导图社区 地下水的补给、径流与排泄
大学地质工程之地下水的补给、径流与排泄知识梳理，包括地下水运动的基本定律、地下水与工程、地下水对钢筋混泥土的腐蚀等等。
社区模板帮助中心，点此进入>>
论语孔子简单思维导图
《傅雷家书》思维导图
《童年》读书笔记
《茶馆》思维导图
《朝花夕拾》篇目思维导图
《昆虫记》思维导图
《安徒生童话》思维导图
《鲁滨逊漂流记》读书笔记
《这样读书就够了》读书笔记
妈妈必读：一张0-1岁孩子认知发展的精确时间表
地下水的补给、径流与排泄
补给
大气降水
最主要，补给数量与降水性质、植物覆盖、地形、地质构造、包气带厚度以及岩石透水性有关
地表水
河流、湖泊、水库、海洋；补给与被补给取决于地表水与地下水的水位关系
含水层之间的补给
高流向低
人工补给
灌溉水、工业和生活废水以及专门的人工补给
排泄
蒸发
土壤蒸发和植物蒸发；蒸发量与温度、湿度、风速、地下水位埋深、包气带岩性有关
泉水
泉是地下水的天然露头
向地表水泄流
地下水位高于河水水位，并且没有不透水层阻隔
含水层之间的泄流
人工排泄
抽取地下水
径流
概念
地下水由补给区流向排泄区的过程
包括
径流方向
径流速度
由补给区与排泄区的相对位置与高差决定
径流量
地下水的埋藏条件决定地下径流类型
潜水属无压流动
承压水属有压流动
地下水运动的基本定律
地下水在松散沉积物中沿孔隙流动；属层流
在坚硬的岩石中沿裂隙或溶隙流动；属紊流
达西定律
Q=KA(H1-H2)/L=KAI或v=Q/A=KI
Q——渗透流量[m(三次方）/d]
H1、H2——上下游过水断面的水头（m）
L——上下游过水断面的水平距离（m）
A——过水断面的面积（包含岩石颗粒和空隙两部分的面积）[m(平方）]
K——渗透系数（m/d)
I——水力坡度
沿渗流途径的水头损失与相应渗透途径长度的比值可以理解为水流通过某一长度渗流途径时，为克服阻力，保持一定流速所消耗的以水头形式表现的能量。
v——地下水的渗透速度（m/d)
v并非地下水的实际流速，水流实际通过的过水断面面积A1为空隙所占据的面积：A1=An(n——孔隙度）
地下水与工程
地基沉降
在松散沉积层中进行深基础施工时，往往需要人工降低地下水；降水不当，会使周围地基土层产生固结沉降，轻者造成邻近建筑物或地下管线的不均匀沉降；重者使土体颗粒流失，甚至掏空，导致建筑物开裂和危及安全作用。
抽水井滤网和砂滤层的设计不合理和施工质量差会使抽水时将软土层中的黏粒、粉粒甚至细沙等细小土颗粒随同地下水一起带出地面，造成不均匀沉降
井管开始抽水时，井内水位下降，井外含水层中的地下水不断流向滤管，经过一段时间后，在井周围形成漏斗状的弯曲水面——降水漏斗；在降水漏斗范围内的软土层发生渗透固结而造成基土沉降。
流砂
地下水自下而上渗流时土产生流动的现象；与地下水的动水压力密切相关（地下水的动水压力大于土粒的浮容重或地下水的水力坡度大于临界水力坡度时）
缘由
在地下水位以下开挖基坑、埋设地下管道、打井等工程活动；易产生细砂、粉砂、粉质黏土等
处理流砂
人工降低地下水位
打板桩
冻结法
水下挖掘
潜蚀对建筑工程的影响
机械潜蚀
土粒在地下水的动水压力作用下受到冲刷，将细粒冲走，使土的结构破坏，形成洞穴的作用
化学潜蚀
地下水溶解土中的易溶盐分，使土粒间的结合力和土的结构破坏，土粒被水带走，形成洞穴的作用
在我国的黄土层及岩溶地区的土层中常有潜蚀现象
处理
堵截地表水流入土层
阻止地下水在土层中流动
设置反滤层
改造土的性质
减小地下水流速及水力坡度
地下水的浮托作用
当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地下水对基础底面产生静水压力，即浮托力
基坑突涌
当基坑下伏有承压含水层时，开挖基坑减小了底部隔水层的厚度。当隔水层较薄经不起承压水头压力作用时，承压水生物水头压力会冲破基坑地板
基坑底板厚度与承压水头压力的平衡关系
rM=rwH
r、rW——分别为黏性土的重度和地下水的重度 H——相对于含水层顶板的承压水头值 M——基坑开挖后黏土层的厚度
因此基坑底部黏土层的厚度需满足：M>(rW/r)H
当M<(rW/r)H时，为防止基坑突涌，必须对承压含水层进行预先排水，使其承压水头下降至基坑底能够承受的水头压力，即：HW<(r/rW)M (Hw——含水层顶板的承压水头）
地下水对钢筋混泥土的腐蚀
硅酸盐水泥遇水硬化生成氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙等。
结晶类腐蚀
超含量的硫酸根离子与混泥土反应生成水化硫铝酸钙即水泥杆菌，体积膨胀产生内应力，使混泥土结构遭到破坏
分解类腐蚀
当地下水中二氧化碳的含量超过平衡时，混泥土中的碳酸钙就会被溶解而受到腐蚀
结晶分解复合类腐蚀
地下水的中的铵根离子、硝酸根离子、氯离子、镁离子与混泥土反应，生成水泥杆菌和二水石膏结晶，体积膨胀破坏结构
达西定律只适用于雷诺数Re<=10的地下水层流运动
