第三章--地下水的类型及特征.ppt

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,地下水的类型,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,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,图3-2潜水埋藏图,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。,图3-2潜,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。,潜水特征：,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,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。,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。,潜水常为民用水源及工农业供水水源。,（二）潜水面的形状及其表示方法,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)。,影响潜水面形状的因素,（1）地形地貌的影响,（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,1潜水面的形状及影响潜水面形状的因素,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图1-地形等高线;2-潜水等水位线;3-潜水埋藏深度等值线;4-小溪沟;5-潜水流向,确定地下水的流向(即地下水面坡度最大的方向)。,确定潜水面的坡度(水力坡度)。,确定地下水的埋藏深度。,确定潜水与地表水的补给关系,确定含水层厚度及其变化情况。,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。,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,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,（三）潜水的补给和排泄,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。,1潜水的补给条件,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。,2潜水的排泄条件,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。,3潜水的径流,（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,图313承压水埋藏分布图,三、承压水,承压水是充满在两隔水层或弱透水层之间含水层中的地下水。当这种含水层中未被水充满时，其性质与潜水相似，称为无压层间水。,承压含水层隔水顶板隔水底板承压含水层厚度（M）测压水位线（面）：承压水头-H补给区承压区排泄区自溢区,（一）承压水的概念和特征,承压水特征,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,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,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。,受地表污染少,(二)承压水的补给、径流、排泄,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,1承压水的补给条件,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,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315等水压线图1-地形等高线；2-等水压线；含水层顶板等高线,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。,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,根据裂隙水的埋藏和分布特征，分：,3脉状或带状裂隙水,1.面状裂隙水,2层状裂隙水,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。,二、裂隙水,在各种基岩表部风化裂隙中，及某些巨大的交叉裂隙带,聚集于成岩裂隙、粒间孔隙及区域构造裂隙中的地下水,它与一定的构造部位及侵入体相一致，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：CaCO3+CO2+H2OCa2+2HCO3-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