水文地质学课件ppt版 11 孔隙水

第11章孔隙水

porewater

FundamentalsofHydrogeoloy

水文地质学基础本章内容11.2洪积物中的孔隙水11.3冲积物中的孔隙水11.4湖积物中的孔隙水11.5干旱内陆盆地孔隙水系统11.1孔隙水的特征11.6干旱半干旱黄土高原孔隙水系统11.7半干旱平原孔隙水系统：河北平原11.1孔隙水的特征孔隙水——赋存于松散沉积物中的地下水。孔隙水呈层状分布，空间上连续均匀，含水系统内部水力联系良好。分布最广、最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、滨海三角洲沉积物及冰水沉积物等。在特定的气候与新构造运动条件下，由山前到盆地中心，或由山前经平原到滨海，孔隙水系统的水量水质呈现有规律的演变。赋存于不同空隙中的地下水特征——与地质环境有关将从以下3个方面做详细讨论11.2.1典型地区洪积扇(Alluvialfan)的形成11.2.2地下水的特征具明显的分带性

（由扇顶—扇缘（前））的分带性

11.2.3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，分析沉积岩性的变化规律，到地下水的赋存条件与特征。

11.2洪积物中的孔隙水11.2.1典型地区洪积扇(Alluvialfan)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）

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）

11.2.2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）

11.2.3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）

11.2.3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）

11.2.3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）

11.2.3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）

11.2松散沉积物地下水赋存条件小结

综合上述分析：分析不同沉积物类型的地下水赋存、运动和水化学特征等（简称水文地质条件），应从沉积物形成时的水动力场到沉积物沉积规律，再到地下水的分带性特征来进行掌握分析问题的思路与方法比死记更重要,即：

普通地质作用---地质地貌---水文地质条件

例如：西北某些新构造运动影响的洪积扇山西霍县--新构造运动结果→有多个溢出带

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

水化学分带的异常：水化学分带的异常：

西北地区较典型的分带HCO3-SO4-Cl

华北平原水型分带HCO3-HCO3Cl-Cl

华南地区水型无分带HCO3低矿化度水11.3冲积物（fluvialplain）中的孔隙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；③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常年性河流堆积形成冲积物，上、中、下游特点不同。冲积平原砂层的几何形态特征(见下图示)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。

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：11.3.1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11.3.2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11.3.3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11.3.4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

11.4湖积物中的孔隙水湖积物特点：单层厚度大，延伸广，颗粒分选良好。湖积物特点与其沉积动力环境有关。改变湖盆沉积条件的两个主要因素：

气候——湿润期湖盆变大，干燥期湖盆缩小。

构造运动——构造沉降迅速时湖盆扩大，构造下降缓慢或停顿时湖盆变小。湖盆规模变化控制着湖积物的岩性结构。湖积砂砾层被厚层粘土隔离，水循环交替缓慢，地下水资源远不如冲积砂层丰富。11.5干旱内陆盆地孔隙水系统：石羊河流域石羊河是河西走廊三大内陆水系之一，流域的地形、气候、水文、地质、地下水以及植被，均呈现自南而北的分带性。11.6黄土高原的地下水（风成作用）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（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。黄土地层最常见的划分：

a、早更新世午城黄土（相对隔水层）

b、中更新世离石黄土（多为含水层）

c、晚更新世马兰黄土（多为含水层）黄土的垂向渗透性明显高于水平渗透性；随着埋藏深度加大，黄土空隙减少，渗透性总体减弱。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、晚更新世（Q2与Q3黄土）11.6.1黄土地区的地貌形态黄土地区的地貌形态：

塬、梁峁，黄土杖（撑）地

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11.6.2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—

不利

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11.7《半干旱平原孔隙水系统》河北平原分为3部分：山前冲洪积倾斜平原（全淡水区），中部冲积湖积平原（浅层淡水—咸水—深层淡水三层结构），东部滨海平原（咸水—深层淡水双层结构）。山前平原：以砂砾层为主