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第三章--地下水的类型及特征

归档日期:10-16       文本归类:承压地下水      文章编辑:爱尚语录

  第三章--地下水的类型及特征_建筑/土木_工程科技_专业资料。地下水的类型及特征 第一节 不同埋藏条件下的地下水 第二节 不同介质中的地下水 第一节 不同埋藏条件下的地下水 一、上层滞水 二、潜水 三、承压水 地 下 水 的 类型 一、上层滞水及其特

  地下水的类型及特征 第一节 不同埋藏条件下的地下水 第二节 不同介质中的地下水 第一节 不同埋藏条件下的地下水 一、上层滞水 二、潜水 三、承压水 地 下 水 的 类型 一、上层滞水及其特征 位于地 下水面 以上的 地带称 为包气 带, 包气带 中的水 主要有 (1)土壤水是指位于地表以下土 壤中的水,主要以结合水和毛 细水的形式存在,它主要靠大 气降水的渗入、水汽的凝结及 潜水补给 (2)上层滞水是存在于 包气带中局部隔水层 之上的重力水, 一般分布不广。 图3-1 上层滞水埋藏图 1-透水层;2-隔水层;3-含水层(B-上层滞水;r-潜水) 上 层 滞 水 特 征: (1)最接近于地表,和气候、水文条件的变化密切。接受大气 降水与地表水的补给,补给区与分布区一致(范围很小),排 泄体现蒸发和向下渗透补给潜水。水量随季节变化,在补给 量较多的季节水量多,在干旱季节枯竭。 (2)与土壤水区别,底部有隔水层,作村民供水水源;土壤水 多以悬挂毛细水的状态存在于土壤中,一般仅能作垂直方向 运动(渗入和蒸发),不能保持重力水,无供水意义,仅对植 物生长有作用。 (3)上层滞水形成:在某些风化裂隙及构造裂隙中,局部岩性 变化;在可溶岩中夹有非可溶性透镜体(或透镜层)时;在松散 沉积物(冲积、洪积)中,夹有粘土层或亚粘土层透镜体; 一般地形坡度较小的地区,地表径流较弱,大气降水较少随 地表水排走,易形成;在坡度较陡峻的山区,由于岩性的突 变及人为因素的影响,如滑坡、坡积物及废石堆下部 (4)动态变化极不定,动态决定于气候和隔水层的位置、分布 范围、厚度及透水性等。当隔水层的分布范围小,厚度不大, 隔水性不强及离地表较近时,变化大 (5)矿化度较低,易受到污染,对工程建筑有妨害,其上直接 与地表相通 二、潜水 (一)潜水的概念及其特征 ?潜水是埋藏在地表以下第一个稳定的隔水层以上,具 有自由水面的重力水(如图)。一般多埋藏在地表的第 四纪松散沉积物中,也可以形成于基岩中。 ?潜水的自由水面称为潜水面,潜水面至地表的距离称为潜 水埋藏深度,潜水面上任一点的标高称为该点的潜水位,潜 水面至隔水底板的距离称为含水层厚度。 ①具有自由水面的潜水流。当用钻孔揭露潜水时,初 见水位与稳定水位一致,潜水可能有局部承压现象。 靠重力流动,一般潜水流的水力坡度都很小,常为千 分之几至百分之几 ②分布区与补给区一致:潜水通过包气带与地表相联 通。大气降水、凝结水、地表水通过包气带渗入,直 接补给潜水。 ③有季节性变化的特点:潜水易受各种气象因素的影 响,即潜水的水位、流量、化学成分等。水质易受人 为因素或其它因素的影响。 ④潜水常为民用水源及工农业供水水源。 潜 水 特 征 : (二)潜水面的形状及其表示方法 1.潜水面的形状及影响潜水面形状的因素 形状反映各种外界因素的影响;也反映潜水流的特点(如流 向、水力坡度、流速及潜水埋藏深度等)。 (1)地形地貌的影响 影响 潜水 面形 状的 因素 (2)大气降水的渗入及水文网特征的影响 (3)含水层的岩性及其厚度的影响 (4)隔水底板的形状对潜水面的影响 图3-9 甘肃古浪保和附近水文地质剖面示意图 1-亚砂土; 2-砂砾卵石层; 3-砾岩; 4-泥岩; -浅变质的砾岩及砂岩; 6-逆断层; 7-地下水水位 图 3-10某坝址左岸枯水期等水位线-地形等高线-潜水等水位线-潜水埋藏深度等值线-潜水流向 ①确定地下水的流向(即地下水面坡度最大的方向)。 ②确定潜水面的坡度 (水力坡度)。 ③确定地下水的埋藏深度。 ④确定潜水与地表水 的补给关系 ⑤确定含水层厚度及其 变化情况。 图3-11从潜水等水位线图上判读潜水与地表水补给关系 (a)潜水补给河水,(b)河水补给潜水,(c)河水一侧补给,一侧排泄潜水 ⑥可以用等水位线图分析推断含水层透水性、厚度的变化及地下隐状构造。 ⑦确定地下水给水工程位置,及其它工程施工是否需要采取排水措施 (三)潜水的补给和排泄 1.潜水的补给条件 潜水含水层自外界获得水量的过程称为补给。水质随之变 化,补给包括补给来源、补给量、影响补给的因素等内容。 2.潜水的排泄条件 潜水含水层失去水量的过程称为潜水排泄。在排泄过程中, 潜水的水量,水质、水位都随之发生变化。 3.潜水的径流 自然界地下水从补给到排泄是通过径流来完成的,因此, 地下水的补给、径流、排泄组成了地下水循环。 (三)潜水的补给和排泄 图3-12地表水与潜水在各种不同情况下之关系 (a)枯水季节潜水面倾向河流 ,洪水季节潜水面背向河流 ; (b)潜水面背向河 流,潜水由河水补给; (c)潜水和地表水没有水力联系; (d)在高水位时,潜水和 地表水有水力联系; (e)仅在狭窄的沿岸地带河流对潜水位有影响. 1-透水层; 2-隔水层; 3-潜水位 三、承压水 ①承压含水层 ②隔水顶板 承压水是充满在两隔水层或弱透水层之间含 ③隔水底板 ④承压含水层厚度 水层中的地下水。 ( M) 当这种含水层中未被水充满时,其性质与潜 ⑤ 测压水位线(面): ⑥ 承压水头-H ⑦ 补给区 ⑧ 承压区 ⑨ 排泄区 ⑩ 自溢区 水相似,称为无压层间水。 (一)承压水的概念和特征 ①承压水具有承压性能。当钻孔揭露承压含水 层时,在静水压力的作用下,稳定水位高于初 见水位 ②承压水的补给区常小于分布区。因具有隔水 顶板,大气降水、地表水不能直接补给,补给 区处于地形较高的含水层出露位置,排泄区位 于地形较低的位置 ③承压水的水量、水质、水温等稳定,受 气候的影响较小,仅补给区有点影响。 ④受地表污染少 承 压 水 特 征 (二)承压水的补给、径流、排泄 1.承压水的补给条件 一般在承压含水层出露地表,且在地形上和构造上较高的 部位,有大气降水补给,或地表水补给 2.承压水的排泄条件 形式:当承压水排泄区有潜水时,直接排入潜水;当水文网下 切时,承压水可排泄于河流或泉;还可通过导水断层排泄。 3.承压水的循环条件 承压水的循环条件受地质构造的控制。 地下水循环的快慢可用水交替系数描述。 (三)承压水等水压线图 绘制方法: 等水压线图绘制的方法与潜水等水位线 图相同。制作时,将各钻孔及地下水的 天然露头(泉)的承压水标高,标于一定 比例尺的地形图上,然后以内插法求出 各等间距的等水压线,即得等水压线图。 承压水的等水压线图:分析承压水的形 成条件,掌握承压水的补给、径流、排 泄的情况,如确定地下水流向、水力坡 度、各含水层及地表水之间的水力联系、 含水层厚度及透水性的变化等,同时对 于工程建筑及供水都有很大的实际意义 图3—15等水压线-等水压 线;含水层顶板等高线 第二节 不同介质中的地下水 一、孔隙水 是埋藏在第四纪松散沉积物孔隙中的地下水。 由于孔隙具有分布密集,均匀且连通性好的特点, 故孔隙水的基本特征:呈层状分布,均匀连续、有统 一的地下水面,透水性和给水性受岩性的控制。 松散沉积物具有多种成因类型(洪积、冲积、湖积、 风积、冰积、海相沉积等),其岩性和分布不同,导 致孔隙水的埋藏、分布、水化学特征及富水程度不 同 二、裂隙水 裂隙水是指储存在坚硬基岩裂隙中的地下水。 具不均匀性:裂隙发育的地方含水可能丰富;裂隙不 发育的地方含水就很少。 根据裂隙水的埋藏和分布特征,分: 1. 面状裂隙水 2.层状裂隙水 在各种基岩表部风化裂隙中, 3.脉状或带状裂隙水 聚集于成岩裂隙、粒间孔隙 及某些巨大的交叉裂隙带 它与一定的构造部位及侵入体相一致, 及区域构造裂隙中的地下水 如沿背斜轴部的张裂带、沿断裂带、沿 侵入体边缘接触带等 三、岩溶水 岩溶水是贮存和运动于可溶性岩层空隙中的地下水。 (一)岩溶发育的条件 1.岩性条件: (1)碳酸盐岩类岩石成分 ; (2)碳酸岩石的结构及 原生孔隙和裂隙; (3)碳酸岩层与非碳酸岩层的组合 可溶岩的成分,结构、原生孔隙、裂隙,以及可溶岩与非 可溶岩层的组合等,对岩溶的发育具有重大影响 。 可溶矿物的成分及含量的多少;溶解度和溶解速度。自云 岩岩溶不发育,白云石的溶解速度低于方解石;泥质白云 石为胶结物的碎屑碳酸岩,由于颗粒之间连结力较弱,溶 解破坏作用可沿颗粒之间及裂隙面进行,常形成蜂窝状溶 孔的整层溶蚀 ;原生孔隙、裂隙的溶蚀就显得特别突出, 它成了深部岩溶作用的主要通道 ;碳酸岩层与非碳酸岩层 的组合状况不同,使岩溶发育有着明显不同的特征 2.构造条件:岩石的透水性取决于岩石的孔隙性 和裂隙性。对岩溶发育来说,裂隙是程度和 方向。 水渗入地壳内部的通道。它的密度, 张开程度和方向,控制着岩溶的发育 3.水动力条件:指地下水的循环运动条件,地下水交替强度的标志。 理想的溶蚀反应是: 水的交替作用快,所消耗的CO2可得到及时补充,溶 蚀作用进行强烈。运动快的地下水流,对可溶岩也产 生机械冲刷作用,使岩溶进一步强化。 CaCO3+CO2+H2O——Ca2+ +2HCO3 - (二)岩溶水的埋藏和分布特征 1.岩溶水的埋藏条件分类 2.按蓄水介质的特征分类 ? (1)裸露型岩溶水 ? (2)覆盖型岩溶水 ? (3)埋藏型岩溶水 (1)溶管型蓄水构造及 溶管型岩溶水 (2)溶隙型蓄水构造及 溶隙型岩溶水 图3-25某石灰岩溶洞纵剖面图 (三)岩溶水的循环特征 图3-26 河谷地区岩溶水分带现象示意图

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