第十一章孔隙水

第十一章孔隙水第一页，共四十六页，2022年，8月28日第十一章孔隙水11.1孔隙水的特征11.2洪积物中的地下水11.3冲积物中的地下水11.4湖积物中的地下水11.5孔隙含水系统实例分析第二页，共四十六页，2022年，8月28日

不同含水介质中的地下水孔隙水裂隙水岩溶水按含水介质的分类第三页，共四十六页，2022年，8月28日孔隙水主要赋存环境：赋存在松散沉积物中（不同的沉积环境中形成不同类型的沉积物，其地貌形态、地质结构、颗粒粒度及分选等均各具特点）。第四页，共四十六页，2022年，8月28日孔隙水的主要赋存部位：洪积物冲积物湖积物滨海沉积物黄土冰川沉积物

第五页，共四十六页，2022年，8月28日第十一章孔隙水11.1孔隙水的特征11.2洪积物中的地下水11.3冲积物中的地下水11.4湖积物中的地下水11.5孔隙含水系统实例分析第六页，共四十六页，2022年，8月28日

11.2洪积物中的地下水洪积扇的概念：山区暴雨形成流速极大的洪流沿河槽流出山口，进入平原和盆地，不再受河槽的约束，地势突然转为平坦，集中的洪流转为辫状散流，水的流速顿减，搬运能力急剧降低，洪流所携带的物质以山口为中心堆积成扇形，称为洪积扇。第七页，共四十六页，2022年，8月28日形成：

由山区集中的洪流流出山口堆积而成。

分布：

山涧盆地、山前平原

地貌形态：

扇形、锥形（即洪积扇、洪积锥、洪积裙）第八页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo典型地区洪积扇的形成地形地貌地形高，陡（扇顶）

地形低缓（扇缘）水动力条件水流集中

分散流速快（高能区）慢（低能区）山区平原扇顶

扇缘（前）

第九页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo

典型地区洪积扇沉积物的分带性

沉积物粒度粗（砾，粗砂）中砂细极细、粘土沉积特征分选差

中等

好山区平原扇顶

扇缘（前）

第十页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo地下水的特征具明显的分带性—赋存

透水性（K）好差水位埋深深浅

渐深（或承压）赋存（深埋区）（溢流区）（下沉区）山区平原扇顶

扇缘（前）

第十一页，共四十六页，2022年，8月28日地下水赋存条件与特征—补给与排泄

补给好

差流动交替V大，交替快

V小，交替慢

排泄径流排泄

蒸发排泄山区平原扇顶

扇缘（前）

第十二页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo地下水赋存条件与特征—水化学

形成作用溶滤作用浓缩作用矿化度（TDS）低

中

高成分与类型HCO3

SO4

Cl山区平原扇顶

扇缘（前）

第十三页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo地下水赋存条件与特征—动态与均衡

动态变幅大小

均衡

整体、统一的均衡区景观（环境）缺水区泉，沼泽

盐渍化区山区平原扇顶

扇缘（前）

第十四页，共四十六页，2022年，8月28日洪积扇上部：

砂砾石带——粗大的颗粒直接出露地表,或仅覆盖薄土层,有利吸收降水及山区汇流的地表水,主要补给区。潜水深埋带——此带地势高,潜水埋藏深。盐分溶滤带——岩层透水性好,地形坡降大,径流强烈。蒸发微弱而溶滤强烈,形成低矿化水。

第十五页，共四十六页，2022年，8月28日

潜水溢出带——地形变缓、颗粒变细,透水性变差,地下径流受阻,潜水位接近地表,形成泉与沼泽而溢出。盐分过路带——径流途径加长,蒸发加强,水的矿化度增高。地下水水位动态变化小。洪积扇的前缘止于此带。洪积扇中部：第十六页，共四十六页，2022年，8月28日

潜水下沉带——由于地表水的排泄及蒸发,潜水埋深增大。潜水堆积带——岩性变细、地势变平,潜水埋深不大,干旱气候下,蒸发成为主要排泄方式而水的矿化度增大,土壤常发生盐渍化。洪积扇下部：第十七页，共四十六页，2022年，8月28日地貌上坡度由陡变缓；岩性上由粗变细；透水性由好到差；地下水位埋深由大而小；补给条件由好到差；由径流为主转化到以蒸发为主；水化学作用由溶滤到浓缩；矿化度由小到大,水化学类型产生相应变化；地下水位的变动由大到小。洪积扇地貌、岩性、地下水的分带性：第十八页，共四十六页，2022年，8月28日自然现象间相互联系与相互依存的关系:

水动力条件分带→沉积作用分带→地貌岩性分带→地下水分带。第十九页，共四十六页，2022年，8月28日一般来说，洪积扇顶部通常潜水埋藏深度大，不利于取用地下水，故城镇大多分布于溢出带以上最利于取用地下水的地带（如华北很普遍）。但西北某些山前地区,洪积扇上部的潜水埋深往往反而比中部浅得多。原因——因新构造运动使隔水基底呈现差异断块活动,近山处基底上升而远山处下落,使两侧地下水位形成跌水。特定地理地质背景下,洪积扇中地下水的独特性:第二十页，共四十六页，2022年，8月28日西北某些新构造运动影响的洪积扇山前水位埋深

深浅

深浅

第二十一页，共四十六页，2022年，8月28日第十一章孔隙水11.1孔隙水的特征11.2洪积物中的地下水11.3冲积物中的地下水11.4湖积物中的地下水11.5孔隙含水系统实例分析第二十二页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo11.3

冲积平原中的地下水河流沉积物与洪积物相比：①经常性水流作用的结果②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、发生改道且长期作用

冲积平原砂层的几何形态特征冲积物特征，从垂直河流横向切剖面来分析第二十三页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo冲积平原中的河道变迁及砂层的几何形态A-A，B-B横切剖面砂层多为小透镜体C-C，D-D纵向剖面砂层可以延伸很长第二十四页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo郑州黄河中下游剖面—水文地质剖面

在冲积平原上，古河道与现代河道，地势最高，沉积颗粒较粗的砂，向外，随着地势变低依次堆积亚砂土、亚粘土，在河间洼地的中心部位则堆积粘土。由地势较高（堆积粗粒沉积）的现代与近代古河道，到地势低洼（堆积粘性土）的河间洼地，显示着良好的微地貌—岩性—地下水分带。

古河道河间洼地第二十五页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo古河道——河间洼地：地形与岩性古现代河道—

河间洼地

地形

高—

低

岩性（粒度）

粗—

细现代河道河间洼地古河道第二十六页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo古河道——河间洼地：地下水赋存、补给与排泄地下水埋深

深—

浅

补给条件好—

差

排泄径流—

蒸发排泄现代河道河间洼地古河道第二十七页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo古河道——河间洼地：地下水化学特征水化学作用溶滤作用

浓缩作用

水型HCO3

Cl矿化度（TDS）TDS低

TDS高

现代河道河间洼地古河道第二十八页，共四十六页，2022年，8月28日第十一章孔隙水11.1孔隙水的特征11.2洪积物中的地下水11.3冲积物中的地下水11.4湖积物中的地下水11.5孔隙含水系统实例分析第二十九页，共四十六页，2022年，8月28日

11.4湖积物中的地下水沉积类型：

静水沉积沉积特点：颗粒分选良好,层理细密,岸边浅水处沉积砂砾等粗粒物质,向湖心逐渐过渡为粘士。第三十页，共四十六页，2022年，8月28日含水层特征：主要含水层的砂砾,展布广、厚度大(单层厚度可达10Om以上)，剖面上为层状或延伸远的长透镜状。随着沉积物形成时湖盆规模、气候、新构造运动等不同,砂砾含水层的规模不等。第三十一页，共四十六页，2022年，8月28日岩性分布特征：静水沉积，分选良好，层理细密，自岸边向湖心颗粒由粗变细。地下水特征：沿湖岸分布有砂堤，常埋藏有潜水；向湖心过渡，以细粒淤泥质粘土沉积为主，夹有薄层细砂或中砂的透镜体可储存赋水性较差的承压水，水质不好，有淤泥臭味；河流入湖口的三角洲沉积物，常含有水量丰富的地下水，既有潜水，也有浅层承压水。第三十二页，共四十六页，2022年，8月28日补充黄土高原的地下水黄土是特定地质历史时期的沉积物在我国西北部广泛、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，基本上无常年性河流（地表水），地下水水量也不丰富。

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。黄土特征：厚度大，结构疏松，粉土含量大于60%，含钙质结合，呈棕黄，微红，棕黑色。

黄土形成时期：第四纪中、下更新世（Q2与Q3黄土）第三十三页，共四十六页，2022年，8月28日黄土发育垂直节理,且多虫孔、根孔等以垂向为主的大孔隙。故黄土的垂向渗透系数常比水平方向大几倍到几十倍。甘肃黄土渗水试验结果：

垂向K=0.19-0.37m/d,水平方向K=0.002-0.003m/d。随着埋藏深度加大,黄土中大孔隙减少,渗透性明显降低。第三十四页，共四十六页，2022年，8月28日第三十五页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo黄土地区的地貌形态：

塬、梁峁，黄土杖（撑）地

黄土塬

黄土梁

黄土杖地

第三十六页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo山西黄土地区实景照片右上黄土杖地左下黄土塬、梁右下黄土塬上第三十七页，共四十六页，2022年，8月28日CompanyLogo黄土高原的地下水特征黄土塬

黄土梁

黄土杖地

塬中—

塬边（杖地）

水位埋深中—

大—

较小

补给有利于—

不利于

排泄弱—

较强，强

水化学溶滤—

浓缩

矿化度中—

矿化度大

有利打井取水区为塬中心，或边坡地带第三十八页，共四十六页，2022年，8月28日第十一章孔隙水11.1孔隙水的特征11.2洪积物中的地下水11.3冲积物中的地下水11.4湖积物中的地下水11.5孔隙含水系统实例分析第三十九页，共四十六页，2022年，8月28日11.5孔隙含水系统实例分析

上面分别讨论了不同成因类型沉积物中的孔隙水,实际上,同一时期同一水流系统,随着沉积环境递变,可在不同部位形成不同成因类型的沉积物,而其中组成含水层的粗粒物质,连续分布,赋存其中的水具有密切联系,构成统一的孔隙含水系统。第四十页，共四十六页，2022年，8月28日甘肃河西走廊石羊河流域：属内陆流域,上游河流来自南部祁连山的北麓,其中较大者为古浪、黄羊等8条,向北流出山口,大部分河水渗入洪积扇中,此时已进入武威盆地的范围。在武威以北为扇群边缘,在扇群的溢出带出现了一系列泉群,就是这些泉汇集成为石羊河,向北流至现在的红崖山水库中。再北流,又进入民勤一湖水盆地,山前也是洪积扇堆积,河水复渗入扇中,但是由于水量较武威盆地小,在扇缘仅形成不多的泉水,大部分水以地下水的形式,从洪积物中进入冲积物向北运移,到达以北的湖泊沼泽地带,一部分水以泉的形式进入湖泊中,绝大部分消耗于蒸发。石羊河全长达100余Km,流域面积约300Okm2。第四十一页，共四十六页，2022年，8月28日第四十二页，共四十六页，2022年，8月28日第四十三页，共