水文地质第二章

第二章地下水的储存和循环，第一节地下水的储存和岩石的水力性质，岩石的空隙特性和地下水的储存，(1)岩石的空隙性根据岩石的性质和力的作用，空隙的形状、数量、连接性、分布有很大差异的空隙分为三类：松散岩石中的空隙，硬岩石中的空隙和容易溶解的岩石中的空隙、粒状块、粒状柱状，板状，层状，1，空隙松散的岩石：空隙的体积的多寡以空隙率表示，空隙率(n)=，空隙率的体积，松散的岩石的总体积，X100%，空隙率的大小与以下要素有关： (1)岩石的密集度：岩石粒子的排列方式， (2)粒子的均匀性(选择性):粒子的大小越不均匀其空隙率越小，(3)粒子的形状(浑圆度):松散的岩石粒子的浑圆度越好，空隙率越小，(4)粒子的粘着度：松散的岩石因泥质或其他物质粘着时，其空隙率大幅度降低的情况较多很多情况下，由于超过上述理论上的最大空隙率值，粘土粒子表面有电荷，所以在沉淀过程中粘粒聚合，可以形成直径比粒子大的结构的空隙。 松弛岩层的空隙率的参考数值，2，裂隙，裂隙：以裂隙率(KT )表示岩石中的裂隙具有明显的不均匀性，称为由于坚固的岩石、地壳运动或其他内外地质应力使岩石破裂变形而产生的裂隙，裂隙岩石的空隙性，裂隙率(KT)=，裂隙的体积，岩石的总体积， 溶隙：被溶岩中的各种裂隙流水溶解而扩大为各种形态的溶隙，形成更大的溶洞的现象也称为岩溶或喀斯特溶岩层：石灰岩、白云岩、石膏、盐层在数量上常用岩溶率KK表示：岩溶率(KK)=、空隙的体积、溶岩的体积、X100%、X100%。 大小等方面千变万化，岩石中具有空隙连接性空隙网络的特征，松散岩石中的空隙分布于粒子间，连通良好，分布均匀，在不同方向上，空隙通路大小和大小不同的地方赋予的地下水分布和流动比较均匀，坚硬的岩石裂缝，坚硬的岩石裂缝仅在不同方向的龟裂相互贯通、切断、相互连接的情况下，构成在某个范围内相互连接的空隙网络。 裂缝的连接性远比空隙差，地下水相互联系不良。 分布和流动经常不均匀，是可以溶解岩石的间隙，可以溶解岩石的间隙是部分原裂缝和原始间隙融合而扩大的，间隙大小非常大，分布极不均匀。 因此，赋予可溶性岩石的地下水分布和流动极不均匀。 (二)地下水的存在形式，1 .气体水、气体水本身不能直接开采利用，不能被植物吸收，2 .吸附水，吸附水：在岩石粒子表面的分子引力和静电引力的作用下水分子牢固地吸附在粒子表面，形成极薄的水膜。 因为该吸附力达到1万气压，所以也称为强结合水。 特征与普通水不同，厚度相当于水分子。 水量少，不被植物吸收，3 .薄膜水，除了紧紧包围粒子表面的吸附水层以外，很多水分子也受到粒子的静电引力的影响，吸附第二层水膜，也被称为薄膜水，也称为弱结合水，特征厚度达到数千个的水分子， 其外层被植物吸收，将水和薄膜水统称为结合水，4 .毛细管水、毛细管水储藏在岩石的毛细管空隙和细裂缝中，几乎不受粒子的静电引力场的力，但受到表面张力和重力的作用，也称为半自由水，特征：水只能垂直运动，5 .重力水， 重力水：指绷带的非毛细管空隙中形成的可以自由流下的水的特征：重力水只受到重力作用的影响，能传递静水压力，有冲洗、侵蚀作用，能溶解岩石。重力水是供水水文地质的主要研究对象，冻土青藏铁路、青藏道路、新藏道路等工程建设东北、西北基础工程建设，6 .固体水，在重力水面以上岩石空隙未被水饱和的地区包气带，在重力水面以下岩石空隙被水饱和的地区饱和软管图2-4，2 .岩石的水力性质，空隙中的重力水的哪个岩石的水力性质：由孔隙大小和数量不同的岩石和水的作用所表现出的容纳、保持、供水和透水性质：岩石能容纳一定水量的性能保水性：在重力的作用下，岩石因分子引力和毛细管力而能在其空隙中保持一定水量的性能。 供水性：各种岩石充满水后，通过重力能自由排出一定水量的性能。 透水性：岩石允许水流通过的能力、允许水的能力、允许水的能力、允许水的能力：以容纳在岩石中的水的体积与岩石的总体积之比容纳的水：结合水、毛管水、重力水的容积和空隙率的比较、允许水的能力=、容纳水的体积、岩石的总体积、X100%、空隙率=、 岩石的总体积，X100%，2 .保持水的能力，保持水的能力：在重力的作用下，岩石通过分子引力和毛细管力而能够在其空隙保持一定水量的性能的水：结合水，毛细血管的毛细管保持水度和分子保持水度，保持水度=、能够保持的水的体积，岩石的总体积，X100%，3 .供水性，供水性： 给出的水：重力水、供水度=、流出水的体积、岩石的总体积、X100%、4 .透水性、透水性：岩石能够通过水流的能力岩石透水性的强弱，首先取决于岩石的空隙的大小(粘土)，其次是空隙的数量和形状，还有粒子的筛选程度。渗透系数(k )透水岩石砂、砂砾、砾石和裂缝或溶隙发达的硬岩石半透水岩石3354粉质粘土、粉土、黄土、裂缝和岩溶不发达的硬岩石不透水岩石3354粘土、淤泥、裂缝和岩溶不发达的硬岩石*的透水性的好坏相空隙率相对大的岩石特征有a，构成岩石的粒子大小大，粒子形状规则b，构成岩石的粒子大小比较均匀，粒子形状规则c，构成岩石的粒子大小大，粒子形状规则d，构成岩石的粒子大小比较均匀，粒子形状不规则2， 以下均不是毛管水的性质，(1)支撑毛管水的通常越接近地下水面含水率越大，(2)是通过毛细管力保持土壤上层的空隙的水，(3)毛管水到达的深度随着地表补给水量的增加而变大，(4)毛管水不因毛细管力而受到重力3， 空隙中水分的存在形式和储藏与岩盘空隙的大小密切相关，空隙越大，则如下： (1)重力水所占的比例越大，(2)结合水所占的比例越大，则(3)与重力水结合的比例几乎(4)无法比较，4、测量岩盘容积水性的指标在容积水平上其数值上一般如下： (1)空隙率(2)保水度(3)供水度(4)田地的保水度5、岩土的透水性的好坏的主要原因是a、空隙的数量、形状b、空隙的数量、大小c、空隙的数量、大小和连接性d、空隙的数量、大小、形状和连接性能否因重力和毛细管力的共同作用而动作？b、能否因重力和粒子表面的电分子力的共同作用而动作？c、能否因重力和粒子表面的电分子力的共同作用而动作？d、能否因毛细管力和粒子表面的电分子力的共同作用而动作？第二节含水层和遮水层、 概括饱和软管岩层给水能力的带水层：可以透过给水量相当大的岩盘遮水层：不能透过给水或者透过给水数量少的岩石，2 .构成带水