（一）潜水及其特征
潜水，是埋藏在地面以下，第一个稳定隔水层之上的具有自由水面的地下水，如图4-2所示。潜水的自由水面称潜水面。潜水面某点的标高称为该点的潜水位。潜水面上任一点至地面的铅直距离称为该点的潜水位埋藏深度。潜水面上任一点至隔水底板的距离称为潜水含水层厚度。
表4-1 地下水分类表
图4-2 潜水埋藏示意图
1—透水砂层；2—隔水层；3—含水层；4—潜水面；5—基准面；T—潜水位埋藏深度；H0—含水层厚度；H—潜水位
根据潜水的分布、埋藏和循环条件，它具有以下特征：
（1）潜水具有自由水面，为无压水。
（2）潜水的分布区和补给区基本上是一致的。潜水含水层的分布范围称为潜水分布区。由于潜水含水层上部没有连续隔水层，大气降水和地表水可通过包气带直接补给潜水，同时潜水易于受到污染。潜水接受补给的地区称为补给区。大气降水补给量与包气带岩性及厚度、降水性质、地形、植被等有关。地表水补给量取决于地表水与潜水水位差、河流沿岸岩层透水性及潜水与河水有联系地段分布范围。干旱地区凝结水也是潜水的重要补给来源。当承压水位高于潜水位、承压含水层与潜水含水层之间存在弱透水层时，承压水也可补给潜水，称为越流补给。
（3）在重力作用下，潜水可以由水位高处向水位低处运动，形成潜水径流。潜水的径流速度与含水层岩性、地形、气候条件等因素有关。当含水层透水性好，地形高差大，大气降水补给充沛时，地下水径流通畅，水循环交替快。
（4）潜水排泄是潜水含水层失去水量的过程，其主要方式有两种：平原区主要以蒸发形式排泄，在蒸发过程中，含水层失去水分，但水中的盐分积累下来，易形成盐碱地；高山丘陵区则以泉、地下渗流形式排泄于地表沟谷或地表水体。
（5）潜水的动态如水位、水温、水质、水量等要素随季节不同有明显变化。雨季降雨量多，补给充沛，潜水面上升，水位埋深变浅，含水层厚度增大，水量增加，水的矿化度降低；枯水季节则相反。
（二）潜水面的形状及表示方法
1.潜水面的形状
一般情况下，潜水面是呈向排泄区（如相邻沟谷、河流、湖泊等）倾斜的曲面。潜水面的形状与地形、含水层的透水性及厚度、气象水文条件、人工抽水和排水等因素有关。
潜水面的形状与地形有一定程度的一致性，但比地形坡度更为平缓一些（图4-2）。含水层的透水性及厚度沿渗流方向变化时，潜水面形状会发生改变。如含水层透水性或厚度增大时，潜水面形状趋于平缓，反之变陡（图4-3）。河水位的变化，也会引起周围潜水面形态的改变。
2.潜水面的表示方法
潜水面反映了潜水与地形、岩性和气象水文等因素之间的关系，同时能表现出潜水的埋藏条件和运动变化的基本规律。通常采用剖面和平面两种图示方法来表示潜水面，并相互配合使用。
（1）剖面图又称为水文地质剖面图。按一定比例尺，在具有代表性的剖面方向上，先根据地形高程及其形态特征绘制地形剖面，再根据钻孔地层资料绘制地质剖面图，然后标出剖面图上各井、孔的潜水位，并连结绘出潜水面，即得潜水剖面图（图4-4）。
图4-3 潜水面形状与含水层透水性及厚度的关系
（a）含水层透水性沿流程变化；（b）含水层厚度沿流程变化1—含水砂；2—含水砾石；3—隔水底板，4—流向(www.xing528.com)
图4-4 水文地质剖面图
1—砂土；2—粘性土；3—潜水面；4—钻孔；5—钻孔编号
（2）等水位线图等水位线图是反映潜水面形状的一种平面图。其绘制方法与地形等高线图绘制方法基本相同，即把大致相同的时间内测得的各点潜水位标在地形图上相应潜水井与下降泉的旁边，用内插法将水位标高相同的点连接起来，便绘成一幅潜水面等高线图，即潜水等水位线图（图4-5）。
因潜水面随季节变化明显，所以等水位线图必须注明水位的测定日期。通过不同时期等水位线图的对比，可以了解潜水的动态。
（三）潜水等水位线图的用途
根据潜水等水位线图可以解决下列问题：
（1）确定潜水的流向及水力坡度垂直等水位线从高水位指向低水位的方向，即为潜水的流向，常用箭头表示，如图4-5 中箭头指向。在流动方向上，任意两点的水位差除以该两点间的实际水平距离，即为此两点间的平均水力坡度。一般潜水的水力坡度很小，常为千分之几至百分之几。
图4-5 潜水等水位线图及埋藏深度图
（比例尺1∶5000，1956 年11 月测绘）
1—地形等高线；2—等水位线；3—等埋深线；4—潜水流向；5—潜水埋藏深度为零区（沼泽区）；6—埋深0～2m区；7—埋深2～4m区；8—埋深大于4 m区
（2）确定潜水与河水的相互关系在近河等水位线图上可以看出潜水与河水的补排关系有下列几种情况：
图4-6 潜水与河水的相互关系
1）潜水补给河水，如图4-6（a）所示，潜水面倾向河流，多见于河流的中上游山区。
2）河水补给潜水，如图4-6（b）所示，潜水面背向河流，多见于河流下游地区。
3）河水一岸得到潜水补给，另一岸则河水补给潜水，如图4-6（c）所示，即潜水面一岸背向河流，一岸倾向河流，这种情况一般出现在山前地区的河流。
（3）确定潜水的埋藏深度某点地面标高减去该点潜水位即为此点潜水位埋藏深度。潜水的水位埋深与含水层埋深两者相同。根据各点的埋藏深度，可进一步作出潜水位埋深图，如图4-5 所示。
（4）确定含水层厚度若在等水位线图上有隔水底板等高线时，某点含水层厚度等于该点潜水位与隔水底板标高之差。
（5）分析推断含水层透水性及厚度变化若等水位线由密变疏，说明潜水面坡度由陡变缓，可以推断含水层透水性由弱变强或含水层厚度由薄变厚。反之，则可能是含水层透水性变弱或厚度变薄，如图4-3 所示。
（6）可以为合理布置给水或排水建筑物位置提供依据一般应在平行等水位线和地下汇流处开挖截水渠或打井。
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