内容提要

本书是一本研究黄土地下水的专著。著者从黄土空隙的微观定量测量入手，研究了黄土渗透性与空隙性

之间的内在联系。书中对粘性土微空隙测量方法及测量结果进行了较详细地介绍与分析研究，附有多个计算

机程序。本书可供从事水文地质工程地质工作的科研、生产人员和大专院校有关专业的本科生、研究生参考。

目 录

第一章 绪言

第一节 黄土地下水研究的意义

第二节 黄土地下水研究的历史及现状

第三节 黄土地下水的一般特征与规律

第二章 洛川塬自然概况

第三章 黄土层的空隙性研究

第一节 大空隙发育规律

第二节 微空隙发育规律

第四章 黄土的空隙性分类研究

第一节 系统聚类分析

第二节 模糊聚类分析

第五章 黄土渗透性与空隙性关系的研究

第一节 渗透系数测试方法及结果

第二节 黄土透水的最小空容分析

第三节 黄土渗透性与空隙性的内在联系

第六章 主要结论

参考文献

图版说明及图版

第二章 洛川塬自然概况

洛川塬是我国最著名的黄土塬之一，深受黄土研究专家及黄土水文地质工作者的重视。

这里，黄土地层发育全，厚度大，有代表性；黄土地质及黄土水文地质研究程度高；交通

方便，有利于样品的采集、运输。

洛川塬位于延安地区偏南部，南距西安二百余公里。西延公路贯穿其腹部。本区属半

干旱大陆性气候。据洛川县气象站1955—1988年资料，年平均降水量为621.7mm，最大达

911.9mm（1964年），最小为396.8mm（1986年）。年平均蒸发量为1623.9mm。洛河自北

而南穿过洛川塬中部，谷深数百米，支沟发育，呈树枝状，将塬体切割得支离破碎。

洛川塬塬面开阔平坦，塬区黄土地层齐全，厚度大（图版1，照片7），是高原型黄土

塬的典型。洛川塬以中生界为基底。中生界是一套砂岩、泥岩、页岩不等厚相间成层的碎

屑岩系。黄土地层覆盖在上新统（N2）三趾马红色粘土（厚度10—20m）之上。塬体主要

由更新统黄土构成，表面有极薄的全新统黄土。黄土总厚度在140m左右，塬中心最厚（图

1）。

洛川塬位于鄂尔多斯地台的东南缘，前第三纪地层虽经构造变形，但岩层形变不显，

为向北西或北北西缓倾的单斜地层，倾角＜5°，普遍发育近东西向与近南北向的两组“X”

型共轭扭裂隙，多垂直于岩层面。

洛川塬区特定的地质结构决定了塬区主要存在两种类型地下水：赋存于黄土层中的潜

水和赋存于中生界砂页岩中的承压水。N2红色粘土夹于其间，构成相对隔水层。潜水位埋

深介于30—60m之间。潜水含水层厚度达80m左右。其中，有几层较重要者，例如L15、

L9。这两层黄土不仅在地层年代划分上有着重要的意义（L15底面即Q2底界，距今约

120万a；L9底面即Q1－12与Q1－22的分界，距今约80万a），而且有着特殊的水文地质意义。

位于中更新统底部的第L15层黄土，常被称作下砂黄土、下粉砂层等，不仅颗粒粗，而且

层厚大，达7—8m，是重要的含水层位。在沟谷中，凡是切割出L15的地方，一般均呈现

出潮湿的条带，许多地方还形成泥流（图版1，照片3）。位于潜水位附近的第L9层黄土，

常被称作中砂黄土、中粉砂层等，厚度为7—8m。该层在塬中心处位于潜水位之下；而在

塬边则多处于水位之上，远看呈厚度较大的一个白色条带。从整个黄土剖面上看，其粒度

组成是下更新统黄土较中更新统黄土细（表1）。比较而言，中更新统的富水性远强于下更

新统。因此，本次研究的重点放在中更新统。

潜水含水层的补给只有唯一的来源，即垂直入渗补给，主要是大气降水入渗补给，偶

有灌溉入渗补给。其补给方式，笔者认为，通过极少的大通道集中快速补给与通过一般空

隙分散缓慢补给兼有。关于大通道补给，笔者在这两年的野外研究工作中，发现了一处极

有说服力的落水洞。在洛川县城西侧西沟与北沟中夹的塬块上，有一直径为1m左右的落

水洞，位于老乡的耕地中间，无法填死；1988年因建筑需要，此处用推土机削低数十米至

S5（第五层古土壤），离潜水位已不远，但此洞仍深不见底。沿塬边追索，无出口洞，显然

是直通地下水位了。

洛川塬发育有大量塬面洼地、无出口的浅沟（图版2，照片1），村村有蓄水的涝池。这

些都是汇集大气降水，入渗补给潜水的有利因素。在大面积范围内，入渗补给是分散而缓

慢的。

洛川塬上深切至潜水位之下的沟谷是潜水天然的排泄通道。潜水以泉（图版1，照片

5）或分散渗出的形式（图版1，照片3）排向沟谷，构成非降水期沟谷水流唯一的来

源。

潜水位高出下伏承压水头约50m以上，可越过上新统相变带及裂隙向基岩裂隙水排泄。

这也是其排泄方式之一。

自70年代以来，为解决生活用水及少量灌溉用水，在塬区大量开采中、下更新统中的潜

水，这更是目前重要的排泄方式之一。由于补给缓慢，数量有限，地下水资源不能满足开

采需求，致使开采中心地下水位下降强烈，形成降落漏斗。在1979—1988年的9a里，洛

川县城开采中心地段的潜水位下降了20m以上。