《水文地質(zhì)學(xué)》PPT課件

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1、第二章地下水的賦存地下水的來源包氣帶和飽水帶含水層與隔水層地下水分類潛水和承壓水(層間水)的基本特點(diǎn)巖石中的空隙和水分第一節(jié)地下水的來源和賦存形式一、地下水的來源—滲入水—沉積水—再生水—初生水—有機(jī)成因水二、巖石中的孔隙和水分巖石中的孔隙可分為三類：孔隙、裂隙和溶孔1、巖石中的孔隙2、有關(guān)空隙的幾個(gè)基本概念孔隙：組成松散巖石的顆粒或顆粒集合體之間的空隙；裂隙：應(yīng)力作用下堅(jiān)硬巖石破裂變形產(chǎn)生的?？煞譃槌蓭r裂隙、構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙；溶孔（洞）：可溶的沉積巖在地下水溶蝕下產(chǎn)生的空洞；孔隙度φ：某一體積V巖石中孔隙體積Vn所占的比例φ=Vn/V裂隙率Kr：裂隙體積Vr與包括裂隙在內(nèi)的巖石體積V的

2、比值Kr=Vr/V溶巖率K：溶穴的體積Vk與巖石總體積V的比值K=Vk/V3、影響孔隙度大小的因素（1）顆粒的排列方式立方體排列，緊密，孔隙度大；四面體排列，松散，孔隙度小。（2）顆粒分選程度分選好，孔隙度大；分選差，顆粒大小懸殊，細(xì)小顆粒充填于粗大顆粒之間，孔隙度降低。（3）顆粒形狀顆粒形狀不規(guī)則→→排列松散→→孔隙度大（4）粘性土的結(jié)構(gòu)和次生孔隙帶電粘?！酆稀Y(jié)構(gòu)孔隙→→孔隙度增大次生孔隙（蟲洞、根孔、干裂縫）發(fā)育→→孔隙度增大4、空隙的特點(diǎn)特點(diǎn)孔隙連通良好，分布均勻，在不同方向上，孔隙通道的大小和多少都很接近，賦存于其中的地下水分布與流動(dòng)比較均勻。裂隙主要為線狀縫隙，寬窄不等，

3、長(zhǎng)度有限，往往具有一定方向性。連通性較孔隙為差。賦存于其中的地下水相互聯(lián)系較差分布與流動(dòng)往往是不均勻的。溶洞（孔）大小懸殊，分布較不均勻，賦存于其中的地下水分布與流動(dòng)也極不均勻。巖石中的各種空隙孔隙、裂隙和溶穴三、巖石中水的存在形式地殼巖石中的水巖石“骨架”中的水沸石水結(jié)晶水結(jié)構(gòu)水巖石空隙中的水結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水液態(tài)水重力水毛細(xì)水固態(tài)水氣態(tài)水②固態(tài)水：指巖石中溫度在0℃以下的重力水。即以冰的形態(tài)出現(xiàn)的重力水，常分布在季節(jié)性和永久性冰結(jié)地區(qū)。①氣態(tài)水：以水蒸氣的形成儲(chǔ)存在地下的水。③結(jié)合水：指受固相表面的引力大于水分子自身重力，束縛于固相表面，不能在自身重力影響下運(yùn)動(dòng)的那部分水。強(qiáng)結(jié)合水

4、：也稱吸附水或吸著水.以單獨(dú)的水分子狀態(tài)包圍在巖石顆粒表面的水。這種水靠水分子對(duì)巖石的吸附力而停留在巖石的顆粒上，其吸附力可達(dá)101325Mpa。只能在加熱時(shí)才能被排出。a水分子排列緊密，不能流動(dòng)；b密度大，2.0g/㎝3,在零下78℃時(shí)尚不能結(jié)冰；c沒有溶解能力，不能溶解鹽類;d不受重力作用,不傳遞導(dǎo)靜水壓力,不導(dǎo)電；e很難用機(jī)械的方法把它與顆粒分開，只有當(dāng)空氣中的飽和差很大或105℃才能將他們分開f具有極大的粘滯性和彈性。強(qiáng)結(jié)合水特點(diǎn)：弱結(jié)合水（薄膜水）是吸著水外圈以薄膜形式發(fā)展變厚的過程中形成的。它是由靜電引力或分子力支撐著的，厚度可達(dá)數(shù)百個(gè)水分子直徑。特點(diǎn)：a、水分子排列不如強(qiáng)結(jié)合

5、水規(guī)則和緊密，水分子離巖石顆粒表面越遠(yuǎn)，結(jié)合力越??；b、外層能被植物吸收利用；c、不受重力支配，不能導(dǎo)電、不能傳遞靜水壓力；d、密度和普通水差不多，但有極大的粘滯性e、有較低的溶解鹽能力結(jié)合水與重力水③重力水亦稱自由水在重力作用下能自由運(yùn)動(dòng)的地下水稱為重力水。特點(diǎn)內(nèi)層重力水→層流運(yùn)動(dòng)外層重力水→易轉(zhuǎn)為紊流運(yùn)動(dòng)④毛細(xì)水在巖石毛細(xì)孔隙中或孔道狹窄部分的水。巖石中的細(xì)小孔隙有如自然界的毛細(xì)管，水在其中能產(chǎn)生毛細(xì)運(yùn)動(dòng)。因此在地下水面以上便形成了一個(gè)普遍的毛細(xì)上升帶。支持毛細(xì)水與懸掛毛細(xì)水毛細(xì)水的類型Δ支持毛細(xì)水是在毛細(xì)力作用下，水從地下水面沿著小孔隙上升到一定高度，形成一個(gè)毛細(xì)水帶，此帶中的毛細(xì)水

6、下部有地下水支持。Δ懸掛毛細(xì)水是細(xì)粒層次與粗粒層次交互成層時(shí)，在一定條件下，由于上下彎液面毛細(xì)力的作用，在細(xì)土層中保留下的與地下水面不相連接的毛細(xì)水。Δ孔角毛細(xì)水是懸留于包氣帶中顆粒接觸點(diǎn)上的毛細(xì)水。毛細(xì)水特點(diǎn)：毛細(xì)水能夠傳遞靜水壓力，具有溶解能力，其性質(zhì)近似于普通水。在多孔介質(zhì)中毛細(xì)水的運(yùn)動(dòng)不服從達(dá)西定律，而受毛細(xì)管力的控制。⑤巖石骨架中的水。保存于礦物結(jié)晶格架中，已成為礦物組成部分的水.結(jié)晶水－當(dāng)?shù)V物中水的組成比例固定不變時(shí)稱結(jié)晶水。如石膏（CaSO4?2H2O）芒硝(Na2SO4?10H2O)結(jié)構(gòu)水－以O(shè)H或H的形成參與礦物組分，彼此結(jié)合緊密。只有當(dāng)?shù)V物結(jié)構(gòu)破壞后，并加熱到400℃至

7、500℃時(shí)才能分離出來的，這種水稱為結(jié)構(gòu)水如水鋁石（AlO?OH），白云母[K·H]2Al2Si2O3）等礦物。沸石水－當(dāng)所含水比例可變且易脫出時(shí)稱沸石水如蛋白石（SiO2?nH2O）、方沸石（NaAl2Si4O2?nH2O）。四、與水分的儲(chǔ)容和運(yùn)移有關(guān)的巖石性質(zhì)1．基本概念（1）容水度－指巖石完全飽水時(shí)所能容納的最大的水體積與巖石總體積比值。一般說來容水?dāng)?shù)值上與孔隙度相當(dāng)?？紫扼w積的多少可用孔隙來表示。對(duì)于具有膨脹性的