地下水（ground water），是指賦存於地面以下岩石空隙中的水，狹義上是指地下水面以下飽和含水層中的水。在國家標準《水文地質術語》（GB/T 14157-93）中，地下水是指埋藏在地表以下各種形式的重力水。
國外學者認為地下水的定義有三種：一是指與地表水有顯著區別的所有埋藏在地下水的水，特指含水層中飽水帶的那部分水；二是向下流動或滲透，使土壤和岩石飽和，並補給泉和井的水；三是在地下的岩石空洞裡、在組成地殼物質的空隙中儲存的水。
地下水是水資源的重要組成部分，由於水量穩定，水質好，是農業灌溉、工礦和城市的重要水源之一。但在一定條件下，地下水的變化也會引起沼澤化、鹽漬化、滑坡、地面沉降等不利自然現象。
基本介紹
水體種類,分布狀態,礦化程度,營養成份,埋藏條件,水域劃分,補給程度,開採程度,污染程度,補給方式,主要功能,組成結構,運動模式,基本特徵,水流系統,集水區域,貯存空間,包含成分,水質監測,水質級別,影響因素,植物狀態,
水體種類
分布狀態
一 《中國地下水類型分布圖》依據地下水的賦存、分布狀態分類，結合我國地下水的賦存、分布特點，並考慮分類描述的通俗性編制而成，將全國地下水類型劃分為平原—盆地地下水、黃土地區地下水、岩溶地區地下水和基岩山區地下水四種。
地下水污染防治主要目標
地下水污染防治主要目標平原—盆地地下水。地下水主要賦存於鬆散沉積物和固結程度較低的岩層之中，一般水量比較豐富，具有重要開採價值，分布於我國的各大平原、山間盆地、大型河谷平原和內陸盆地的山前平原和沙漠中，主要包括黃淮海平原、三江平原、松遼平原、江漢平原、塔里木盆地、準葛爾盆地、四川盆地、以及河西走廊、河套平原、關中盆地、長江三角洲、珠江三角洲、黃河三角洲、雷州半島等地區。我國平原盆地地下水分布面積273.89平方千米，占全國評價區總面積的28.86%；地下水可開採資源量1686.09億立方米/年，占全國地下水可開採資源總量的47.79%。
黃淮海平原是我國第一大地下水富集區。評價區面積24.13平方千米，占全國評價區總面積的2.64%，地下水可開採資源量373.37億立方米/年，占全國地下水可開採資源總量的10.58%，範圍包括北京市南部、天津市大部、河北省東部、河南省東北部、山東省西北部、安徽省北部和江蘇省北部地區。三江-松遼平原是我國第二大地下水富集區。評價區面積34.2平方千米，占全國評價區總面積的3.74%，地下水可開採資源量306.4億立方米/年，占全國地下水可開採資源總量的8.68%，範圍包括黑龍江省的大部、吉林省西部、遼寧省西部和內蒙古自治區的東北部地區。
西安地面沉降圖北方岩溶區主要包括京-津-遼岩溶區、晉冀豫岩溶區、濟徐淮岩溶區，分布與北京、山西、河北、河南、山東、江蘇、安徽、遼寧、天津等省（市、區）的部分地區。北方岩溶地下水具有集中分布的特點，往往形成大型、特大型水源地，成為城市與大型工礦企業供水的重要水源。南方岩溶區主要分布在西南岩溶石山地區，包括雲南、貴州、廣西的大部分地區和廣東、湖南、湖北等省的部分地區。南方岩溶地下水主要賦存於地下暗河系統里，地下水補給充沛，但地下水地表水轉化頻繁，岩溶地下水難以被很好的開發利用，往往形成“一場大雨遍地淹，十無雨到處乾”的特殊乾旱局面。
基岩山區地下水。廣泛分布於岩溶地區以外的其它山地、丘陵區，地下水賦存於岩漿岩、變質岩、碎屑岩和火山熔岩等岩石的裂隙中，是我國分布最廣的一種地下水類型。基岩山區地下水只有在構造破碎帶等局部地帶富水性較好，大部分地區水量較貧乏，一般不適宜集中開採，但對山地丘陵區和高原地區的人、畜用水有重要作用。山區地下水分布面積約574.98萬平方千米,占全國評價區總面積的60.60%；地下水可開採資源量971.67億立方米/年，占全國地下水可開採資源總量的27.54%。 二 地下水的天然形成能力，用單位面積地下水天然補給資源量（補給模數）來反映。地下水天然補給資源量，是指自然條件下，地下水系統中參與現代水循環的可更新地下水量。主要取決於三個方面：一是水的補給來源，如降雨量大小、降雨時空分布、河流湖泊狀況等；二是地表的入滲條件，例如沙土地比粘土地的入滲條件要好些，石灰岩地區比花崗岩地區的入滲條件要好些；三是地下蓄水能力，包括含水層的孔隙性、裂隙性、地下水埋藏深度等。受自然條件、地質結構、蓄水能力等因素的影響，我國地下水產水能力的地區性差異較大。
礦化程度
地下水按礦化度劃分為四類：（1）淡水，礦化度小於1克/升；（2）微鹹水，礦化度1-3克/升；（3）半鹹水，礦化度3-5克/升；（4）鹹水，礦化度大於5克/升。
淡水分布區。分布於我國的廣大地區。地下淡水分布區的面積約810.65萬平方千米，占全國總面積的85.39%；地下淡水可開採資源量為3527.78億立方米/年，占全國地下水可開採資源總量的94.67%。
微鹹水分布區。主要分布在我國的河北省、山東省、江蘇省、寧夏回族自治區、新疆維吾爾自治區、內蒙古自治區、甘肅省、山西省、陝西省和吉林省的部分地區。地下微鹹水分布區的面積約53.92萬平方千米，占全國總面積有的5.68%；地下微鹹水可開採資源為144.02億立方米/年，占全國地下水可開採資源總量的3.87%。
半鹹水、鹹水分布區，主要分布在新疆維吾爾自治區的許多地區、寧夏回族自治區、內蒙古自治區、青海省、甘肅省的部分地區，天津市、河北省、山東省、遼寧省、上海市、江蘇省、廣東省的濱海部分地區。地下半鹹水、鹹水分布區面積約84.73萬平方千米，占全國總面積有的8.93%；可開採資源量為54.46億立方米/年，占全國地下水可開採資源總量的1.46%。
營養成份
人體裡含有40多種元素，其中，鐵、氟、鋅、銅、鉻、錳、碘、鉬、鈷等9種元素是人體必須的，對生命的正常新陳代謝非常重要，不可缺少，也不可過多。許多地方病就是由於人們長期飲用不符合標準的水而引起的，如高氟水引起氟斑牙、低碘水引起大脖子病、高砷水引起皮膚癌等。我國各地不同程度地存在著與飲用水水質有關的地方病區，尤其在北方丘陵山區，克山病、大骨節病、氟中毒、甲狀腺腫等地方病比較普遍。
(圖)地下水
(圖)地下水高氟水。主要分布於長白山區、遼東山地、松遼平原中部、黃淮海平原中部、山西省中部盆地、內蒙古高原，西北內陸盆地沖洪積傾斜平原前緣地區。此外，我國東南丘陵溫泉分布區，地下水中氟含量較高，一般大於5毫克/升，最高達35毫克/升。西藏南部地區溫泉的氟含量也比較高。高氟水分布面積約160萬平方千米，占國土面積的16.7%。
高砷水。主要分布在新疆塔里木盆地的渭乾河流域和準噶爾盆地的奎屯河下游地區。低碘水分布面積約1萬平方千米，占國土面積的0.1%。
高鐵水。主要分布在青藏高原、三江平原、下遼河平原、江漢平原等地區。高鐵水分布面積約70萬平方千米，占國土面積的7.3%。 六 地下水污染在我國大中城市不同程度地存在，其中，近一半的城區地下水污染呈加重趨勢，並從點狀污染有向帶狀和面狀污染髮展。一些大城市的中心地帶和郊區的地下水排泄區，地下水污染最嚴重，部分城市淺層地下水已不能直接飲用。地下水污染表現為北方城市重於南方城市的特點，主要分布在華北平原、松遼平原、江漢平原和長江三角洲等地區。
埋藏條件
潛水是埋藏於地表以下第一個穩定隔水層上的地下水，通常所見到的地下水多半是潛水。當地下水流出地面時就形成泉。潛水存在於地表以下第一個穩定隔水層上面、具有自由水面的重力。它主要由降水和地表水入滲補給。
承壓水（自流水）是埋藏較深的、賦存於兩個隔水層之間的地下水。承壓水充滿於上下兩個隔水層之間的含水層中的水。它承受壓力，當上覆的隔水層被鑿穿時，水能從鑽孔上升或噴出。按含水空隙的類型，地下水又被分為孔隙水、裂隙水和岩溶水。這種地下水往往具有較大的水壓力，特別是當上下兩個隔水層呈傾斜狀時，隔層中的水體要承受更大的水壓力。當井或鑽孔穿過上層頂板時，強大的壓力就會使水體噴涌而出，形成自流水。
一、地下水分類的原則
一種是根據地下水的某一特徵進行分類；另一種則是綜合考慮地下水的若干特徵進行分類。
二 、地下水的分類
滲入水：降水滲入地下形成滲入水。
岩溶水
岩溶水埋藏水：與沉積物同時生成或海水滲入到原生沉積物的孔隙中而形成的地下水成為埋藏水。
包氣帶水：指潛水面以上包氣帶中的水，這裡有吸著水、薄膜水、毛管水、氣態水和暫時存在的重力水。包氣帶中局部隔水層之上季節性地存在的水稱上層滯水。賦存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分為兩個帶，上部是包氣帶 ，即非飽和帶 ，在這裡，除水以外，還有氣體。下部為飽水帶，即飽和帶。飽水帶岩土中的空隙充滿水。狹義的地下水是指飽水帶中的水。
2、按礦化程度不同，可分為淡水、微鹹水、鹹水、鹽水、滷水。
詳見下表：
地下水按礦化度分類表
地下水類型總礦化度(g/l)
淡 水 <1
微 鹹 水 1 ～3
鹹 水 3 ～10
鹽 水 10 ～50
鹵 水 >50
孔隙水：疏鬆岩石孔隙中的水。孔隙水是儲存於第四系鬆散沉積物及第三系少數膠結不良的沉積物的孔隙中的地下水。沉積物形成時期的沉積環境對於沉積物的特徵影響很大，使其空間幾何形態、物質成分、粒度以及分選程度等均具有不同的特點。孔隙水存在於岩土孔隙中的地下水，如鬆散的砂層、礫石層和砂岩層中的地下水。裂隙水是存在於堅硬岩石和某些粘土層裂隙中的水。岩溶水又稱喀斯特水，指存在於可溶岩石（如石灰岩、白雲岩等）的洞隙中的地下水。
岩溶水：賦存於岩溶空隙中的水。水量豐富而分布不均一，在不均一之中又有相對均一的地段；含水系統中多重含水介質並存，既有具統一水位面的含水網路，又具有相對孤立的管道流；既有向排泄區的運動，又有導水通道與蓄水網路之間的互相補排運動；水質水量動態受岩溶發育程度的控制，在強烈發育區，動態變化大，對大氣降水或地表水的補給回響快；岩溶水既是賦存於溶孔、溶隙、溶洞中的水，又是改造其賦存環境的動力，不斷促進含水空間的演化。
4、按埋藏條件不同，可分為上層滯水、潛水、承壓水。
潛水：埋藏在地表以下、第一個穩定隔水層以上、具有自由水面的重力水。潛水在自然界中分布很廣，一般埋藏在第四紀鬆散沉積物的孔隙及堅硬基岩風化殼的裂隙、溶洞內。
承壓水：埋藏並充滿兩個穩定隔水層之間的含水層中的重力水。承壓水受靜水壓；補給區與分布區不一致；動態變化不顯著；承壓水不具有潛水那樣的自由水面，所以它的運動方式不是在重力作用下的自由流動，而是在靜水壓力的作用下，以水交替的形式進行運動。
水域劃分
補給程度
地下水補給豐富區。單位面積地下水補給量大於50萬立方米/平方千米年，主要分布在海南省、廣東省、湖北省和廣西壯族自治區的部分地區，黑龍江省、吉林省、四川省、台灣省、陝西省、寧夏回族自治區也有零星分布。地下水資源補給豐富區的面積約18.56萬平方千米,占全國總面積的1.96%。
地下水補給較豐富區。單位面積地下水補給資源量20—50萬立方米/平方千米?年，分布在海南省、廣西壯族自治區、廣東省、福建省、貴州省和上海市的大部分地區，江蘇省、重慶市、山東省、遼寧省、北京市、湖南省、西藏自治區和新疆維吾爾自治區也有分布。地下水資源補給較豐富區的面積約137.64萬平方千米,占全國總面積的14.51%。
地下水補給中等區。單位面積地下水補給資源量10—20萬立方米/平方千米?年，主要分布在北方地區的黃淮海平原區、南方地區的雲南省、貴州省、四川省、江西省、湖南省等地的岩溶石山地區，西北地區、東北地區、西南地區的平原河谷地帶也有分布。地下水資源補給豐富區的面積約178.34萬平方千米,占全國總面積的18.79%。
地下水補給較貧乏區。單位面積地下水補給資源量小於5—10萬立方米/平方千米?年，從東部沿海地區到西部內陸地區均有分布，主要集中分布在中部地區，範圍幾乎涉及全國所有省份，主要包括東北三省、山東、山西、河北、河南、安徽、江西、四川、重慶等省（市）的丘陵山區，其它省份也有零星狀分布。地下水資源補給豐富區面積約236.03萬平方千米,占全國總面積的24.87%。
地下水補給貧乏區。單位面積地下水補給資源量小於5萬立方米/平方千米?年，分布在我國西北的絕大部分地區、東北西部、華北北部和西南的部分地區，主要分布在新疆維吾爾自治區、內蒙古自治區、寧夏回族自治區、陝西省、甘肅省的大部分地區，青海省、山西省、河北省、西藏自治區的也有分布。地下水資源補給豐富區面積約378.37萬平方千米,占全國總面積的39.87%。
三 全國地下淡水可開採資源量3527.79億立方米/年，現狀（1999年）實際開採量1058.33億立方米/年，地下淡水剩餘量為2469.45億立方米/年。從全國總的來看，地下淡水剩餘量還比較多，占可開採資源量的70%。但地下淡水剩餘量的分布極不均一，北方地區剩餘量為744.77億立方米/年，南方地區餘量為1724.69億立方米/年，分別占全國地下水淡水剩餘量的30.2%和69.8%,占當地地下水可開採資源量的48.5%和86.8%。
開採程度
地下水基本平衡區。地下水開採潛力0—1萬立方米/平方千米?年，不能盲目擴大開採。北方地區應該把這部分水留作生態用水。主要分布華北、西北、東北地區的北部，包括內蒙古自治區、西藏自治區的大部分地區，甘肅省的酒泉、新疆維吾爾自治區的部分地區，以及四川省、陝西省、湖北省、江西省、福建省的部分地區。地下水采-補平衡區面積273.64萬平方千米，占全國總面積的28.8%。
開採潛力較小區。地下水開採潛力1—5萬立方米/平方千米?年的地區，可適度開發利用地下水。主要分布在青海、新疆、重慶、福建的大部分地區，黑龍江、吉林、遼寧三省的松嫩、松遼平原區，以及雲南、貴州、湖南等省份的部分地區。地下水開採潛力較小的地區面積429.85萬平方千米，占全國總面積的45.3%。
開採潛力中等區。地下水開採潛力5—10萬立方米/平方千米?年的地區，可以適當增加地下水開採強度，減少地表水的利用。主要分布於長江流域和華南地區，包括四川省、貴州省、湖南省、湖北省、安徽省、廣東省、廣西壯族自治區等的大部分地區，北方地區僅在三江平原等局部地區分布。地下水開採潛力中等區面積100.58萬平方千米，占全國總面積的10.6%。
開採潛力較大區。地下水開採潛力10—20萬立方米/平方千米?年的地區，應該鼓勵開發利用地下水，充分利用地下水水質優良、動態穩定和多年調節的特點。主要分布在長江沿岸、淮河沿岸和華南地區，包括江蘇、安徽、廣東、海南省的大部分地區，貴州省、湖南省、湖北省也有零星分布。地下水開採潛力較大區面積47.70萬平方千米，占全國總面積的5.0%。
開採潛力大區。地下水開採潛力大於20萬立方米/平方千米?年的地區，主要分布在廣西壯族自治區、廣東省、海南省的小部分地區。雖然這些地區地下水開採潛力大，但由於降水充沛，地表水豐富，社會經濟對地下水的依賴程度不高，地下水開採潛力的實際價值不大。地下水開採潛力大區面積4.82平方千米，占全國總面積的0.5%。備註：
1、地下水資源及其開採潛力的分布，主要依賴於不同級次水文地質單元的補給條件與開採狀況，按照行政單位進行地下水開採潛力分析，其結果難免有與局部地區事實不相符的地方。
2、地下水是一種就地資源，在一個區域內往往是超量開採與資源剩餘並存，區域平均結果有時掩蓋了一些地方局部剩餘與局部超采的客觀實際，希望在使用這張圖時有所辨別，以免產生誤解。
污染程度
華北地區地下水污染普遍呈加重趨勢。華北地區人類經濟活動強烈，從城市到鄉村地下水污染比較普遍，主要污染組分有硝酸鹽氮、氰化物、鐵、錳、石油類等。此外，該區地下水總硬度和礦化度超標嚴重，大部分城市和地區的總硬度超標，其中，北京、太原、呼和浩特等城市污染較重。
西北地區地下水受人類活動影響相對較小污染較輕。西北地區地下水污染總體較輕。內陸盆地地區的主要污染組分為硝酸鹽氮；黃河中游、黃土高原地區的主要污染物有硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、鉻、鉛等，以點狀、線狀分布於城市和工礦企業周邊地區，其中，蘭州、西安等城市污染較重。
南方地區地下水局部污染嚴重。南方地區地下水水質總體較好，但局部地區污染嚴重。西南地區的主要污染指標有亞硝酸鹽氮、氨氮、鐵、錳、揮發性酚等，污染組分呈點狀分布於城鎮、鄉村居民點，污染程度較低，範圍較小。中南地區主要污染指標有亞硝酸鹽氮、氨氮、汞、砷等，污染程度低。東南地區主要污染指標有硝酸鹽氮、氨氮、汞、鉻、錳等，地下水總體污染輕微，但城市及工礦區局部地域污染較重，特別是長江三角洲地區、珠江三角洲地區經濟發達，淺層地下水污染普遍。南方城市中，武漢、襄樊、昆明、桂林等污染較重。 七 《中國地下水質量分布圖》根據建國50年來，特別是近20年來,地下水勘查開發與地下水環境監測資料，參照不同用途的水質標準，在地下水水質評價和地下水污染評價基礎上，經過系統分析與綜合研究編制而成。地下水質量共分為四級：可供飲用的地下水、適當處理後可供飲用的地下水、不宜直接飲用但可供工農業利用的地下水、不宜直接利用的地下水。
地下水
地下水我國地下水質量分布的總體規律是：南方地下水質量優於北方地下水質量，東部平原區地下水質量優於西部內陸盆地，山區地下水質量優於平原，山前及山間平原地下水質量優於濱海地區，古河道帶的地下水質量優於河間地帶，深層地下水質量常常優於淺層地下水。
東北地區地下水質量優劣不均局部污染。東北地區地下水質量從山區到平原由優變劣，基岩地區地下水質量優於鬆散岩類地下水，承壓地下水質量優於潛水。該區大部分地下水為可供生活與工農業供水水源，松遼盆地中部地下水質量差，不宜直接利用。重工業和油田開發導致部分城市和地區的地下水遭受污染。
華北地區地下水質量分帶明顯污染普遍。華北地區是人類活動最強烈的地區之一，地下水環境受人類活動的干擾影響大。該區地下水主要賦存於黃淮海平原及其外圍山區，淺層地下水質量分布具明顯的分帶規律，從山區、平原到濱海，地下水質量由優變劣，且城市地區地下水污染普遍。大部分地區的地下水可供直接飲用。
西北地區地下水質量總體較差污染較輕。西北地區地下水質量天然不良，並呈由山區向盆地、由盆地邊緣向盆地中部，地下水質量呈現出由優變劣的變化特點，表現為環帶狀分布特點，不宜直接利用的地下水分布面積占全區總面積的18%。在西北地區，人類活動對地下水的干擾影響主要表現為開採造成的生態環境變化，地下水污染程度總體較輕。
南方地區地下水質量總體優良局部污染。南方大部分地區的地下水質量優良，可供直接飲用，其中江西、福建、廣西、廣東、海南、貴州、重慶等省（區、市），可供直接飲用地下水的分布面積占全省面積的90%以上。但在一些平原地區，經濟發達，城市化進程較快，人類活動對地下水影響較大，淺層地下水遭到污染。長江三角洲、珠江三角洲等經濟發展核心地區，淺層地下水質量差，人們對淺層地下水的開採越來越少，對深層地下水的開採越來越多，誘發了嚴重的地面沉降。 地下水
地下水
地下水八 隨著社會經濟的快速發展和地下水開發技術的不斷提高，我國地下水開發正在向“深”、“廣”發展，開採層不斷加深，開採範圍不斷擴大。全國660個城市中，開採地下水的城市400多個；地下水有效灌溉面積7.48億畝，占全國耕地總面積的40%；過去東南沿海從不開採地下水的地區，大量開採地下水；華北平原、長江三角洲等地區，因淺層地下水污染，地下水開採大量轉向深層地下水。地下水的開發利用，一方面給社會經濟發展提供了水源支撐，另一方面不合理超量開採地下水，誘發了許多環境地質問題。特別是以地下水為主要供水水源的北方城市和地區，掠奪式開採現象嚴重，引發的環境地質問題突出。
《中國地下水環境地質問題圖》根據全國地下水環境調查監測資料編制而成，反映的主要環境地質問題有區域地下水降落漏斗、地面沉降、地面塌陷、地裂縫、海水入侵和土壤鹽漬化等，主要分布在地下水集中開採和超量開採地區。
補給方式
地下水主要有降水入滲、灌溉水入滲、地表水入滲補給，越流補給和人工補給。在一定條件下，還有側向補給。地下水的排泄主要有泉、潛水蒸發、向地表水體排泄、越流排泄和人工排泄。泉是地下水天然排泄的主要方式。
主要功能
地下水與人類的關係十分密切，井水和泉水是我們日常使用最多的地下水。地下水可開發利用，作為居民生活用水、工業用水和農田灌溉用水的水源。地下水具有給水量穩定、污染少的優點。含有特殊化學成分或水溫較高的地下水，還可用作醫療、熱源、飲料和提取有用元素的原料。在礦坑和隧道掘進中，可能發生大量湧水，給工程造成危害。在地下水位較淺的平原、盆地中，潛水蒸發可能引起土壤鹽漬化；在地下水位高，土壤長期過濕，地表滯水地段，可能產生沼澤化，給農作物造成危害。不過，地下水也會造成一些危害，如地下水過多，會引起鐵路、公路塌陷，淹沒礦區坑道，形成沼澤地等。同時，需要注意的是：地下水有一個總體平衡問題，不能盲目和過度開發，否則容易形成地下空洞、地層下陷等問題。
地下水
地下水地下水作為地球上重要的水體，與人類社會有著密切的關係。地下水的貯存有如在地下形成一個巨大的水庫，以其穩定的供水條件、良好的水質，而成為農業灌溉、工礦企業以及城市生活用水的重要水源，成為人類社會必不可少的重要水資源，尤其是在地表缺水的乾旱、半乾旱地區，地下水常常成為當地的主要供水水源。
組成結構
地下水流系統的空間上的立體性，是地下水與地表水之間存在的主要差異之一。而地下水垂向的層次結構，則是地下水空間立體性的具體表征。典型水文地質條件下，地下水垂向層次結構的基本模式。自地表面起至地下某一深度出現不透水基岩為止，可區分為包氣帶和飽和水帶兩大部分。其中包氣帶又可進一步區分為土壤水帶、中間過渡帶及毛細水帶等3個亞帶；飽和水帶則可區分為潛水帶和承壓水帶兩個亞帶。從貯水形式來看，與包氣帶相對應的是存在結合水（包括吸濕水和薄膜水）和毛管水；與飽和水帶相對應的是重力水（包括潛水和承壓水）。以上是地下水層次結構的基本模式，在具體的水文地質條件下，各地區地下水的實際層次結構不盡一致。有的層次可能充分發展，有的則不發育。如在嚴重乾旱的沙漠地區，包氣帶很厚，飽和水帶深埋在地下，甚至基本不存在；反之，在多雨的濕潤地區，尤其是在地下水排泄不暢的低洼易澇地帶，包氣帶往往很薄，甚至地下潛水面出露地表，所以地下水層次結構亦不明顯。至於象承壓水帶的存在，要求有特定的貯水構造和承壓條件。而這種構造和承壓條件並非處處都具備，所以承壓水的分布受到很大的限制。但是上述地下水層次結構在地區上的差異性，並不否定地下水垂向層次結構的總體規律性。這一層次結構對於人們認識和把握地下水性質具有重要意義，並成為按埋藏條件進行地下水分類的基本依據。
地下水在垂向上的層次結構，還表現為在不同層次的地下水所受到的作用力亦存在明顯的差別，形成不同的力學性質。如包氣帶中的吸濕水和薄膜水，均受分子吸力的作用而結合在岩土顆粒的表面。通常，岩土顆粒愈細小，其顆粒的比表面積愈大，分子吸附力亦愈大，吸濕水和薄膜水的含量便愈多。其中吸濕水又稱強結合水，水分子與岩土顆粒表面之間的分子吸引力可達到幾千甚至上萬個大氣壓，因此不受重力的影響，不能自由移動，密度大於1，不溶解鹽類，無導電性，也不能被植物根系所吸收。
薄膜水 又稱弱結合水，它們受分子力的作用，但薄膜水與岩土顆粒之間的吸附力要比吸濕水弱得多，並隨著薄膜的加厚，分子力的作用不斷減弱，直至向自由水過渡。所以薄膜水的性質亦介於自由水和吸濕水之間，能溶解鹽類，但溶解力低。薄膜水還可以由薄膜厚的顆粒表面向薄膜水層薄的顆粒表面移動，直到兩者薄膜厚度相當時為止。而且其外層的水可被植物根系所吸收。當外力大於結合水本身的抗剪強度（指能抵抗剪應力破壞的極限能力）時，薄膜水不僅能運動，並可傳遞靜水壓力。
毛管水 當岩土中的空隙小於1毫米，空隙之間彼此連通，就象毛細管一樣，當這些細小空隙貯存液態水時，就形成毛管水。如果毛管水是從地下水面上升上來的，稱為毛管上升水；如果與地下水面沒有關係，水源來自地面滲入而形成的毛管水，稱為懸著毛管水。毛管水受重力和負的靜水壓力的作用，其水分是連續的，並可以把飽和水帶與包氣帶聯起來。毛管水可以傳遞靜水壓力，並能被植物根系所吸收。
重力水 當含水層中空隙被水充滿時，地下水分將在重力作用下在岩土孔隙中發生滲透移動，形成滲透重力水。飽和水帶中的地下水正是在重力作用下由高處向低處運動，並傳遞靜水壓力。
綜上所述，地下水在垂向上不僅形成結合水、毛細水與重力水等不同的層次結構，而且各層次上所受到的作用力亦存在差異，形成垂向力學結構。
運動模式
絕大多數地下水的運動屬層流運動。在寬大的空隙中，如水流速度高，則易呈紊流運動。
地下水體系作用勢。所謂“勢”是指單位質量的水從位勢為零的點，移到另一點所需的功，它是衡量地下水能量的指標。根據理查茲（Richards）的測定，發現勢能（Φ）是隨距離（L）呈遞減趨勢，並證明勢能梯度（-dΦ/dL）是地下水在岩土中運動的驅動力。地下水總是由勢能較高的部位向勢能較低的方向移動。
地下水體系的作用勢根據其力源性質，可分為重力勢、靜水壓勢、滲透壓勢、吸附勢等分勢，這些分勢的組合稱為總水勢。
1.重力勢（Φg）指將單位質量的水體，從重力勢零的某一基準面移至重力場中某給定位置所需的能量，並定義為Φg=Z，式中Z為地下水位置高度。具體計算時，一般均以地下水位的高度作為比照的標準，並將該位置的重力勢視為零，則地下水位以上的重力勢為正值，地下水面以下的重力勢為負值。
2.靜水壓勢（Φp）連續水層對它層下的水所產生的靜水壓力，由此引起的作用勢稱靜水壓勢，由於靜水壓勢是相對於大氣壓而定義的，所以處於平衡狀態下地下水自由水面處靜水壓力為零，位於地下水面以下的水則處於高於大氣壓的條件下，承載了靜水壓力，其壓力的大小隨水的深度而增加，以單位質量的能量來表達，即為正的靜水壓勢，反之，位於地下水面以上非飽和帶中地下水則處於低於大氣壓的狀態條件下。由於非飽和帶中有閉蓄氣體的存在，以及吸附力和毛管力的對水分的吸附作用，從而降低了地下水的能量水平，產生了負壓效應，稱為負的靜水壓勢，又稱基模勢。
3.滲透壓勢（Φ0）又稱溶質勢，它是由於可溶性物質在溶於水形成離子時，因水化作用將其周圍的水分子吸引並作走向排列，並部分地抑制了岩土中水分子的自由活動能力，這種由溶質產生的勢能稱為溶質勢，其勢值的大小恰與溶液的滲透壓相等，但兩者的作用方向正好相反，顯然滲透壓勢為負值。
4.吸附勢（Φa）岩土作為吸水介質，所以能夠吸收和保持水分，主要是由吸附力的作用，水分被岩土介質吸附後，其自由活動的能力相應減弱，如將不受介質影響的自由水勢作為零，則由介質所吸附的水分，其勢值必然為負值，這種由介質吸附而產生的勢值稱為吸附勢。或介質勢。
5.總水勢 總水勢就是上述分勢的組合，即Φ=Φg+Φp+Φ0+Φa，但處於不同水帶的地下水其作用勢並不相等。
基本特徵
水流系統
地下水雖然埋藏於地下，難以用肉眼觀察，但它象地表上河流湖泊一樣，存在集水區域，在同一集水區域內的地下水流，構成相對獨立的地下水流系統。
地下水流系統的基本特徵
在一定的水文地質條件下，匯集於某一排泄區的全部水流，自成一個相對獨立的地下水流系統，又稱地下水流動系。處於同一水流系統的地下水，往往具有相同的補給來源，相互之間存在密切的水力聯繫，形成相對統一的整體；而屬於不同地下水流系統的地下水，則指向不同的排泄區，相互之間沒有或只有極微弱的水力聯繫。 此外，與地表水系相比較，地下水流系統具有如下的特徵：
地下水除上述特點外，地下水流系統涉及的區域範圍一般比較小，不可能象地表江河那樣組合成面積廣達幾十萬乃至上百萬平方公里的大流域系統。根據托思的研究，在一塊面積不大的地區，由於受局部複合地形的控制，可形成多級地下水流系統，不同等級的水流系統，它們的補給區和排泄區在地面上交替分布。
集水區域
地下水域就是地下水流系統的集水區域。它與地表水的流域亦存在明顯區別，地表水的流動主要受地形控制，其流域範圍以地形分水嶺為界，主要表現為平面形態；而地下水域則要受岩性地質構造控制，並以地下的隔水邊界及水流系統之間的分水界面為界，往往涉及很大深度，表現為立體的集水空間。如以人類歷史時期來衡量，地表水流域範圍很少變動或變動極其緩慢，而地下水域範圍的變化則要快速得多，尤其是在大量開採地下水或人工大規模排水的條件下，往往引起地下水流系統發生劫奪，促使地下水域範圍產生劇變。
華北平原地下水漏斗圖
華北平原地下水漏斗圖通常，每一個地下水域在地表上均存在相應的補給區與排泄區，其中補給區由於地表水不斷地滲入地下，地面常呈現乾旱缺水狀態；而在排泄區則由於地下水的流出，增加了地面上的水量，因而呈現相對濕潤的狀態。如果地下水在排泄區以泉的形式排泄，則可稱這個地下水域為泉域。
貯存空間
地下水由於埋藏於地下岩土的空隙之中可以流動的水體，因而其分布、運動和水的性質，要受到岩土的特性以及貯存它的空間特性的深刻影響。與地表水系統相比，地下水系統顯得更為複雜多樣，並表現出立體結構的特點。
含水介質、含水層和隔水層
自然界的岩石、土壤均是多孔介質，在它們的固體骨架間存在著形狀不一、大小不等的孔隙、裂隙或溶隙，其中有的含水，有的不含水，有的雖然含水卻難以透水。通常把既能透水，又飽含水的多孔介質稱為含水介質，這是地下水存在的首要條件。 所謂含水層是指貯存有地下水，並在自然狀態或人為條件下，能夠流出地下水來的岩體。由於這類含水的岩體大多呈層狀、故名含水層，如砂層、砂礫石層等。亦有的含水岩體呈帶狀、脈狀甚至是塊狀等複雜狀態分布，對於這樣的含水岩體可稱為含水帶、含水體或稱為含水岩組。
相關書籍
相關書籍對於那些雖然含水，但幾乎不透水或透水能力很弱的岩體，稱為隔水層，如質地緻密的火成岩、變質岩，以及孔隙細小的頁岩和粘土層均可戌為良好的隔水層。實際上，含水層與隔水層之間並無一條截然的界線，它們的劃分是相對的，並在一定的條件下可以互相轉化。如飽含結合水的粘土層，在尋常條件下，不能透水與給水，成為良好的隔水層；但在較大的水頭作用下，由於部分結合水發生運動，粘土層就可以由隔水層轉化為含水層。
含水介質的空隙性與水理性
1.含水介質的空隙性 含水介質的空隱性是地下水存在的先決條件之一。空隙的多少、大小、均勻程度及其連通情況，直接決定了地下水的埋藏、分布和運動特性。通常，將鬆散沉積物顆粒之間的空隙稱為孔隙，堅硬岩石因破裂產生的空隙稱裂隙，可溶性岩石中的空隙稱溶隙（包括巨大的溶穴，溶洞等）。
必須指出，孔隙率只有孔隙數量多少的概念，並不說明孔隙本身的大小（即孔隙率大並不表示孔隙也大）。孔隙的大小與岩土顆粒粗細有關，通常是顆粒粗則孔隙大，顆粒細則孔隙小。但因細顆粒岩土表面積增大，因而孔隙率反而增大，如粘土孔隙率達到45—55%；而礫石的平均孔隙率只有27%。
地下水研究模型
地下水研究模型2）裂隙率（KT）裂隙率即裂隙體積（VT）與包括裂隙在內岩石體積（V）之比值：KT = VT/V×100%。與孔隙相比裂隙的分布具有明顯的不均勻性，因此，即使是同一種岩石，有的部位的裂隙率KT可能達到百分之幾十，有的部位KT值可能小於1%。
3）岩溶率（KK）溶隙的多少用岩溶率表示，即溶隙的體積（Vk）與包括溶隙在內的岩石體積（V）之比值：K k = Vk/V×100%。溶隙與裂隙相比較，在形狀、大小等方面顯得更加千變萬化，小的溶孔直徑只幾毫米，大的溶洞可達幾百米，有的形成地下暗河延伸數千米。因此岩溶率在空間上極不均勻。
綜上所述，雖然裂隙率（KT）、岩溶率（Kk）與孔隙率（n）的定義相似，在數量上均說明岩土空隙空間所占的比例。但實際意義卻頗有區別，其中孔隙率具有較好的代表性，可適用於相當大的範圍；而裂隙率囿於裂隙分布的不均勻性，適用範圍受到極大限制；對於岩溶率（Kk）來說，即使是平均值也不能完全反映實際情況，所以局限性更大。
2.含水介質的水理性質 岩土的空隙，雖然為地下水提供了存在的空間，但是水能否自由的進出這些空間，以及岩土保持水的能力，卻與岩土表面控制水分活動的條件、性質有很大的關係。這些與水分的貯容、運移有關的岩石性質，稱為含水介質的水理性質，包括岩土的容水性、持水性、給水性、貯水性、透水性及毛細性等。
1）容水性指在常壓下岩土空隙能夠容納一定水量的性能，以容水度來衡量。容水度（Wn）定義為岩土容納水的最大體積Vn與岩土總體積V之比，即Wn=Vn/V×100%。由定義可知，容水度Wn值的大小取決於岩土空隙的多少和水在空隙中充填的程度，如全部空隙被水充滿，則容水度在數值上等於孔隙度；對於具有膨脹性的粘土，充水後其體積會增大，所以容水度可以大於孔隙度。
2）持水性飽水岩土在重力作用下排水後，依靠分子力和毛管力仍然保持一定水分的能力稱持水性。持水性在數量上用持水度表示。持水度Wr定義為飽水岩土經重力排水後所保持水的體積Vr和岩土總體積V之比。即Wr=Vr/V×100%，其值大小取決於岩土顆粒表面對水分子的吸附能力。在鬆散沉積物中，顆粒愈細，空隙直徑愈小，則同體積內的比表面積愈大，Wr，愈大。
3）給水性 指飽水岩土在重力作用下能自由排出水的性能，其值用給水度（μ）來表示。給水度定義為飽水岩土在重力作用下，能自由排出水的體積Vg和岩土總體積V之比，即μ=Vg/V×100%。
由上述3個定義可知：岩土持水度和給水度之和等於容水度（或孔隙度），即Wn=Wr+μ或n = Wr+μ。式中n為孔隙度。
4）透水性 指在一定條件下，岩土允許水通過的性能。透水性能一般用滲透係數K值來表示。其值大小首先與岩土空隙的直徑大小和連通性有關，其次才和空隙的多少有關。如粘土的孔隙度很大，但孔隙直徑很小，水在這些微孔中運動時，不僅由於水與孔壁的摩阻力大而難以通過，而且還由於粘土顆粒表面吸附形成一層結合水膜，這種水膜幾乎占滿了整個孔隙，使水更難通過。透水層與隔水層雖然沒有嚴格的界限，不過常常將滲透係數K值小於0.001米/日的岩土，列入隔水層，大於或等於此值的岩土屬透水層。
5）貯水性 上述岩土的容水性和給水性，對於埋藏不深、厚度不大的潛水（無壓水）來說是適合的，但對於埋藏較深的承壓水層來說，往往存在明顯的誤差。主要原因是在高壓條件下釋放出來的水量，與承壓含水介質所具有的彈性釋放性能以及來自承壓水自身的彈性膨脹性有關。通常，埋藏愈深，承壓愈大則誤差愈大。因而需要引入貯水性概念。承壓含水介質的貯水性能可用貯水係數或釋水係數表示，其定義為：當水頭變化為一個單位時，從單位面積含水介質柱體中釋放出來的水體積，稱為釋水係數（s），它是一個無量綱的參數。大部分承壓含水介質的s值大約從10-5變化到10-3。
垂直分布結構
垂直分布結構蓄水構造
所謂蓄水構造，是指由透水岩層與隔水層相互結合而構成的能夠富集和貯存地下水的地質構造體。一個蓄水構造體需具備以下3個基本條件，第一，要有透水的岩層或岩體所構成的蓄水空間；第二，有相對的隔水岩層或岩體構成的隔水邊界；第三，具有透水邊界，補給水源和排泄出路。 不同的蓄水構造，對含水層的埋藏及地下水的補給水量、水質均有很大的影響。尤其在堅硬岩層分布區，首先要查明蓄水構造，才能找到比較理想的地下水源。這類蓄水構造主要有：單斜蓄水構造、背斜蓄水構造、向斜蓄水構造、斷裂型蓄水構造、岩溶型蓄水構造等。在鬆散沉積物廣泛分布的河谷、山前平原地帶，有人根據沉積物的成因類型，空間分布及水源條件，區分為山前沖洪積型蓄水構造、河谷沖積型蓄水構造、湖盆沉積型蓄水構造等。
包含成分
地下水中分布最廣的是鉀、鈉、鎂、鈣、氯、硫酸根和碳酸氫根7 種離子。地下水中各種離子、分子和化合物的總量稱總礦化度 ，總礦化度小於1克/升的 ，稱淡水，1～3克/升的 ，稱微水，3 ～ 10克/升的，稱鹹水 ，10～50克/升的，稱鹽水，大於 50 克/升的，稱滷水。地下水中鈣、鎂、鐵、錳、鍶、鋁等溶解鹽類的含量稱硬度，含量高的硬度大，反之硬度小。
地下水體系作用勢
地下水體系作用勢水質監測
2013年6月，環保部公布2012年環境公報，六成地級以上城市空氣質量不達標，新標準納入PM2.5達標率降低。對於2012年全國環境質量狀況，環保部表示總體保持平穩，但形勢依然嚴峻：超過30%的河流和超過50%的地下水不達標；空氣品質方面，325個地級城市中，有59.1%的城市不符合新的空氣品質標準，113個環保重點城市的不達標率更是達到76.1%。
全國地下水水質監測57.3%“差”
全國地下水水質監測57.3%“差”PM2.5相關指標下降
公報稱，我國污染物總量排放均有所下降。環保部強制要求減排的四項污染物，和廢水相關的化學需氧量和氨氮，均較2010年有所減少，和廢氣相關二氧化硫和氮氧化物，也比上一年降低。
在2011年，和PM2.5關係密切的氮氧化物排放總量當年有所上升，環保部曾解釋這與該指標剛剛增加，尚未達到減排節點有關。2010年，全國氮氧化物的排放量也開始全面下降。
但是，排放的廢水廢氣減少，不代表環境質量改善。根據《公報》，2012年，全國325個地級市及以上城市，如果用新的空氣品質標準衡量，達標城市比例僅40.9%，113個環保重點城市的達標率更是只有23.9%。
農村飲用水源受污染
對於水環境，環保部稱“質量不容樂觀”，針對全國798個村莊的農村環境質量試點監測結果表明，農村飲用水源和地表水受到不同程度污染。
此外，環保部認為，農村環境問題日益顯現，突出表現為工礦污染壓力加大，生活污染局部加劇，畜禽養殖污染嚴重等。
2012年，環保部批覆了240個項目的建設項目環境影響評價，涉及總投資近1.4萬億元，其中基礎設施和民生工程有79個，約占總投資的一半，有24個項目被退迴環評，不予審批或暫緩審批，涉及總投資1000多億元。
2013年世界環境日中國主題為“同呼吸 共奮鬥”，重點關注以防治PM2.5為重點的大氣污染防治工作。
水環境
在198個城市4929個地下水監測點位中，優良-良好-較好水質的監測點比例為42.7%，較差-極差水質的監測點比例為57.3%。農村地區的水環境問題更為嚴重，試點村莊飲用水源地的水質達標率僅77.2%，地下水飲用水源地水質達標率僅70.3%。地表水達標率只有64.7%。
防治方案
2019年5月，國家五部門印發污染防治實施方案。
水質級別
一類水質：水質良好。地下水只需消毒處理，地表水經簡易淨化處理（如過濾）、消毒後即可供生活飲用者。
二類水質：水質受輕度污染。經常規淨化處理（如絮凝、沉澱、過濾、消毒等），其水質即可供生活飲用者。
三類水質：適用於集中式生活飲用水源地二級保護區、一般魚類保護區及游泳區。
四類水質：適用於一般工業保護區及人體非直接接觸的娛樂用水區。
五類水質：適用於農業用水區及一般景觀要求水域。超過五類水質標準的水體基本上已無使用功能
影響因素
過度開採
地下水近30年來，我國地下水開採量以每年25億立方米的速度遞增，有效保證了經濟社會發展需求。但是，北方和東部沿海地區地下水超采越來越嚴重。初步統計，全國已形成大型地下水降落漏斗100多個，面積達15萬平方公里，超採區面積62萬平方公里，嚴重超采城市近60個，造成眾多泉水斷流，部分水源地枯竭。地下水超採區主要分布在華北平原（黃淮海平原）、山西六大盆地、關中平原、松嫩平原、下遼河平原、西北內陸盆地的部分流域（石羊河、吐魯番盆地等）、長江三角洲、東南沿海平原等地區。華北平原最為嚴重，河北平原和北京市平原區地下水超采量累計分別達到500億立方米和60億立方米；由於嚴重的地面沉降，天津市已不能繼續超采地下水。長期持續超采造成華北平原深層地下水水位持續下降，儲存資源不斷減少，目前有近7萬平方公裡面積的地下水位在海平面以下；滄州市深層地下水漏斗中心區水位最大下降幅度近100米，低于海平面80餘米，地下水儲存資源瀕於枯竭。
地面沉降
全國有近70個城市因不合理開採地下水誘發了地面沉降，沉降範圍6.4萬平方千米，沉降中心最大沉降量超過2m的有上海、天津、太原、西安、蘇州、無錫、常州等城市，天津塘沽的沉降量達到3.1m。西安、大同、蘇州、無錫、常州等市的地面沉降同時伴有地裂縫，對城市基礎設施構成嚴重威脅。發生地裂縫的地區還有河北、山東、雲南、廣東、海南等地。
岩溶塌陷
大規模集中開採地下水以及礦山排水等，造成地面塌陷頻繁發生，呈現向城鎮和礦山集中的趨勢，規模越來越大，損失不斷增加。據不完全統計，全國23個省（自治區、直轄市）發生岩溶塌陷1400多例，塌坑總數超過4萬個，給國民經濟建設和人民生命財產帶來嚴重威脅。例如，2003年8月4日，廣東陽春市岩溶塌陷造成6棟民房倒塌、2人傷亡、80多戶400多人受災；2000年4月6日武漢洪山區岩溶塌陷造成4幢民房倒塌，150多戶900多人受災；20世紀80年代，山東泰安岩溶塌陷造成京滬鐵路一度中斷、長期減速慢行；貴昆鐵路因岩溶塌陷發生列車顛覆事件。地面塌陷。超量開採岩溶地下水造成地面塌陷，主要分布在廣西、廣東、貴州、湖南、湖北、江西等省（區），在福建、河北、山東、江蘇、浙江、安徽、雲南等省（區）也有分布。昆明、貴陽、六盤水、桂林、泰安、秦皇島等城市的岩溶塌陷最為典型，湖南、廣東的一些礦區礦坑排水產生的塌陷數量最多。全國共發生岩溶塌陷3000多處，塌陷面積300多平方千米。
海水入侵
在環渤海地區、長江三角洲的部分沿海城市和南方沿海地區，由於過量開採地下水引起不同程度的海水入侵，呈現從點狀入侵向面狀入侵的發展趨勢。海水入侵使地下水產生不同程度的鹹化，造成當地民眾飲水困難，土地發生鹽漬化，多數農田減產20%-40%，嚴重的達到50%-60%，非常嚴重的達到80%，個別地方甚至絕產。山東萊州灣南岸是我國海水入侵最嚴重的地區之一，造成8000多眼農用機井報廢，40萬人飲水困難，60萬畝耕地喪失生產能力，糧食累計減產30—45億公斤，直接經濟損失40億元。
土壤鹽漬化
天然形成的原生土壤鹽漬化問題主要分布於我國東北的松嫩平原和西北地區，黃淮海地區也有分布。主要省份有黑龍江、吉林、內蒙、寧夏、甘肅、新疆、河北、河南、山東。長期的氣候乾旱，農業灌溉和工業用水量的不斷增加，造成地下水位普遍下降，表層土壤富集的鹽分被淋濾到地下，土壤鹽漬化程度降低，鹽漬化面積縮小，我國的土壤鹽漬化面積僅為80年代初分布面積的31.4%。人為活動形成的次生土壤鹽漬化問題，主要分布在我國黃河中游和西北內陸盆地大量引用地表水灌溉的農業區。此外，我國部分地區分布有高砷水、高氟水、低碘水等，全國約有1億多人在飲用不符合標準的地下水，使這些地區的民眾遭受砷中毒（皮膚癌）、地甲病、地氟病、克山病等地方病困擾。
水質污染
新一輪地下水資源評價結果表明，我國地下水水質狀況總體較好。按分布面積統計，63%可供直接飲用，17%經適當處理後可供飲用，12%不宜直接飲用但可供農業和部分工業部門利用，另有不足8%的地下水為礦化度大於5克/升的鹹水鹽水和少量遭受嚴重污染的地下水，不宜直接利用或需經深度處理後才有可能得以利用。
多種污染源作用下，我國淺層地下水污染嚴重且污染速度快。2011年，全國200個城市地下水質監測中，“較差—極差”水質比例55%，並且與2010年比15.2%的監測點水質在變差。
根據國土資源部十年的調查，197萬平方公里的平原區，淺層地下水已不能飲用的面積達六成。地下水形勢已刻不容緩。按環保部等部門制定的規劃，到2020年，對典型地下水污染源實現全面監控。
2011年，全國共200個城市開展了地下水質監測，其中“較差—極差”水質監測點比例為55%。與2010年相比，15.2%的監測點水質在變差。
根據2000年-2002年國土資源部的全國地下水資源評價，全國195個城市監測結果表明，97%的城市地下水受到不同程度污染，40%的城市污染趨勢加重；北方17個省會城市中16個污染趨勢加重，南方14個省會城市中3個污染趨勢加重。
植物狀態
在氣候非常乾旱的地區，有些植物根系很深，能達到地下水面或毛管邊緣帶，因而能夠直接利用地下水，這類植物稱為潛水植物。如荒漠地區生長的駱駝刺（Alhagi pseudathagi），其地上部分的高度只有20cm左右，而地下部分可達十幾米深。
