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》（GB/T 14157-93）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着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。

简介

地下水（ground water）泛指存在于地下多孔介质中的水，其中多孔介质包括孔隙介质、介质和岩溶介质。

补给方式

地下水主要有降水入渗、灌溉水入渗、地表水入渗补给，越流补给和人工补给。在一定条件下，还有侧向补给。地下水的排泄主要有泉、潜水蒸发、向地表水体排泄、越流排泄和人工排泄。泉是地下水天然排泄的主要方式。

组成结构

地下水流系统的空间上的立体性，是地下水与地表水之间存在的主要差异之一。而地下水垂向的层次结构，则是地下水空间立体性的具体表征。典型水文地质条件下，地下水垂向层次结构的基本模式。自地表面起至地下某一深度出现不透水基岩为止，可区分为包气带和饱和水带两大部分。其中包气带又可进一步区分为土壤水带、中间过渡带及毛细水带等3个亚带；饱和水带则可区分为潜水带和承压水带两个亚带。从贮水形式来看，与包气带相对应的是存在结合水（包括吸湿水和薄膜水）和毛管水；与饱和水带相对应的是重力水（包括潜水和承压水）。以上是地下水层次结构的基本模式，在具体的水文地质条件下，各地区地下水的实际层次结构不尽一致。有的层次可能充分发展，有的则不发育。如在严重干旱的沙漠地区，包气带很厚，饱和水带深埋在地下，甚至基本不存在；反之，在多雨的湿润地区，尤其是在地下水排泄不畅的低洼易涝地带，包气带往往很薄，甚至地下潜水面出露地表，所以地下水层次结构亦不明显。至于象承压水带的存在，要求有特定的贮水构造和承压条件。而这种构造和承压条件并非处处都具备，所以承压水的分布受到很大的限制。但是上述地下水层次结构在地区上的差异性，并不否定地下水垂向层次结构的总体规律性。这一层次结构对于人们认识和把握地下水性质具有重要意义，并成为按埋藏条件进行地下水分类的基本依据。

地下水在垂向上的层次结构，还表现为在不同层次的地下水所受到的作用力亦存在明显的差别，形成不同的力学性质。如包气带中的吸湿水和薄膜水，均受分子吸力的作用而结合在岩土颗粒的表面。通常，岩土颗粒愈细小，其颗粒的比表面积愈大，分子吸附力亦愈大，吸湿水和薄膜水的含量便愈多。其中吸湿水又称强结合水，水分子与岩土颗粒表面之间的分子吸引力可达到几千甚至上万个大气压，因此不受重力的影响，不能自由移动，密度大于1，不溶解盐类，无导电性，也不能被植物根系所吸收。

薄膜水又称弱结合水，它们受分子力的作用，但薄膜水与岩土颗粒之间的吸附力要比吸湿水弱得多，并随着薄膜的加厚，分子力的作用不断减弱，直至向自由水过渡。所以薄膜水的性质亦介于自由水和吸湿水之间，能溶解盐类，但溶解力低。薄膜水还可以由薄膜厚的颗粒表面向薄膜水层薄的颗粒表面移动，直到两者薄膜厚度相当时为止。而且其外层的水可被植物根系所吸收。当外力大于结合水本身的抗剪强度（指能抵抗剪应力破坏的极限能力）时，薄膜水不仅能运动，并可传递静水压力。

毛管水当岩土中的空隙小于1毫米，空隙之间彼此连通，就象毛细管一样，当这些细小空隙贮存液态水时，就形成毛管水。如果毛管水是从地下水面上升上来的，称为毛管上升水；如果与地下水面没有关系，水源来自地面渗入而形成的毛管水，称为悬着毛管水。毛管水受重力和负的静水压力的作用，其水分是连续的，并可以把饱和水带与包气带联起来。毛管水可以传递静水压力，并能被植物根系所吸收。

重力水当含水层中空隙被水充满时，地下水分将在重力作用下在岩土孔隙中发生渗透移动，形成渗透重力水。饱和水带中的地下水正是在重力作用下由高处向低处运动，并传递静水压力。

综上所述，地下水在垂向上不仅形成结合水、毛细水与重力水等不同的层次结构，而且各层次上所受到的作用力亦存在差异，形成垂向力学结构。

运动模式

绝大多数地下水的运动属层流运动。在宽大的空隙中，如水流速度高，则易呈紊流运动。

地下水体系作用势。所谓“势”是指单位质量的水从位势为零的点，移到另一点所需的功，它是衡量地下水能量的指标。根据理查兹（Richards）的测定，发现势能（Φ）是随距离（L）呈递减趋势，并证明势能梯度（-dΦ/dL）是地下水在岩土中运动的驱动力。地下水总是由势能较高的部位向势能较低的方向移动。

地下水体系的作用势根据其力源性质，可分为重力势、静水压势、渗透压势、吸附势等分势，这些分势的组合称为总水势。

1.重力势（Φg）指将单位质量的水体，从重力势零的某一基准面移至重力场中某给定位置所需的能量，并定义为Φg=Z，式中Z为地下水位置高度。具体计算时，一般均以地下水位的高度作为比照的标准，并将该位置的重力势视为零，则地下水位以上的重力势为正值，地下水面以下的重力势为负值。

2.静水压势（Φp）连续水层对它层下的水所产生的静水压力，由此引起的作用势称静水压势，由于静水压势是相对于大气压而定义的，所以处于平衡状态下地下水自由水面处静水压力为零，位于地下水面以下的水则处于高于大气压的条件下，承载了静水压力，其压力的大小随水的深度而增加，以单位质量的能量来表达，即为正的静水压势，反之，位于地下水面以上非饱和带中地下水则处于低于大气压的状态条件下。由于非饱和带中有闭蓄气体的存在，以及吸附力和毛管力的对水分的吸附作用，从而降低了地下水的能量水平，产生了负压效应，称为负的静水压势，又称基模势。

3.渗透压势（Φ0）又称溶质势，它是由于可溶性物质在溶于水形成离子时，因水化作用将其周围的水分子吸引并作走向排列，并部分地抑制了岩土中水分子的自由活动能力，这种由溶质产生的势能称为溶质势，其势值的大小恰与溶液的渗透压相等，但两者的作用方向正好相反，显然渗透压势为负值。

4.吸附势（Φa）岩土作为吸水介质，所以能够吸收和保持水分，主要是由吸附力的作用，水分被岩土介质吸附后，其自由活动的能力相应减弱，如将不受介质影响的自由水势作为零，则由介质所吸附的水分，其势值必然为负值，这种由介质吸附而产生的势值称为吸附势。或介质势。

5.总水势总水势就是上述分势的组合，即Φ=Φg+Φp+Φ0+Φa，但处于不同水带的地下水其作用势并不相等。

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。

水质监测

2013年6月，环保部公布2012年环境公报，六成地级以上城市空气质量不达标，新标准纳入PM2.5达标率降低。对于2012年全国环境质量状况，环保部表示总体保持平稳，但形势依然严峻：超过30%的河流和超过50%的地下水不达标；空气质量方面，325个地级城市中，有59.1%的城市不符合新的空气质量标准，113个环保重点城市的不达标率更是达到76.1%。

公报称，我国污染物总量排放均有所下降。环保部强制要求减排的四项污染物，和废水相关的化学需氧量和氨氮，均较2010年有所减少，和废气相关二氧化硫和氮氧化物，也比上一年降低。

在2011年，和PM2.5关系密切的氮氧化物排放总量当年有所上升，环保部曾解释这与该指标刚刚增加，尚未达到减排节点有关。2010年，全国氮氧化物的排放量也开始全面下降。但是，排放的废水废气减少，不代表环境质量改善。根据《公报》，2012年，全国325个地级市及以上城市，如果用新的空气质量标准衡量，达标城市比例仅40.9%，113个环保重点城市的达标率更是只有23.9%。

对于水环境，环保部称“质量不容乐观”，针对全国798个村庄的农村环境质量试点监测结果表明，农村饮用水源和地表水受到不同程度污染。我国地下水污染正面临着由点到面、由浅到深、由城市到农村不断扩展和污染程度日益严重的趋势,地下水污染防治迫在眉睫。根据地下水污染的成因,地下水污染源可以分为工业污染源、农业污染源、生活污染源和自然污染源。

此外，环保部认为，农村环境问题日益显现，突出表现为工矿污染压力加大，生活污染局部加剧，畜禽养殖污染严重等。

2012年，环保部批复了240个项目的建设项目环境影响评价，涉及总投资近1.4万亿元，其中基础设施和民生工程有79个，约占总投资的一半，有24个项目被退回环评，不予审批或暂缓审批，涉及总投资1000多亿元。2013年世界环境日中国主题为“同呼吸 共奋斗”，重点关注以防治PM2.5为重点的大气污染防治工作。

在198个城市4929个地下水监测点位中，优良-良好-较好水质的监测点比例为42.7%，较差-极差水质的监测点比例为57.3%。农村地区的水环境问题更为严重，试点村庄饮用水源地的水质达标率仅77.2%，地下水饮用水源地水质达标率仅70.3%。地表水达标率只有64.7%。

随着社会的进步和经济的发展,中国的水资源紧张问题变得日益严重,水资源利用水平低下、开发利用不平衡、各地区水资源开发利用程度差异大、地下水开采过量、用水浪费严重、水资源利用效率较低等矛盾突显出来。

水质级别

一类水质：水质良好。地下水只需消毒处理，地表水经简易净化处理（如过滤）、消毒后即可供生活饮用者。

二类水质：水质受轻度污染。经常规净化处理（如絮凝、沉淀、过滤、消毒等），其水质即可供生活饮用者。

三类水质：适用于集中式生活饮用水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。

四类水质：适用于一般工业保护区及人体非直接接触的娱乐用水区。

五类水质：适用于农业用水区及一般景观要求水域。超过五类水质标准的水体基本上已无使用功能。

植物状态

在干旱区，许多植物的生活依赖地下水。如生长于荒漠地区河流岸边的胡杨（Populus diversifolia）即是如此。以处于内蒙古最西边的额济纳旗为例，那里的年降水量小于40mm，而蒸发量在3000mm以上。但由于河岸的地下水位较浅，胡杨能够生存。目前由于上游来水大量减少，胡杨大面积枯死。

在气候非常干旱的地区，有些植物根系很深，能达到地下水面或毛管边缘带，因而能够直接利用地下水，这类植物称为潜水植物。如荒漠地区生长的骆驼刺（Alhagi pseudathagi），其地上部分的高度只有20cm左右，而地下部分可达十几米深。