水文地质学基础：第十章 孔隙水

1、LOGO 第十章第十章 孔隙水孔隙水 pore 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 10.1 洪积物中的地下水洪积物中的地下水 10.2 冲积物中的地下水冲积物中的地下水 10.3 黄土高原的地下水黄土高原的地下水 10.4 孔隙含水系统实例分析（自学）孔隙含水系统实例分析（自学） Company Logo 孔隙水赋存于松散沉积物孔隙水赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙网络之中。颗粒构成的孔隙网络之中。 在我国，第四系与部分第三系属未胶结或半胶结的松在我国，第四系与部分第三系属未胶结或半胶结的

2、松 散沉积物，赋存孔隙地下水。下面主要讨论散沉积物，赋存孔隙地下水。下面主要讨论第四系松散沉第四系松散沉 积物中的孔隙水积物中的孔隙水。 （1） 典型地区洪积扇典型地区洪积扇(Alluvial fan)的形成的形成 （2）洪积扇中地下水赋存条件与特征）洪积扇中地下水赋存条件与特征 从沉积物形成时的水动力条件入手，从沉积物形成时的水动力条件入手，( (控制沉积作用控制沉积作用) ) 分析沉积岩性的变化规律，分析沉积岩性的变化规律，( (沉积作用控制岩性地貌沉积作用控制岩性地貌) ) 到地下水的赋存条件与特征。到地下水的赋存条件与特征。( (岩性地貌控制地下水岩性地貌控制地下水) ) 10.1 洪

3、积物中的地下水洪积物中的地下水 Company Logo 10.1.1 典型地区洪积扇典型地区洪积扇(Alluvial fan)的形成的形成 水动力条件水动力条件 水流集中水流集中 分散分散 流速快（高能区）流速快（高能区） 慢（低能区）慢（低能区） 地形地貌地形地貌 地形高，陡（扇顶地形高，陡（扇顶 地形低缓（扇缘）地形低缓（扇缘） 山区山区平原平原 扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前） Company Logo 典型地区洪积扇沉积物的分带性典型地区洪积扇沉积物的分带性 沉积物粒度沉积物粒度 粗（砾，粗砂）粗（砾，粗砂） 中砂中砂 细细 极细、粘土极细、粘土 沉积特征沉积特征 分选分选 差差 中等

4、中等 好好 山区山区平原平原 扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前） Company Logo 10.1.2 地下水赋存条件与特征地下水赋存条件与特征赋存赋存 透水性（透水性（K） 好好 差差 水位埋深水位埋深 深深 浅浅 渐深（或承压）渐深（或承压） 赋存赋存 （深埋区）（深埋区） （溢流区）（溢流区） （下沉区）（下沉区） 山区山区平原平原 扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前） Company Logo 10.1.2 地下水赋存条件与特征地下水赋存条件与特征补给与排泄补给与排泄 补给补给 好好 差差 流速水交替流速水交替 V大，交替快大，交替快 V小，交替慢小，交替慢 排泄排泄 径流排泄径流排泄 蒸发排

5、泄蒸发排泄 山区山区平原平原 扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前） Company Logo 10.1.2 地下水赋存条件与特征地下水赋存条件与特征水化学水化学 形成作用形成作用 溶滤作用溶滤作用 蒸发浓缩作用蒸发浓缩作用 矿化度（矿化度（TDS） 低低 中中 高高 成分与类型成分与类型 HCO3 SO4 Cl 山区平原 扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前） Company Logo 10.1.2 地下水赋存条件与特征地下水赋存条件与特征动态与均衡动态与均衡 动态动态 变幅变幅 大大 小小 均衡均衡 整体、统一的均衡区整体、统一的均衡区 景观（环境）景观（环境） 缺水区缺水区 泉，沼泽泉，沼泽 盐渍化区盐

6、渍化区 山区山区平原平原 扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前） Company Logo 10.1 松散沉积物地下水赋存条件小结松散沉积物地下水赋存条件小结 v 综合上述分析：综合上述分析： 分析不同沉积物类型的分析不同沉积物类型的地下水赋存、运动和水化学特地下水赋存、运动和水化学特 征征等（简称水文地质条件），应从沉积物形成时的等（简称水文地质条件），应从沉积物形成时的 水动力场水动力场到到沉积物沉积规律沉积物沉积规律，再到地下水的，再到地下水的分带性分带性 特征特征来进行来进行 v 掌握分析问题的思路与方法比死记更重要掌握分析问题的思路与方法比死记更重要,即：即： 普通地质作用普通地质作用-地质

7、地貌地质地貌-水文地质条件水文地质条件 v 例如：例如： 西北某些新构造运动影响的洪积扇西北某些新构造运动影响的洪积扇 山西霍县山西霍县-新构造运动结果新构造运动结果有多个溢出带有多个溢出带 Company Logo 西北某些新构造运动影响的洪积扇西北某些新构造运动影响的洪积扇 山前水位埋深山前水位埋深 深深 浅浅 深深 浅浅 Company Logo 水化学分带的异常：水化学分带的异常： v水化学分带的异常：水化学分带的异常： 西北地区较典型的水型分带西北地区较典型的水型分带 HCOHCO3 3 - SO - SO4 4 - Cl - Cl 华北平原水型分带华北平原水型分带 HCOHCO3

8、3 - HCO - HCO3 3Cl - ClCl - Cl 华南地区水型无分带华南地区水型无分带 HCOHCO3 3低矿化度水低矿化度水 上述分带原因：主要与降水量及蒸发多少有关上述分带原因：主要与降水量及蒸发多少有关 Company Logo 10.2 冲积物（冲积物（fluvial plain）中的地下水）中的地下水 v河流沉积物与洪积物相比：河流沉积物与洪积物相比： 经常性水流作用的结果经常性水流作用的结果 河流是线状或带状分布的，横向与纵向差异大；河流是线状或带状分布的，横向与纵向差异大； 在冲积平原区往往发育有多条河流，呈交织状、在冲积平原区往往发育有多条河流，呈交织状、 发生改道

9、且长期作用发生改道且长期作用 v冲积平原砂层的几何形态特征冲积平原砂层的几何形态特征 v冲积物的特征，从垂直河流横向切剖面来分析冲积物的特征，从垂直河流横向切剖面来分析 （郑州黄河中下游为例）郑州黄河中下游为例）： 见后页图见后页图 郑州剖面郑州剖面 Company Logo 冲积平原中的河道变迁及砂层的几何形态冲积平原中的河道变迁及砂层的几何形态 A-A，B-B 横切剖面横切剖面 砂层多为砂层多为 小透镜体小透镜体 C-C，D-D 纵向剖面纵向剖面 砂层可以砂层可以 延伸很长延伸很长。 Company Logo 10.2.1 郑州黄河中下游剖面郑州黄河中下游剖面水文地质剖面水文地质剖面 在冲

10、积平原上，近期古河道与现代河道，地势最高，沉积在冲积平原上，近期古河道与现代河道，地势最高，沉积 颗粒较粗的颗粒较粗的砂砂，向外，随着地势变低依次堆积，向外，随着地势变低依次堆积亚砂土亚砂土、亚粘土亚粘土， 在河间洼地的中心部位则堆积在河间洼地的中心部位则堆积粘土粘土。 由地势较高（堆积粗粒沉积）的由地势较高（堆积粗粒沉积）的现代与近代古河道现代与近代古河道，到地，到地 势低洼（堆积粘性土）的势低洼（堆积粘性土）的河间洼地河间洼地，显示着良好的，显示着良好的微地貌微地貌岩岩 性性地下水分带地下水分带。 古河道古河道 河河 间间 洼洼 地地 Company Logo 10.2.2 古河道古河道河

11、间洼地：河间洼地：地形与岩性地形与岩性 古、现代河道古、现代河道 河间洼地河间洼地 地形地形 高高 低低 岩性（粒度）岩性（粒度） 粗粗 细细 现代河道现代河道 河间洼地河间洼地 古河道古河道 Company Logo 10.2.3 古河道古河道河间洼地：河间洼地：地下水赋存、补给与排泄地下水赋存、补给与排泄 地下水埋深地下水埋深 深深 浅浅 补给条件补给条件 好好 差差 排泄排泄 径流径流 蒸发排泄蒸发排泄 现代河道现代河道 河间洼地河间洼地 古河道古河道 Company Logo 10.2.3 古河道古河道河间洼地：河间洼地：地下水化学特征地下水化学特征 水化学作用水化学作用 溶滤作用溶滤

12、作用 浓缩作用浓缩作用 水型水型 HCO3 Cl, 矿化度（矿化度（TDS） TDS 低低 TDS 高高 现代河道现代河道 河间洼地河间洼地 古河道古河道 Company Logo 10.3 10.3 黄土高原的地下水（风成作用）黄土高原的地下水（风成作用） v 黄土是特定地质历史时期的沉积物黄土是特定地质历史时期的沉积物 v 在我国西北部广泛、大面积分布，西北部地区又是我国在我国西北部广泛、大面积分布，西北部地区又是我国 干旱半干旱气候区，水资源严重匮乏，基本上无常年性干旱半干旱气候区，水资源严重匮乏，基本上无常年性 河流（或地表水），地下水水量也不丰富河流（或地表水），地下水水量也不丰富。

13、 v 赋存于黄土孔隙与裂隙中的地下水是当地人民生活的主赋存于黄土孔隙与裂隙中的地下水是当地人民生活的主 要水源。要水源。 v 黄土特征：黄土特征：厚度大，结构疏松，粉土含量大于厚度大，结构疏松，粉土含量大于60%，含，含 钙质结核，呈棕黄，微红，棕黑色。钙质结核，呈棕黄，微红，棕黑色。 v 黄土形成时期：第四纪中、下更新世黄土形成时期：第四纪中、下更新世 （Q2与与Q3黄土）黄土） Company Logo 10.3.1 10.3.1 黄土地区的地貌形态黄土地区的地貌形态 v 黄土地区的地貌形态：黄土地区的地貌形态： 黄土塬：黄土塬：原始地貌保持较好的规模较大的黄土平台原始地貌保持较好的规模较

14、大的黄土平台 黄土梁：黄土梁：长条状的垅岗长条状的垅岗 ；黄土峁：黄土峁：浑圆形的土丘；浑圆形的土丘； 黄土杖（撑）地：黄土杖（撑）地：梁与峁之间宽浅谷地梁与峁之间宽浅谷地 黄土塬黄土塬 黄土梁黄土梁 黄土杖地黄土杖地 Company Logo 山西黄土地区实景照片山西黄土地区实景照片 v 右上黄土杖地右上黄土杖地 v 左下黄土塬、梁左下黄土塬、梁 v 右下黄土塬上右下黄土塬上 Company Logo 10.3.2 10.3.2 黄土高原的地下水特征黄土高原的地下水特征 黄土塬黄土塬 黄土梁黄土梁 黄土杖地黄土杖地 塬中塬中 塬边塬边 （杖地）（杖地） 水位埋深水位埋深 小小 大大 小小 补

15、补 给给 有利于有利于 不利于不利于 排排 泄泄 弱弱 较强，强较强，强 水化学水化学 溶滤溶滤 浓缩浓缩 矿化度矿化度 中中 矿化度大矿化度大 有利打井取水区为塬中心，或边坡地带有利打井取水区为塬中心，或边坡地带 Company Logo 10.4 10.4 孔隙含水系统实例分析孔隙含水系统实例分析 请自学教材请自学教材P113，10.5节内容节内容 分析问题的方法：分析问题的方法： 沉积环境（水动力条件）沉积环境（水动力条件） 沉积规律沉积规律 地下水特征地下水特征 本章的重点是掌握从沉积物的本章的重点是掌握从沉积物的沉积环境沉积环境（水动（水动 力条件）出发，分析沉积物的力条件）出发，分析沉积物的沉积规律沉积规律，进一步分，进一步分 析析地下水