地下水的赋存ppt课件

1、第第3章章 地下水的赋存地下水的赋存n本章的主要学习内容为：掌握包气带与饱水带，含本章的主要学习内容为：掌握包气带与饱水带，含水层、隔水层与弱透水层的定义；了解地下水水层、隔水层与弱透水层的定义；了解地下水划分根据与划分类型；掌握潜水、承压水与上层滞划分根据与划分类型；掌握潜水、承压水与上层滞水的概念、构成要素与表示方法，了解潜水、承压水的概念、构成要素与表示方法，了解潜水、承压水和上层滞水的普通性特征，及其相互转化条件。水和上层滞水的普通性特征，及其相互转化条件。 n本章重难点包气带与饱水带划分，含水层、隔水本章重难点包气带与饱水带划分，含水层、隔水层与弱透水层的划分要点与划分的相对性，潜层

2、与弱透水层的划分要点与划分的相对性，潜水、承压水与上层滞水的概念与图示。水、承压水与上层滞水的概念与图示。 本章是从空间分布的视角，对地下岩层赋水条件进展划分，给出以下概念： 包气带与饱水带、含水层，隔水层与弱透水层、地下水、潜水、承压水、上层滞水等 地下水面：地表以下一定深度上，岩石中的空隙被重力水所充溢，构成地下水面。地下水面经过打井或地下开挖来确定图3-1。 地下水位：地下水面至基准面的高度，普通用海拔高程来表示。 包气带：地表以下到地下水面之上，岩石中的空隙未被重力水所充溢。 饱水带：地下水面以下，岩石中的空隙被重力水所充溢的带。3.1 包气带与饱水带包气带与饱水带n包气带分带特征包气

3、带分带特征水井水井土壤水带土壤水带中间带中间带毛细水带毛细水带饱水带饱水带 Saturated Zone包气带包气带Vadose Zone地下水面地下水面第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存n包气带包气带(Vadose Zone)水的类型水的类型水井水井饱水带饱水带结合水孔角毛细水、悬挂毛细水、支持毛细水空隙空气中的气态水部分滞留重力水第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存n包气带包气带(Vadose Zone)的特征的特征水井水井饱水带饱水带大气降水、地表水体的下渗补给饱水带蒸发、蒸腾向上渗流地下水蒸发厚度变化第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存n 饱水带饱水带 特点：岩石空隙被水完全充

4、溢特点：岩石空隙被水完全充溢是二相介质固是二相介质固相相+液相水液相水 空隙中水的存在方式：重力水，结合水空隙中水的存在方式：重力水，结合水 重力水：延续分布孔隙是延续的重力水：延续分布孔隙是延续的 传送压力传送压力 在水头差作用下，地下水空隙中的水可以在水头差作用下，地下水空隙中的水可以延续运动。延续运动。 意义：地下开挖，坑道，巷道，基坑，打井在此意义：地下开挖，坑道，巷道，基坑，打井在此带均有重力水涌出来！带均有重力水涌出来！第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存3.2含水层，隔水层与弱透水层含水层，隔水层与弱透水层 一、根本概念一、根本概念 划分原那么：在地下水位以下，饱水岩层中，根据

5、岩层给划分原那么：在地下水位以下，饱水岩层中，根据岩层给水与透水才干而进展划分水与透水才干而进展划分 含水层：是可以透过并给出相当数量水的岩层，如各类砂含水层：是可以透过并给出相当数量水的岩层，如各类砂土、砂岩等。土、砂岩等。 隔水层：不能透过与给出水或透过与给出的水量微缺乏道隔水层：不能透过与给出水或透过与给出的水量微缺乏道的岩层，如裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土致密的岩层，如裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土致密 弱透水层：浸透性很差，给出的水量微缺乏道，但在较大弱透水层：浸透性很差，给出的水量微缺乏道，但在较大水力梯度作用下，具有一定的透水才干的岩层驱动，水力梯度作用下，具有一定的透

6、水才干的岩层驱动，如各种粘土，泥质粉砂岩。如各种粘土，泥质粉砂岩。第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存n透水层：透水层：K 0 m/d permeablen 含水层：饱含水的透水层含水层：饱含水的透水层 aquifern 强透水层：强透水层：K 0 m/d 且很大且很大n 砂层砂层 K=10200 m/dn 弱透水层：弱透水层：K 0 m/d 但是很小但是很小n 粘土、页岩粘土、页岩 K=0.011.0 m/d n隔水层：隔水层： K = 0 m/d 相对意义相对意义impermeablen 新颖致密结晶岩新颖致密结晶岩 第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存透水与否：浸透性、水量大小透水与

7、否：浸透性、水量大小n岩层浸透性与时间尺度关系岩层浸透性与时间尺度关系快速反响滞后反响短期水力单元长期水力单元第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存3 .3 地下水分类地下水分类n广义地下水广义地下水n 赋存于地面以下岩土空隙中的水：包气带及饱水带中赋存于地面以下岩土空隙中的水：包气带及饱水带中一切含于岩石空隙中的液态水和气态水。一切含于岩石空隙中的液态水和气态水。n狭义地下水狭义地下水n 赋存于饱水带岩土空隙中的液态水饱水带中重力水。赋存于饱水带岩土空隙中的液态水饱水带中重力水。n 地下水分类根据地下水分类根据n 含水介质的类型赋存空间：孔隙水、裂隙水和岩溶水含水介质的类型赋存空间：孔隙水、

8、裂隙水和岩溶水 n埋藏条件赋存部位：包气带上层滞水、埋藏条件赋存部位：包气带上层滞水、n 饱水带潜水和承压水饱水带潜水和承压水第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存n广义、地壳浅层地下水分类广义、地壳浅层地下水分类表 3-1 地下水分类表地下水埋藏条件: 埋深、地质构造、封锁条件第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存n潜水、承压水及上层滞水潜水、承压水及上层滞水上层滞水上层滞水潜水潜水承压水承压水上升泉上升泉隔水层隔水层 隔水层隔水层 透透水水 层层 测压水位测压水位潜水位潜水位潜水位潜水位第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存3.4 3.4 潜水潜水 潜水潜水 Phreatic Water：

9、地表以下，第一个具：地表以下，第一个具有自在外表的稳定含水层中的水。有自在外表的稳定含水层中的水。 自在外表潜水面自在外表潜水面即没有隔水层限制，与大即没有隔水层限制，与大气直接相通，水面不接受大气压强以外的任何附加气直接相通，水面不接受大气压强以外的任何附加压强。压强。 稳定稳定具有一定的空间延续性范围，以区分具有一定的空间延续性范围，以区分上层滞水。上层滞水。 潜水含水层：赋存潜水的岩层。普通地，房屋建筑潜水含水层：赋存潜水的岩层。普通地，房屋建筑时的基坑排水，大堤堤角处的散浸渗漏多为潜水。时的基坑排水，大堤堤角处的散浸渗漏多为潜水。第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存一、潜水与潜水含水

10、层概念一、潜水与潜水含水层概念 潜水的根本要素潜水的根本要素泉泉地地表表水水隔水层隔水层 潜水含水层潜水含水层 埋深埋深 含水层厚含水层厚度度(可变可变) 三维流动三维流动 第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存潜水面潜水面潜水面潜水面(phreatic surface)。潜水位潜水位water level)潜水含水层潜水含水层含水层厚度含水层厚度潜水埋深潜水埋深 根本特征：埋藏浅、具有自在水面，因此与大气、地表水亲密联络，根本特征：埋藏浅、具有自在水面，因此与大气、地表水亲密联络，积极参与水循环。积极参与水循环。(1) 补给：大气降水入渗、地表水入渗补给：大气降水入渗、地表水入渗(2) 排泄

11、：径流排泄，泉、泄流；蒸发蒸腾排泄。排泄：径流排泄，泉、泄流；蒸发蒸腾排泄。(3) 动态：补给或排泄经过含水层厚度变化而储水与释水。动态：补给或排泄经过含水层厚度变化而储水与释水。(4)水循环交替迅速：水循环周期短，更新恢复快水循环交替迅速：水循环周期短，更新恢复快5影响要素：影响要素： 受气候，水文要素影响明显，变化快水量、水位季受气候，水文要素影响明显，变化快水量、水位季节性变化节性变化 ；受人为要素影响也显著，易污染；受人为要素影响也显著，易污染 第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存 潜水的特征结合地形图：结合地形图：(1)可以判别可以判别与地表水的关系：与地表水的关系：补给还是排泄？

12、补给还是排泄？(2) 判别判别潜水含水层的厚度潜水含水层的厚度或浸透性变化或浸透性变化第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存潜水的等水位线图、平面流向图潜水的等水位线图、平面流向图图图3-5 潜水等水位线图潜水等水位线图图中线条为等水位线，数字为潜水位标高，图中线条为等水位线，数字为潜水位标高，箭头为潜水流向箭头为潜水流向3-5 承承 压压 水水承压水：承压水： 充溢于两个隔水层或弱透水层之间的含水层充溢于两个隔水层或弱透水层之间的含水层的水。的水。根本要素：根本要素：承压含水层：赋存承压水的岩层承压含水层：赋存承压水的岩层 隔水顶板：承压含水层上部隔水层或弱透水层隔水顶板：承压含水层上部隔水

13、层或弱透水层隔水底板：承压含水层下部隔水层或弱透水层隔水底板：承压含水层下部隔水层或弱透水层承压含水层厚度承压含水层厚度H ：隔水顶底板之间的间隔：隔水顶底板之间的间隔埋深埋深D：第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存承压水承压水 Confined Ground Water 测压水位线面：井中静止水位的高程就是测压水位线面：井中静止水位的高程就是承压水在该点的测压水位。测压水位的连线承压水在该点的测压水位。测压水位的连线面，此线是虚拟的如图有压管面，此线是虚拟的如图有压管 承压高度：含水层某点的承压高度数值上等于承压高度：含水层某点的承压高度数值上等于该点的测压高度该点的测压高度 补给区：仅分

14、布于出露区补给区：仅分布于出露区 承压区：含水层中具有承压高度的分布区承压区：含水层中具有承压高度的分布区 排泄区：排泄区： 自溢区自溢区测压水位线与地形等高线的交点衔接测压水位线与地形等高线的交点衔接区区承压水的根本特征：是由于上部遭到隔水层或弱透水层的隔离，承压水的根本特征：是由于上部遭到隔水层或弱透水层的隔离，承压水与大气圈、地表水圈的联络较差，水循环也缓慢得多。承压水与大气圈、地表水圈的联络较差，水循环也缓慢得多。承压水不像潜水那样容易污染，但是一旦污染后那么很难使其承压水不像潜水那样容易污染，但是一旦污染后那么很难使其净化。净化。 隔水层隔水层 承承压压 水水 潜水潜水 第三章第三章

15、 地下水的赋存地下水的赋存图图3-6 基岩自流盆地中的承压水基岩自流盆地中的承压水 补给与排泄：有限区域与外界联络，水循环缓慢，水交替慢，补给与排泄：有限区域与外界联络，水循环缓慢，水交替慢，平均滞留时间长年龄老或长平均滞留时间长年龄老或长恢复性差。恢复性差。 水化学：变化较大，淡水；普通矿化度较高，可以保管很水化学：变化较大，淡水；普通矿化度较高，可以保管很“古老的水。古老的水。 动态：要稳定些，假设分布面积大，厚度稳定，那么调理才动态：要稳定些，假设分布面积大，厚度稳定，那么调理才干很强。承压含水层的厚度不变，储水与释水时，厚度是如干很强。承压含水层的厚度不变，储水与释水时，厚度是如何进展

16、的？何进展的？ 添加的水量经过水的密度加大及含水介质空隙的添加而包添加的水量经过水的密度加大及含水介质空隙的添加而包容；排泄时减少的水量表现为含水层中水的密度减小及含水容；排泄时减少的水量表现为含水层中水的密度减小及含水介质孔隙缩减。介质孔隙缩减。研讨方法之一：绘制承压含水层的等测压水位线图研讨方法之一：绘制承压含水层的等测压水位线图主要特征与潜水相比：主要特征与潜水相比： (1) 能够出现自流区，能够出现自流区，也能够没有自流区，但也能够没有自流区，但测压水位必需高于顶板。测压水位必需高于顶板。自自流流 区区 第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存n等测压水位线图含水顶板等高线等测压水位线图

17、含水顶板等高线(2) 接受其它水体接受其它水体补给的条件：其它补给的条件：其它水体的水位大于承水体的水位大于承压含水层测压水位；压含水层测压水位；与其它水体有联络与其它水体有联络通道。通道。n承压水与潜水的释水机理对比承压水与潜水的释水机理对比承承压压水水潜潜水水承压含水层给水度概念承压含水层给水度概念贮水系数弹性给水度：测压水位下贮水系数弹性给水度：测压水位下降降1.0 m，单位程度面积含水层释放水的，单位程度面积含水层释放水的体积体积潜水含水层给水度潜水含水层给水度概念概念贮水系数重力给贮水系数重力给水度：潜水位下水度：潜水位下降降1.0 m，单位面积，单位面积含水层释放水的体含水层释放水

18、的体积积第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存n承压水与潜水的释水机理对比承压水与潜水的释水机理对比承承压压水水潜潜水水承压水：测压水位下降，含水层空隙度承压水：测压水位下降，含水层空隙度减小压密，水的密度增大膨胀，减小压密，水的密度增大膨胀，含水层厚度变化微小，释放出水；含水层厚度变化微小，释放出水；弹性给水度，数值小弹性给水度，数值小潜水：潜水面下降，潜水：潜水面下降，含水层饱水带含水层饱水带厚度减小，释放出厚度减小，释放出水；水；重力给水度，数值重力给水度，数值大大第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存3-6 潜水与承压水相互转化潜水与承压水相互转化n天然条件下的转化天然条件下的转化n

19、一切的承压水归根究竟都是由潜水转化而来的。一切的承压水归根究竟都是由潜水转化而来的。n承压水从补给区到排泄区，承压水从补给区到排泄区，n 普通阅历的转化过程为普通阅历的转化过程为: 潜水潜水承压水承压水潜水潜水基岩基岩强透水层强透水层弱透水层弱透水层承压水承压水潜水潜水潜水潜水山前平原区地下水山前平原区地下水第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存n人工条件下的转化人工条件下的转化n 承压水被开采，测压水位降低到顶板以下，承压水被开采，测压水位降低到顶板以下，那么转化为潜水。那么转化为潜水。天然地下水位天然地下水位开采后地下水位开采后地下水位承压水承压水潜水潜水潜水潜水承压水承压水第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存3-7 上层滞水上层滞水Perched Water 当包气带存在部分隔水层当包气带存在部分隔水层(弱透水层弱透水层)时，时，部分隔水层部分隔水层(弱透水层弱透水层)上会积聚具有自在水上会积聚具有自在水面的重力水，为上层滞水。面的重力水，为上层滞水。 潜潜 水水上层滞水上层滞水第三章第三章 地下水的赋存地下水的赋存 上层滞水是包气带中有实践利用价值的重力水。上层滞水是包气带中有实践利用价值的重力水。 特点：最接近地表，