地下水(ground water),是指赋存于地面以下岩石空隙中的水,狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。在国家标准《水文地质术语》中,地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。
国外学者认为地下水的定义有三种:一是指与地表水有显著区别的所有埋藏在地下水的水,特指含水层中饱水带的那部分水;二是向下流动或渗透,使土壤和岩石饱和,并补给泉和井的水;三是在地下的岩石空洞里、在组成地壳物质的空隙中储存的水。
地下水是水资源的重要组成部分,由于水量稳定,水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。但在一定条件下,地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。
一、地下水分类的原则
一种是根据地下水的某一特征进行分类;另一种则是综合考虑地下水的若干特征进行分类。
二 、地下水的分类
渗入水:降水渗入地下形成渗入水。
凝结水:水汽凝结形成的地下水称为凝结水。当地面的温度低于空气的温度时,空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙中,在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。
初生水:既不是降水渗入,也不是水汽凝结形成的,而是由岩浆中分离出来的气体冷凝形成,这种水是岩浆作用的结果,成为初生水。
埋藏水:与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水成为埋藏水。
包气带水:指潜水面以上包气带中的水,这里有吸着水、薄膜水、毛管水、气态水和暂时存在的重力水。包气带中局部隔水层之上季节性地存在的水称上层滞水。赋存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分为两个带,上部是包气带 ,即非饱和带 ,在这里,除水以外,还有气体。下部为饱水带,即饱和带。饱水带岩土中的空隙充满水。狭义的地下水是指饱水带中的水。
三、包含成分
地下水中分布最广的是钾、钠、镁、钙、氯、硫酸根和碳酸氢根7 种离子。地下水中各种离子、分子和化合物的总量称总矿化度 ,总矿化度小于1克/升的 ,称淡水,1~3克/升的 ,称微水,3 ~ 10克/升的,称咸水 ,10~50克/升的,称盐水,大于 50 克/升的,称卤水。地下水中钙、镁、铁、锰、锶、铝等溶解盐类的含量称硬度,含量高的硬度大,反之硬度小。
四、地下水污染物来源
进入地下水的污染物有来自人类活动的,有来自自然过程的。生活污水和生活垃圾会造成地下水的总矿化度、总硬度、硝酸盐和氯化物含量的升高,有时也会造成病原体污染。工业废水和工业废物可使地下水中有机和无机化合物的浓度增加。农业施用的化肥和粪肥,会造成大范围的地下水硝酸盐含量增高。农药对地下水的污染较轻,且仅限于浅层。农业耕作活动可促进土壤有机物的氧化,如有机氮氧化为无机氮(主要是硝态氮),随渗水进入地下水。天然的咸水会使地下天然淡水受咸水污染等
硝酸盐是地下水的主要污染物质,其来源有二。一是地表污废水排放,通过河道渗漏污染地下水;城市化粪池、污水管的泄漏以及垃圾堆的雨水淋溶等。这一类污染源具有点污染的特征。二是农业面源污染,农耕区过多施用氮肥,其中约有12.5%~45%的氮从土壤中流失,造成农耕区地下水硝酸盐的含量严重超标。随着化肥的广泛使用,硝酸盐污染将成为一个世界性的问题,在美国对10多万口水井的调查发现,有6%的水井硝酸盐含量超过标准,20%的水井氨氮含量超标。中国进行调查的57座城市中,地下水氮超标的有46座。硝酸盐污染可以导致高铁血红蛋白症,婴儿畸形及癌症等疾病。对地下水构成威胁的还有石油、石油化工产品及各种有机合成化学物质