水文地质学基础：第十一章 裂隙水

1、LOGO 第十一章第十一章 裂隙水裂隙水 fracture water Fundamentals of Hydrogeoloy 水文地质学基础水文地质学基础 Company Logo 本章内容本章内容 11.1 裂隙水的特点裂隙水的特点 11.2 构造裂隙水构造裂隙水 11.3 断裂带的水文地质意义断裂带的水文地质意义 Company Logo 11.1 11.1 裂隙水的特点裂隙水的特点 1、裂隙的类型、裂隙的类型 v 成岩裂隙成岩裂隙 （original fracture 如玄武岩的柱状节理如玄武岩的柱状节理） v 构造裂隙构造裂隙 （tectonic fracture 断层裂带断层裂带）

2、 v 风化裂隙风化裂隙（weathering fracture ） 2、裂隙水的特点：、裂隙水的特点： 水量分布不均匀水量分布不均匀 有的地方打井有水，有的地方无水有的地方打井有水，有的地方无水 水力联系不统一性水力联系不统一性 裂水含水系统的迭置与独立裂水含水系统的迭置与独立 渗透的各向异性渗透的各向异性 KXKY 裂隙水特点裂隙水特点 风化裂隙水风化裂隙水 转下页转下页 Company Logo v水量分布不均匀水量分布不均匀 有的地方打井有水，有的地方无水有的地方打井有水，有的地方无水 v水力联系不统一性水力联系不统一性 裂水含水系统的迭置与独立裂水含水系统的迭置与独立 v渗透的各向异性

3、渗透的各向异性 KXKY 裂隙水的特点、裂隙水含水系统裂隙水的特点、裂隙水含水系统 Company Logo v 风化裂隙深度有限风化裂隙深度有限 v 局部形成层状裂隙含水层局部形成层状裂隙含水层 v 动态变化大动态变化大 风化裂隙水示意图风化裂隙水示意图层状裂隙水（局部性）层状裂隙水（局部性） Company Logo 11.1 11.1 裂隙水的特点裂隙水的特点 3、裂隙水的类型、裂隙水的类型 （1）成岩裂隙水）成岩裂隙水：赋存于成岩裂隙中的水：赋存于成岩裂隙中的水 沉积岩及深成岩浆岩沉积岩及深成岩浆岩的成岩裂隙通常多是闭合的成岩裂隙通常多是闭合 的，含水意义不大；的，含水意义不大； 喷出

4、地表的玄武岩喷出地表的玄武岩成岩裂隙最为发育，而且裂成岩裂隙最为发育，而且裂 隙大多张开，密集均匀，连通良好，常构成贮水丰隙大多张开，密集均匀，连通良好，常构成贮水丰 富、导水通畅的层状裂隙含水系统；富、导水通畅的层状裂隙含水系统； 岩脉及侵入岩接触带岩脉及侵入岩接触带张开裂隙发育，常形成带张开裂隙发育，常形成带 状裂隙含水系统；状裂隙含水系统； （2）风化裂隙水）风化裂隙水：赋存于风化裂隙中的水：赋存于风化裂隙中的水 （3）构造裂隙水）构造裂隙水：赋存于构造裂隙中的水，主要研究：赋存于构造裂隙中的水，主要研究 对象对象 Company Logo 11.2 11.2 构造裂隙水构造裂隙水 11

5、.2.1、裂隙发育规律的控制因素裂隙发育规律的控制因素 v 岩石（层）力学性质岩石（层）力学性质 岩性：岩性：受力后的破坏（脆，塑）受力后的破坏（脆，塑） 结构：结构：厚层，互层等厚层，互层等 v 构造应力构造应力 大小，大小， 应力频率，应力频率， 性质（张，压）性质（张，压） v 构造部位构造部位 应力集中的部位应力集中的部位，裂隙常较发育，岩层透水性也好。，裂隙常较发育，岩层透水性也好。 背斜轴部常较两翼富水，倾斜岩层较平缓岩层富水，断背斜轴部常较两翼富水，倾斜岩层较平缓岩层富水，断 层带附近往往格外富水。层带附近往往格外富水。 层状破坏层状破坏 层状受力层状受力 Company Log

6、o 11.2.1 11.2.1 层状夹层脆性岩层裂隙发育特征层状夹层脆性岩层裂隙发育特征 Company Logo 1-1-纵裂隙纵裂隙; 2-; 2-横裂隙横裂隙; ; 3-3-斜裂隙斜裂隙; 4-; 4-层面裂隙层面裂隙; 5-; 5-顺层裂隙顺层裂隙 11.2.1 11.2.1 层状岩层构造裂隙示意图层状岩层构造裂隙示意图 Company Logo 11.2.2 裂隙含水系统裂隙含水系统 v 定义：定义：指一定范围内相互连通的不同级次的裂隙所构成指一定范围内相互连通的不同级次的裂隙所构成 的导水裂隙网络形成裂隙含水系统的导水裂隙网络形成裂隙含水系统 v 裂隙级次：裂隙级次： 微小裂隙微小

7、裂隙：密集、延伸和张开性都很差，密集、延伸和张开性都很差，几十几十十几十几 条条/m 隙宽小；隙宽小； 中裂隙：中裂隙：延伸几米至十几米，张开性好，延伸几米至十几米，张开性好，几条几条/m 隙宽达隙宽达 几几 mm； 大裂隙（包括正断层）：大裂隙（包括正断层）：数量少，但张开宽度大，延数量少，但张开宽度大，延 伸远，伸远，1条条 / 几米。几米。 v 不同级次裂隙的作用不同级次裂隙的作用 微裂隙微裂隙储水，裂隙率较大储水，裂隙率较大 中裂隙中裂隙连通作用，储水导水作用连通作用，储水导水作用 大裂隙大裂隙传输地下水中起控制作用传输地下水中起控制作用 中大裂隙 裂隙网络 Company Logo

8、裂隙及裂隙网络裂隙及裂隙网络 (a)单个裂隙单个裂隙 (b)裂隙网络裂隙网络 (a) (b) Company Logo 11.2.3 裂隙渗流场与孔隙渗流场的比较裂隙渗流场与孔隙渗流场的比较 v 裂隙渗流场：裂隙渗流场：等效多孔介质等效多孔介质 把不连续的裂隙介质等效为连续的孔隙介质把不连续的裂隙介质等效为连续的孔隙介质 等效等效是指两种介质在特定功能上等效，如系统总体是指两种介质在特定功能上等效，如系统总体 上导水能力等效，其它方面未必等效。上导水能力等效，其它方面未必等效。 裂隙水等效为孔隙水的运动平面图裂隙水等效为孔隙水的运动平面图 裂隙水等效为孔隙水的运动剖面图裂隙水等效为孔隙水的运动

9、剖面图 v裂隙水流动系统与孔隙水流动系统裂隙水流动系统与孔隙水流动系统 v裂隙介质小结裂隙介质小结： (1)裂隙网络是复合的树状结构裂隙网络是复合的树状结构(脉、枝、干构成脉、枝、干构成) (2)(2)打在脉上只能抽取或排出有限的水打在脉上只能抽取或排出有限的水 (3)(3)打在干上才能抽取或排出大量的水打在干上才能抽取或排出大量的水 裂隙渗流场裂隙渗流场 裂隙流动系统裂隙流动系统 转下一页转下一页 Company Logo 裂隙渗流场等效多孔介质裂隙渗流场等效多孔介质 (a)-(c) 平面等效平面等效 (b)-(d) 剖面等效剖面等效 裂隙介质与虚拟裂隙介质与虚拟 孔隙介质差异：孔隙介质差异

10、： 水头分布、水头分布、 地下水流向、地下水流向、 流速、流速、 孔隙水压力等孔隙水压力等 Company Logo 裂隙水流系统与孔隙水流系统的比较裂隙水流系统与孔隙水流系统的比较 裂隙裂隙 水水 流流 系系 统统 孔隙孔隙 水水 流流 系系 统统 Company Logo 11.3 断裂带的水文地质意义断裂带的水文地质意义 11.3.1 断裂带的导水性断裂带的导水性影响因素影响因素 v 断层两盘岩性：断层两盘岩性： 脆脆/脆脆导水；导水； 脆脆/塑塑部分导水；部分导水； 塑塑/塑塑不导水不导水 v 断层的力学性质：断层的力学性质： 张性断裂带导水；张性断裂带导水； 压性断裂带不导水压性断裂

11、带不导水 Company Logo 11.3.2 断裂带的水文地质意义断裂带的水文地质意义 v 断层带断层带可以起到可以起到贮水空间、集水廊道、导水通道与贮水空间、集水廊道、导水通道与阻水阻水 边界边界的作用。的作用。 （1）当围岩本身裂隙不发育而仅断层带局部破碎时，）当围岩本身裂隙不发育而仅断层带局部破碎时， 构成局部的带状构成局部的带状贮水空间贮水空间； （2）发育于透水围岩中的导水断层，不仅是）发育于透水围岩中的导水断层，不仅是贮水空间贮水空间， 还兼具还兼具集水廊道集水廊道的功能；的功能； （3）导水断层沟通若干个含水层或（及）地表水体）导水断层沟通若干个含水层或（及）地表水体 时，断层带兼具时，断层带兼具贮水空间、集水廊道与导水通道贮水空间、集水廊道与导水通道的功能。的功能。 （4）阻水断层的存在往往构成地下含水系统的边界。）阻水断层的存在往往构成地下含水系统的边界。 作业与思考：作业与思考： 请大家画出各种剖面图，表示断层带的不同作用？请大家画出各种剖面图，表示断层带的不同作用？