直接關系：

（1）地下水與基坑降水

在地殼中，岩土體是由固態相、液態相和氣態相的物質組成，固態相主要為硅鋁酸鹽類礦物組成的顆粒或顆粒集合體，液態主要是水，氣態主要為空氣。因而將賦存於地面以下岩土體空隙中的水稱為廣義的地下水（undergroundwater）。地下水可以以重力水、結合水（又可分為強結合水、弱結合水）、毛細水等形式存在於岩土體的顆粒間空隙、顆粒表面，在常壓下可以呈靜止狀態和流動狀態（層流和紊流）。地下水對岩土體的物理力學性質影響極大。

岩土層按其透過和給出水的能力劃分為含水層和隔水層，能夠透過並給出相當數量水的岩土層稱為含水層，不能透過並給出水或透過和給出水的數量很少的岩土層稱為隔水層。因此，含水層和隔水層的劃分是相對的，並不存在截然的界限或絕對的定量標志，以前的劃分主要考慮給出水的數量是否滿足開采利用的實際需要，當立足於工程降排水的角度時，就發現許多供水工程中認為沒有價值的隔水層在降排水工程中有著重要意義。

地下水賦存於岩土體的空隙中，在多數條件下處於徑流狀態，參與自然界中大氣水、地表水、地下水的「三水循環」。地下水動態受氣候周期性變化影響明顯，也受到地表水體變化的影響和人類活動的影響。按地下水賦存的條件，沿岩石圈深度方向的垂直分布，地下水分為包氣帶水、潛水和承壓水，後兩者為飽水帶中的地下水，既有重力水又有結合水。

包氣帶水即包氣帶中的水，連續地下水面以上，主要以結合水形式存在，靠近潛水面有毛細水，局部還有重力水，特殊的還可以形成上層滯水。潛水是飽水帶中第一個具有自由水面的含水層中的水。其基本特點是與大氣圈及地表水聯系密切，積極參與水循環，埋藏位置相對淺，上無連續隔水層。承壓水埋藏於相對隔水層之下，水位具有承壓性，並有一定的承壓水頭。

基坑降排水工程主要發生於鬆散土體中，與基坑降排水工程關系密切的地下水主要為包氣帶水，潛水，有時會涉及到承壓水。包氣帶中的水特別是上層滯水，以重力水和結合水形式存在於包氣帶中，呈島狀、透鏡體狀分布，易與潛水混淆。兩者區別主要有以下三點：首先，上層滯水沒有明顯的補給、徑流和排泄等水文地質單元的基本要素特徵；其次，上層滯水沒有連續性地下水水位，且變化大，常無規律；最後，上層滯水分布范圍小，補給受氣候和人類活動的影響很大。由於基坑工程的范圍比水文地質單元所指的區域小的多，水文地質中較小涌水量對基坑的作用也可能重大，某一上層滯水對供水工程可能毫無意義，但對基坑工程可能就必須採取降、排水措施，所以在基坑工程中要給予上層滯水足夠的重視。包氣帶中飽水度、持水度大，給水度小的粘性土、淤泥質土中的土壤水對基坑工程的影響也很大，主要以結合水形式存在，包括吸著水和薄膜水。在常壓下基本處於停滯狀態，鑽進後能在鑽孔中釋出少量的水，形成地下水位，工程中應加以重視。

裂隙水按其分布條件可劃分為土體中的裂隙水、風化岩體中的裂隙水、帶狀裂隙水等。由於帶狀裂隙水的分布呈條帶分布，補給條件好的地段應特別注意。賦存於可溶岩岩體中的岩溶裂隙水和溶洞水統稱為岩溶水。規范中指出（中華人民共和國建設部，1999），當遇到基岩、水下及涵洞時的降水工程為特殊性降水工程，並提出應有相宜的措施。

（2）地下水運動

地下水運動總體上可以劃分為飽水帶重力水的運動和包氣帶毛細水以至結合水的運動，一般提到的地下水運動均指飽水帶重力水運動。地下水在岩土空隙中的運動稱為滲流，發生滲流的區域稱為滲流場。以水質點有無秩序、混雜與否，滲流分為層流和紊流。又以各運動要素（水位、流速、流向）是否隨時間發生變化，滲流劃分為穩定流和非穩定流。

由於空隙的形狀、大小、連通性等各地層不盡相同，地下水的滲流也不相同，由於無法研究個別水質點的運動規律，就設想水體充滿含水層的整個空間來代替空隙內流動的真實水流，並假定任一斷面與真實水流通過這一斷面的流量、壓力和所受阻力均相等。

地下水滲流一般遵從達西定律，即

基坑降水工程的環境效應與評價方法

式中：Q——滲透流量（m³/d）；

ω——過水斷面（m²）；

V——滲透流速（m/d），並非實際流速，V=ne·u即等於有效空隙度乘實際流速；

I——水力梯度；

k——滲透系數（m/d）；

dH——沿地下水滲透方向上的水頭損失（m）；

dL——與dH相對應的滲透途徑長度（m）。

實際上，達西定律只在雷諾數為1～10的層流狀態下才適用，但一般天然狀態下的地下水運動，或控制抽水量的抽水井周圍含水層的地下水運動，大部分屬於這部分層流。

滲流常用的另一個微分方程是滲流的連續性方程，見（2.2）式。

基坑降水工程的環境效應與評價方法

式中：v_x，v_y，v_z——坐標軸方向的滲透速度分量；

P——液體密度；

n——孔隙度；

nΔxΔyΔz——液體所佔的體積。

連續性方程是研究地下水運動的基本方程，研究地下水運動的各種微分方程都是根據連續性方程和反映能量守恆與轉化的定律的方程（如上述達西定律）建立起來的。

基於式（2.1）和（2.2）人們已推導出潛水和承壓水運動的基本微分方程。

對於潛水含水層裘布依（Dupuit）提出以下假設：潛水面通常不是水平的，故流速存在垂直分量，裘布依於1863年基於大多數地下水流的潛水面均很小這一事實，假設潛水面上的任意一點的滲透速度方向與潛水面相切，從而可以忽略滲透速度的垂直分量v_z。

潛水二維非穩定流的流動微分方程如（2.3）式：

基坑降水工程的環境效應與評價方法

式中：k_x，k_y——分別為x，y方向上的滲透系數；

ε——垂向補給強度，即單位時間單位面積上的垂向補給量（補給為正、排泄負）；

μ——潛水面下降時為重力給水度，上升時為飽和差，水和固體骨架的彈性貯存變化忽略不計；

ZZ——含水層底板標高函數。

這就是著名的布西涅斯克（Boussinesq）方程（1904）。實際工作中，由於抽水疏乾等原因，承壓含水層會出現無壓狀態，即水頭值低於隔水頂板標高，這種無壓水的流動也可用上式描述。若隔水底板頂面水平，且水頭函數h（x，y，t）的基準面取在隔水底板頂面處，則（2.3）式可寫為：

基坑降水工程的環境效應與評價方法

承壓水二維非穩定運動的微分方程，當承壓含水層為均質和各向同性時的方程為：

基坑降水工程的環境效應與評價方法

式中：S_s——貯水系數，無量綱量；

T——導水系數（T=κM）；

M——承壓含水層厚度。

⑧ 地下水物理性質的介紹

地下水的物理化學特性及其動態特徵。地下水物理性質主要指水溫、顏色、透明度、嗅和味。化學性質由溶解和分散於地下水中的氣體、離子、分子，膠體物質和懸浮固體的成分，微生物及這些物質的含量所決定。地下水中溶解的化學成分同一般天然水中的化學成分基本相同（見天然水水質）。它不同於地表水的是它含有極小量的溶解氧，而CO2則溶解較多；有一些地下水還含有H2S、CH4和氡。在大多數地下水中，陰離子主要是HCO婣，陽離子主要是Na+、Ca2+和Mg2+。地下水按礦化度分為淡水（礦化度升）、微鹹水(1～3克/升)、鹹水(3～10克/升)、鹽水(10～50克/升)和鹵水(>50克/升)。

⑨ 地下水對岩體的物理，化學，力學作用體現在哪幾個方面

地下水對岩體的影響分為：物理的、化學的和力學的影響。

(1)岩體的物理作用：
(a)潤滑作用：在裂隙面上，水使裂隙面之間的摩擦系數減小。
(b)軟化和泥化作用：結構面內某些物質與水結合後變軟並成泥，減小了結構面之間的粘聚力和摩擦力。
(c)結合水的強化作用：在非飽和狀態下，岩體含水能增強岩體顆粒之間的聯系，從而增加岩體的強度。
(2)對岩體的化學作用：
(a)離子交換作用：富含Ca、Mg 離子的地下水在流經富含Na 離子的岩土時，Ca、Mg 離子置換岩土中的 Na 離子， 一方面，由水中 Na 離子富集使天然地下水軟化，另一方面，岩土中的 Ca、Mg 離子增加了孔隙度和滲透 性能。
(b)溶解作用和溶蝕作用：大氣降雨中的酸性物質在地下水中對岩石中的石灰岩、白雲岩、石膏等產生溶蝕 作用，使岩體產生裂隙和溶洞，增加了岩體的滲透性能。
(c)水化作用：水滲透到岩體的礦物結晶格架中，使岩體的結構發生微觀及宏觀的改變，減小了岩體的內聚 力，膨脹岩體與水結合，使起岩體內部產生膨脹力。
(d)水解作用：當岩土體中的陽離子與水作用，使地下水中的H+ （M++H2O=MgOH+H+）濃度增加，水的酸度增 加，當岩土體中的陰離子與水作用，使地下水中的OH- 濃度增加，水的鹼度增加。水解作用一方面改變地 下水的PH 值，另一方面，也使岩土體物質發生改變，從而影響岩土體的力學性質。
(e)氧化還原作用：岩土體與氧氣作用發生氧化反應，岩土體的礦物組成發生改變，地下水的化學組成也發 生改變（如硫化鐵氧化後生成氧化鐵和硫酸），從而影響岩土體的力學性質。

⑩ 地下水物理性質的因素

影響地下水水質的主要因素是土壤、岩石的成分，滲透性和地下水的埋藏深度。地下水存在於土壤和岩石的空隙中，與土壤和岩石長期接觸，不同地區的土壤和岩石類型不同，地下水的化學成分的地區差異極大。一般，淺層地下水由於滲過地殼表層的大量降水多次沖刷土壤和岩石，所含鹽類貧乏，礦化度低。乾旱地區的淺層地下水，通過岩土的毛細管作用強烈蒸發，礦化度增高。埋藏較深的地下水，很少或完全不受氣候條件的影響，而岩石的成分對地下水的成分有重要的意義。總的趨勢是，地下水的礦化程度隨深度加深而加大。