高考地理:地下水的流量、流速、流向、水质问题

一、地下水的类型

A按埋藏条件分，地下水主要分为三大类：

（一）上层滞水

埋藏浅，在包气带中局部隔水层之上；水量小；不稳定；受季节降雨影响大。

（二）潜水

埋藏在第一个稳定隔水层之上。有自由水面，直接接受大气降水、地表水补给。分布广，是最常见的地下水。

（三）承压水

埋藏在两个隔水层之间

承受静水压力，有压力水头；水量稳定；水质较好，不易污染。

B按含水层空隙性质还可分:

1、孔隙水：松散沉积物孔隙中（砂、砾石、黄土等）。

2、裂隙水：基岩裂隙中。

3、岩溶水（喀斯特水）：石灰岩等可溶性岩石溶洞、溶隙中。

二、地下水补给形式

1. 大气降水补给

最主要、最普遍的补给形式。降水量历时长；降水强度小；地形平缓；土壤疏松干燥，植被覆盖多时补给多。

2. 地表水补给

河流、湖泊、水库、沼泽等，水位高于地下水位时补给地下水。

3. 冰雪融水补给

高山、高纬地区，气温升高冰雪融化下渗补给地下水。

4. 季节性积雪融水补给

温带、寒温带地区，春季积雪融化下渗。

5. 凝结水补给

昼夜温差大的干旱地区，夜间或早晨沙粒间隙的水汽遇冷凝结，下渗补给。

6. 人工补给

水库回灌、引水回灌、污水回用、农田灌溉下渗等。

三、地下水储水量大小的影响因素

1. 补给条件
与降水量大小、降水强度、降水历时、地表径流补给、冰雪融水补给、河湖与地下水的互补关系等有关。
2. 地形与坡度
地形平缓：下渗多，地下水储量大
坡度陡：地表径流快，下渗少，储量小。
3. 岩性与地质结构
岩石透水性：砂岩、砾岩、喀斯特区利于储水。隔水层分布：有良好隔水层利于蓄水。
4、地质构造：向斜、盆地利于储水；断层可导水或阻水。
5. 植被与土壤
植被覆盖率高：涵养水源，下渗增加。
6、土壤厚度与孔隙：利于滞留水分、增加下渗。
7. 蒸发与排泄
蒸发旺盛：地下水损耗大，储量减少。
地下径流排泄快：储量减少。
8. 人类活动
过度开采：储量下降。修建水库、回灌、植树：增加储量。硬化路面、破坏植被：减少下渗，储量减少。

四、影响地下水流向及速度的因素
（一）流向
①地势高低：总体由高处流向低处，与地形起伏基本一致。
②隔水层与含水层：受地质构造控制，沿透水层、向斜轴部流动。
③水位差：由高水位区流向低水位区。
④地表水体：与河流、湖泊互补，丰水期地表水补给地下水，枯水期相反。
⑤人为工程：开采区形成漏斗，水流向开采中心；水库、堤坝改变局部流向。
（二）流速
①水力坡度（水位差或距离）

坡度越陡，流速越快。
②岩石透水性
孔隙大、裂隙多、喀斯特发育 → 流速快。黏土、页岩等隔水 → 流速慢
③含水层性质
松散沉积物（砂、砾石）→ 流速快。致密岩石 → 流速慢。
④地质构造
断层破碎带 → 流速快。
岩层弯曲、阻隔 → 流速变慢。
⑤埋藏深度：浅层地下水流速一般快于深层。

五、地下水矿化度影响因素

①补给来源

降水补给多 → 稀释作用强 → 矿化度低。

冰雪融水、河水补给 → 矿化度较低

海水入侵、咸水补给 → 矿化度高。

②岩石与土壤性质

含盐地层、盐岩、石膏层 → 易溶解盐分 → 矿化度高。

坚硬基岩、难溶岩石 → 矿化度低。

③径流与排泄条件

径流通畅、排泄快 → 盐分易排出 → 矿化度低。

径流滞缓、封闭洼地 → 盐分积累 → 矿化度高。

④蒸发作用

气候干旱、蒸发旺盛 → 水分散失、盐分浓缩 → 矿化度高。湿润多雨、蒸发弱 → 矿化度低。

⑤地下水埋藏深度

埋藏浅 → 易受蒸发影响 → 矿化度高。

埋藏深 → 蒸发影响小 → 矿化度较低。

⑤人类活动

不合理灌溉、大水漫灌 → 地下水位上升，盐分表聚 → 矿化度升高。

过度开采 → 咸淡水界面变化，可能导致矿化度升高。

工业废水、化肥下渗 → 盐分增加 → 矿化度升高。

六、过度抽取地下水主要危害

1. 地下水位持续下降

水井越打越深，供水成本升高，甚至出现枯井、断水。

2. 地面沉降、塌陷

地下土层被抽空，导致地面下沉、开裂，引发房屋开裂、道路破损、桥梁变形。

3. 海水倒灌、咸水入侵

沿海地区地下水位低于海平面，海水渗入含水层，淡水变咸，无法饮用和灌溉。

4. 水质恶化

含水层被污染、氧化，有害物质溶出，硬度、硝酸盐、重金属超标，危害健康。

5. 生态环境破坏

河流、湖泊、湿地补给减少，出现断流、干涸，植被枯萎，土地沙化，生物多样性下降。

6. 土壤次生盐碱化

地下水位剧烈波动，盐分随水分上升积聚在地表，耕地退化、减产。

7. 工程安全隐患

沉降导致地下管网拉裂、地铁与建筑基础受损，引发地质灾害风险。

例题分析

例1、阅读图文资料，完成下列要求。

地下水脆弱性是指地表污染物对浅层地下水可能造成的危害程度，通常由浅层地下水流系统（如埋深与地下水脆弱性呈负相关）、水文地质结构、气候等要素决定。太原盆地边缘分布有大量的高含氟矿，北部是山西省的煤炭和重工业基地，山地基岩和煤炭中含氟较高。研究表明：太原盆地南部地区浅层地下水中氟元素的含量过高，局部地区出现氟骨症等地方病，已经威胁到人类的健康。图为太原盆地浅层地下水位埋深等值线图（单位：米）。

(1)指出太原盆地地下水位埋深的分布规律。

(2)分析太原盆地南部地区浅层地下水中氟元素的来源。

(3)简要说明图中汾河沿岸浅层地下水脆弱性高的原因。

参考答案：

(1)规律：太原盆地的地下水位埋深一般在30m内；盆地边缘地下水位埋深较大（或西北部和东南部地下水位埋藏较深，或盆地边缘埋深一般在10～30m）；盆地中心地下水位埋深较小（或汾河谷地地下水位埋藏较浅；或沿河谷地地下水埋深一般小于10m）。

(2)来源：盆地边缘岩石风化及含氟矿被冲刷，氟等元素随流水搬运进入汾河流域；盆地北部为煤炭和重工业基地，工业活动中氟元素随地表和地下水由北向南流入盆地南部；盆地中部有断裂带，更有利于含氟地表水下渗，通过地下水影响南部地下水。

(3)原因：汾河沿线地下水位埋藏浅，污染物容易到达含水层而污染地下水；汾河沿岸农田面积广，人类活动频繁，污染物容易随灌溉污染地下水；当地降水少，地面污染物滞留时间长，累积多，降水后更易污染地下水（或盆地地形较封闭，汾河沿岸地形平坦，更有利于污染物下渗污染地下水）。

例2．阅读图文资料，完成下列要求。

针对干旱区煤矿采空区治理和水资源短缺等问题，我国学者提出利用采空区建设地下水库的建议。M煤矿矿区位于晋陕蒙交界地带，属温带大陆性季风气候，地下水资源丰富。该煤矿经过多年开采，已形成采空区。调查发现，该采空区水体中含有来自地表的污染物。图示意M煤矿采空区及地层剖面。

(1)简述M煤矿矿区地表污染物进入采空区水体的自然地理过程。

(2)分析在M煤矿采空区建设地下水库的意义。

参考答案

(1)M矿矿区采矿活动产生的地表污染物，在降雨或地表水流动，被冲刷并携带进入河流、湖泊或地下水系统；煤矿采空区与地下水位和地下水系统相连通；污染物通过地下水系统，沿着岩石和土壤中的裂隙和空隙进入采空区；在某些情况下，地表污水可能直接通过塌陷坑或裂缝进入采空区。

(2)煤矿采空区地下水库的建设，可以有效利用矿井水和雨水等水资源，为矿区提供稳定的水源，缓解矿区水资源短缺问题；可以减少矿井水的直接排放，降低对地表水和地下水资源的污染；地下水库的储水作用有助于增加矿区的湿度，改善植被生长条件，促进生态恢复；地下水库可以提供稳定、可靠的水源，降低矿区用水成本，提升经济效益；建设地下水库是一种技术创新和示范，推广和应用这种技术，可以促进煤炭开采与水资源保护利用的协调发展，为其他类似地区提供了可借鉴的经验和模式。

例5.阅读材料，完成下列问题。(18 分)
沙峰、湖泊和奇泉是内蒙古巴丹吉林沙漠的自然景观。该地年降水量小于 80mm，蒸发量大于 3500mm，全年盛行西北风、西风，风力强劲，广泛分布着平均高达 200-300m的沙山。研究发现沙山内部含水量较高，顶部附近生长有较多根系较深的蒿属及沙米等植物。该区的特殊地形有利于湖水集结，湖泊群约占 10%，面积大于或近 1km2 的湖泊有 5 个，严冬也不结冰，而且无论冬夏湖泊水位基本不增不减。经测定湖泊水的理化指标与深层断裂带的地下水相近，与周边地表水差异较大。其中的音德日图湖，中央有凸起的石块，上面有泉，泉水喷得很高，水质甘冽，但湖水苦咸。到 2014 年 12月，该地已开掘八口优质矿泉水井。下图为巴丹吉林沙漠及其周边环境示意图。

（1）巴丹吉林沙漠中湖泊的主要补给水源为深层断裂带的地下水,试解释其推断依据。（10 分）
（2）说明巴丹吉林沙漠中音德日图湖湖中央泉水甘冽，湖水咸苦的原因。（8 分）

参考答案

(1)巴丹吉林沙漠地区降水稀少，蒸发旺盛（2 分），地表径流补给少(2 分)；位于西北内陆，冬季严寒，湖水不结冰，水温较高(2 分)；湖泊水位冬夏变化小，补给源稳定(2 分)；湖泊水的理化指标与深层断裂带的地下水相近（2 分）。（或地下含水率高，水温高，有温泉分布）
(2)地表水渗入地下，地下水流经断层时（2 分），溶解了岩层中的矿物元素，泉水甘冽(2 分)；该地区气候干旱，降水少，蒸发强烈(2 分)，盐分不断积累形成咸水湖。(2 分)，使湖水苦咸。