水文地质学基础 11.孔隙水

孔隙水赋存于松散沉积物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散沉积物;孔隙水的特点水量空间分布均匀，连续性好;一般呈层状分布（与岩层分布一致）;同一含水层中的孔隙水具有密切的水力联系，并具有统一的地下水位;孔隙水的流动通常呈层流流态，符合达西定律。第11章孔隙水（porewater）不同成因类型的松散沉积物，其空间分布、岩性结构以及地下水赋存特点具有不同。残积物是基岩就地风化产物，坡积物是斜坡片流及重力搬运所成，多不构成含水层，仅为零星用户供水。分布最广、具有水文地质意义的是水流沉积物，包括洪积物、冲积物、湖积物、滨海三角洲沉积物，以及冰水沉积物等。水流搬运与堆积颗粒的能力取决于流速。流速由大变小时，颗粒自大而小依次沉积。因此，水流的动力环境决定着颗粒的空间分布，从而控制含水层和相对隔水层的空间展布，决定孔隙水系统的结构。洪流堆积物呈扇状，河道堆积物呈条状，湖泊堆积物的平面展布呈同心圆状。水流动力环境的变化不但控制着岩性结构，还控制着堆积地貌，从而影响孔隙水系统的补给、径流与排泄。区域的地质背景（如基地构造、构造运动）及自然地理背景（如气候、地貌）的演变，直接或间接地影响松散沉积以及赋存的地下水的特征。因此，回溯地质、自然地理演变史，重塑沉积水流的动力环境，是掌握孔隙水系统地下水形成演变规律的关键。水流沉积物的特点洪积物冲积物湖积物黄土沉积物的类型不同成因类型不同沉积环境水动力条件掌握沉积规律认识地下水特征第一节洪积物中的地下水典型地区洪积扇的形成慕士塔格山下层次丰富的平原山区扇顶扇缘（前）山前平原典型地区洪积扇的形成水流集中分散流速快（高能区）慢（低能区）地形

高陡（扇顶）低缓（扇缘）岩性

粗（砾、粗砂）细（中砂）极细（粘土）分选差中等

好地下水特征的分带性山前（山口）

远山（平原）水动力条件地形地貌沉积特征透水性（K）好差水位埋深深浅渐深（或承压）深埋区溢流区下沉区补给条件好

差水流交替条件V大，交替快

V小，交替慢排泄方式径流排泄

蒸发排泄山前（山口）

远山（平原）赋存补给径流排泄形成作用溶滤作用浓缩作用矿化度低中

高水化学类型

HCO3

SO4

Cl变幅大（稳定性差）变幅小（稳定性好）缺水区泉，沼泽盐渍化区耐旱植物喜水植物

耐盐植物水动力条件分带沉积作用分带地貌岩性分带地下水分带水化学地下水动态地表环境山前（山口）

远山（平原）河流上游：切割强烈的峡谷，仅局部遗留阶地，沉积物分布范围小，厚度不大，多为砾石粗砂，赋存的地下水可供居民小规模用水；河流中游：发育多个二元阶地结构，阶地下部粗粒物质是河道沉积，上部细粒物质为洪水期泛滥沉积。

低位阶地赋存的地下水常为城市主要供水水源。河流下游：冲积平原。第二节冲积物中的地下水上游下游地质作用侵蚀作用堆积作用流速快流速慢沉积特征粒度粗细

分选差好

结构单一二元结构透水性（K）

好较差补给

好差排泄径流排泄径流/蒸发排泄水质

好较差河流沉积物中地下水特点（纵向）古河道现代河道河间洼地古（现代）河道河间洼地地形高低岩性粗细地下水埋深深浅补给条件好差排泄径流排泄蒸发排泄水化学溶滤作用浓缩作用HCO3

Cl矿化度低

高

河流沉积物中地下水特点（横向）黄土是特定地质历史时期的沉积物。黄土高原包括青海、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古、山西、河南等省区，面积为61.47x104km2。在我国西部大面积分布，而西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（或地表水），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%，含钙质结核，呈棕黄，微红，棕黑色，形成于中、下更新世（Q2与Q3黄土）；黄土中的孔隙：原生孔隙、次生孔隙、根孔和虫孔；细小的空隙构成储水空间，宽大的孔洞和裂隙构成导水通道。黄土的垂向渗透性明显高于水平渗透性。第三节黄土高原的地下水（风成作用）黄土地区的地貌形态：塬、梁峁，黄土杖（撑）地塬是一种表面平坦，周围为沟谷环境的地貌形态；峁是一种园形小丘，象一个馒头。黄土地区的地貌形态：塬、梁、峁，黄土杖（撑）地黄土杖地（branch-likeloessland）是黄土梁、峁地区冲沟沟头或其上游存在的一种特殊黄土洼地地貌形态。状似拐杖，宽数十至数百米，长3～5千米。多分布于宁夏固原、甘肃环县及陕西吴旗一线以北地区。塬：宽阔的高平地；梁：条形垄岗；茆：浑圆土丘；黄土塬中的地下水

塬中塬边

水位埋深大（塬中部较小）小降水补给有利于不利于

排泄：弱较强，强

水化学溶滤浓缩矿化度中