1. 物理性質

地下水的物理性質包括：溫度、顔色、透明度、嗅、味、比重、導電性及放射性等。

溫度

地表水的溫度随季節變化。埋藏深度不同的地下水，具有不同的溫度變化規律。

埋深3～5m，具晝夜變化特征；

埋深為5～50m，地下水溫度随季節變化。

年常溫帶以下，地下水溫度随深度增高，其變化規律決定于地熱增溫級。

平均地熱增溫級為33米。

深層地下水的溫度變化很小。

顔色

水一般是無色的，但有時由于某種離子含量較多，或者富集懸浮物和膠體物質，則可顯示出各種各樣的顔色

2. 地下水的化學性質

地下水的化學成份

離子：天然體水中分布最廣、含量最多的離子有七種：氯離子(Cl-)、硫酸根離子(SO4=)、重碳酸根離子(HCO3-)、鈉離子(Na＋) 、鉀離子(K＋)、鈣離子(Ca＋＋)、鎂離子(Mg＋＋)。

一般情況下，随着地下水中含鹽量的變化，其中占主要地位的離子成分也随之發生變化。含鹽量低的水中常以HCO3-、Ca＋＋或HCO3-、Mg＋＋為主；中等含鹽量的常以SO4=、Na＋ 或SO4=、Ca＋＋為主；含鹽量高的水則以Cl-、Na＋為主。

氣體成份：主要有H2S、CO2。

地下水的酸堿性：水的酸堿性主要取決于水中氫離子濃度，常用pH值表示（pH=-lg[H ]）。

根據水pH值的大小，将水分成以下幾級：強酸性(<5)、弱酸性(5～7)、中性(7)、弱堿性(7～9)、強堿性(>9)。

地下水按礦化度的分類

地下水的硬度

水的硬度，是由水中所含Ca 、Mg 所構成。水中Ca 、Mg 的總含量，稱為總硬度。

地下水的硬度表達方法較多，我國通常采用德國度或Ca 、Mg 的毫克當量表示。1.0毫克當量硬度等于2.8德國度。

1德國度相當于1升水中含有10mg的CaO。

地下水的硬度分類

四、地下水對工程的影響

1. 潛水位上升引起的工程地質問題

(1)潛水位上升後，由于毛細水作用可能導緻土壤次生沼澤化、鹽漬化，改變岩土體物理力學性質，增強岩土和地下水對建築材料的腐蝕。在寒冷地區，可助長岩土體的凍脹破壞；

(2)潛水位上升後，原來幹燥的岩土被水飽和、軟化，降低岩土抗剪強度，可能誘發斜坡、岸邊岩土體産生變形、滑移、崩塌失穩等不良地質現象；

(3)崩解性岩土、濕陷性黃土、鹽漬岩土等遇水後，可能産生崩解、濕陷、軟化，其岩土結構破壞、強度降低、壓縮性增大。而膨脹性岩土遇水後則産生膨脹破壞；

(4)潛水位上升，可能使洞室淹沒，還可能使建築物基礎上浮，危及安全。

2. 地下水位下降引起的工程地質問題

(1)地表塌陷

岩溶發育地區，由于地下水位下降時改變了水動力條件，在斷裂帶、褶皺軸部、溶蝕窪地、河床兩側以及一些土層較薄而土顆粒較粗的地段，産生塌陷。

(2)地面沉降

地下水位下降誘發地面沉降的現象可以用有效應力原理加以解釋。地下水位的下降減小了土中的孔隙水壓力，從而增加了土顆粒間的有效應力，有效應力的增加要引起土的壓縮。許多大城市過量抽取地下水緻使區域地下水位下降從而引發地面沉降，就是這個原因。

(3)海(鹹)水入侵

近海地區的潛水或承壓含水層往往與海水相連，在天然狀态下，陸地的地下淡水向海洋排洩，含水層保持較高的水頭，淡水與海水保持某種動态平衡，因而陸地淡水含水層能阻止海水入侵。如果大量開發陸地地下淡水，引起大面積地下水位下降，可能導緻海水向地下水含水層入侵，使淡水水質變壞。

(4)地裂縫的産生與複活

近年來，在我國很多地區發現地裂縫，西安是地裂縫發育最嚴重的城市。據分析這是地下水位大面積大幅度下降而誘發的。

(5)地下水源枯竭、水質惡化

盲目開采地下水，當開采量大于補給量時，地下水資源會逐漸減少，以緻枯竭，造成泉水斷流、井水枯幹、地下水中有害離子量增多、礦化度增高。

3. 地下水的滲透破壞

(1)潛蝕

滲透水流在一定水力坡度(即地下水水力坡度大于岩土産生潛蝕破壞的臨界水力坡度)條件下産生較大的動水壓力，沖刷、挾走細小顆粒或溶蝕岩土體，使岩土體中孔隙不斷增大，甚至形成洞穴，導緻岩土體結構松動或破壞，以緻産生地表裂隙、塌陷，影響工程的穩定。

(2)流砂

流砂是指松散細小顆粒土被地下水飽和後，在動水壓力即水頭差的作用下，産生的懸浮流動現象。流砂多發生在顆粒級配均勻的粉細砂中，有時在粉土中也會産生流砂。

(3)管湧

地基土在具有某種滲透速度的滲透水流作用下，其細小顆粒被沖走，岩土的孔隙逐漸增大，慢慢形成一種能穿越地基的細管狀滲流通路，從而掏空地基或壩體，使地基或斜坡變形、失穩，此現象稱為管湧 。

4. 地下水的浮托作用

當建築物基礎底面位于地下水位以下時，地下水對基礎底面産生靜水壓力，即産生浮托力。如果基礎位于粉土、砂土、碎石土和節理裂隙發育的岩石地基上，則按地下水位100％計算浮托力；如果基礎位于節理裂隙不發育的岩石地基上，則按地下水位50％計算浮托力；如果基礎位于粘性土地基上，其浮托力較難确切地确定，應結合地區的實際經驗考慮。

5. 承壓水對基坑的作用

當深基坑下部有承壓含水層存在，開挖基坑會減小含水層上覆隔水層的厚度，在隔水層厚度減小到一定程度時，承壓水的水頭壓力能頂裂或沖毀基坑底闆，造成突湧現象。基坑突湧将會破壞地基強度，并給施工帶來很大困難。

6. 地下水對鋼筋混凝土的腐蝕

矽酸鹽水泥遇水硬化，并且形成Ca(OH)2、水化矽酸鈣CaOSiO2·12H2O、水化鋁酸鈣CaOAl2O3•6H2O等，這些物質往往會受到地下水的腐蝕。

①結晶類腐蝕

如果地下水中離子的含量超過規定值，那麼離子将與混凝土中的Ca(OH)2 起反應，生成二水石膏結晶體CaSO4·2H2O，這種石膏再與水化鋁酸鈣CaOAl2O3·6H2O發生化學反應，生成水化硫鋁酸鈣，這是一種鋁和鈣的複合硫酸鹽，習慣上稱為水泥杆菌。由于水泥杆菌結合了許多的結晶水，因而其體積比化合前增大很多，約為原體積的221.86％，于是在混凝土中産生很大的内應力，使混凝土的結構遭受破壞。

②分解類腐蝕

地下水中含有CO2，CO2與混凝土中的Ca(OH)2作用，生成碳酸鈣沉澱。

由于CaCO3不溶于水，它可填充混凝土的孔隙，在混凝土周圍形成一層保護膜，能防止Ca(OH)2的分解。但是，當地下水中CO2的含量超過一定數值，而離子的含量過低，則超量的CO2再與CaCO3反應，生成重碳酸鈣Ca(HCO3)2并溶于水。所以，當地下水中CO2的含量超過平衡時所需的數量時，混凝土中的CaCO3就被溶解而受腐蝕，這就是分解類腐蝕。地下水的酸度過大，即pH值小于某一數值，那麼混凝土中的Ca(OH)2也要分解，特别是當反應生成物為易溶于水的氯化物時，對混凝土的分解腐蝕很強烈。

③結晶分解複合類腐蝕

當地下水中NH4—，NO3—，Cl—和Mg2 離子的含量超過一定數量時，與混凝土中的Ca(OH)2發生反應，Ca(OH)2與鎂鹽作用的生成物中，除Mg(OH)2不易溶解外，CaCl2則易溶于水，并随之流失；硬石膏CaSO4一方面與混凝土中的水化鋁酸鈣反應生成水泥杆菌；另一方面，硬石膏遇水生成二水石膏。二水石膏在結晶時，體積膨脹，破壞混凝土的結構。

地下水對混凝土建築物的腐蝕是一項複雜的物理化學過程，在一定的工程地質與水文地質條件下，對建築材料的耐久性影響很大。

7. 水庫滲漏

當地下水位低于庫水位且有滲漏通道時，可能産生滲漏問題。

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