第6章地下水赋存条件及分布特征[详细]

1、地下水赋存条件及分布特征,地貌：由于各种内、外动力地质作用形成的地表形态。 地貌总体上可分为两种： 沉积地貌、侵蚀地貌 地貌和第四纪沉积物的形成关系密切，同时不同地貌往往分布着不同岩性，地貌与地下水赋存的环境密切相关。 同时不同的地貌往往决定了地下水补给的方式。 本章主要讨论几种常见的地貌单元的地下水的特征。,地下水赋存条件及分布特征,当山洪携带的大量碎屑物质流至山麓平原或沟口时， 因地势突然变得开阔， 水流分散，搬运能力骤减， 它所携带的大量碎屑物质便沉积下来， 形成洪积物。 洪积层常由于随着其离沟口距离的增加而致使山洪的搬运能力逐渐减弱， 且沉积的区域逐渐开阔， 因而它所携带的大量泥砂、

2、石块， 流出沟口沉积后常堆积成扇形， 形成洪积扇。 洪积扇逐渐扩大， 有时与相邻沟口的洪积扇互相连接起来， 则形成洪积裙， 甚至形成洪积平原。,地下水赋存条件及分布特征,（1）扇顶砂砾带： 沉积物粗大，渗透性好，给水度大（山坡地表水、大气），因地形坡度较大，潜水埋藏深度大，称深埋带。带内蒸发弱，溶滤强，地下水矿化度低，水质好，优质供水源地。,（3）边部粘土带： 沉积物以粘性土为主，透水性差，蒸发是主要排泄方式，地下水矿化度大，土壤发生盐渍化，称盐分堆积带。,（2）中部砂砾粘土交替 ： 沉积物以砂土为主，混有砾石和粘土，空隙变小渗透性差，含水层变薄，潜水埋深小，下游受到粘土层的阻挡，地下水溢出地

3、表形成泉或者湖泊，称为溢出带。溢出带蒸发强烈，矿化度高。 稳定粘性土与砂土互层，砂土层可以形成承压水含水层，承压水矿化度低。,地下水赋存条件及分布特征,地下水赋存条件及分布特征,地下水赋存条件及分布特征,山前倾斜平原界限以外至河流入海以前的宽阔地带，主要由河流冲积物堆积形成的地貌叫做河谷冲积平原。,河流上中下游地质作用不同，决定了水文地质条件的变化。,地下水赋存条件及分布特征,在河流的上游，河谷比较狭窄，主要表现在下蚀作用，仅在凸岸形成堆积，堆积层颗粒大，透水性好，水质好，与河流关系密切，厚度小，规模小，埋藏深受季节影响，可作为小型的供水水源地。,河流中游，河谷变宽，主要表现在侧蚀作用，在下蚀

4、和侧蚀共同作用下，往往形成河漫滩二元结构。,阶地由河流作用形成沿河谷两侧伸展、且高出洪水位的阶梯状地形。,地下水赋存条件及分布特征,河漫滩二元结构：粗砾、砂砾中埋藏丰富的地下水。,阶地：潜水的埋藏特征受到地形的控制， 一级阶地富水性最好，水质好地矿化度优质水，水量大，理想的供水水源地；高阶阶地形成时间早，交接程度高，透水性差，汇水条件差，水量不充裕，水质变化大（四阶）。,河流下游平原区：沉积厚度大，不同时代不同成因的沉积物叠置在一起，使得岩性、结构、富水性变化非常复杂。 一般来水，冲积的砂层透水性好，不仅能接受大气降水，还能获得河水的补给，水量丰富，由于河床潜水位较深，蒸发微弱，水质较好。 古

5、河道内沉积颗粒大，透水性强，水量丰富，水质好，是仅次于近代河流沉积的含水层，特别是山区是理想的供水水源地。,地下水赋存条件及分布特征,湖泊沉积中一般湖滨带沉积可构成含水层，局部地带若呈砂砾层与黏土层互层，砂砾层可构成承压水层。,湖积物颗粒分选良好、层理细致从岸边向湖心颗粒由粗变细的分带规律明显。湖积物若构成含水层，其空间延伸比较稳定。随着地形、气候、湖的规模以及其他条件变化，湖积物的特征及其水文特征也有所不同。,平原地区的湖： 由于水动力作用较弱，沉积物比较细腻，很难形成比较理想的含水层，干旱气候下的平原湖，由于蒸发强烈，若缺乏粗颗粒供给，一般湖滨沉积泥灰岩，向湖心过度为石灰岩、石膏、岩盐等化

6、学沉积。,丘陵及山区的湖： 有充分的粗颗粒碎屑物质供给，形成的沉积物颗粒较粗大。大的湖泊沉积物环带分布规律明显：从湖滨至湖心，沉积依次为卵砾石、砂砾石、砂、粉砂、粘性土。若有洪积扇扩展深入湖中，则湖泊边缘为洪积物，向湖心过度为分选较好的粗颗粒湖积物，这种情况最有利于形成透水良好的含水层。,地下水赋存条件及分布特征,地下水赋存条件及分布特征,大河入湖形成的，常构成透水好，储水丰富的含水层，具有一定的供水意义。滨海三角洲多半咸水沉积，三角洲包含良好含水层，但水质过咸。,流进入海洋或湖泊时，由于水流分散且遇到海水或湖水阻挡，河流流速骤减，水动能下降，河水携带的泥沙在入海或湖处沉积下来，形成的自河流向

7、海或湖逐渐变宽的近三角形沉积体即三角洲沉积。,沉积特点：沉积物颗粒随着远离河口而变细。沉积初期，河水携带的泥沙堆积在河口直达水面，随后的水流冲开原来的堆积物，将泥沙推到更远的地方，冲开的通道两侧构成自然堤。,三角洲沉积的划分： 发育典型的三角洲可分为三个部分: 河口附近主要沉积砂，堆积物可达水面。堆积体坡度平缓，称三角洲平台。 三角平台向外变为坡度较大的三角洲斜地，堆积物主要为粉细砂； 三角斜坡以外是原始的三角洲，主要沉积粘土和淤泥质粘土，堆积体表面近水平。,地下水赋存条件及分布特征,滨海平原地区通常是海相和陆相交错沉积的地带，其岩性一般为砂、亚砂、亚粘土及含有较多有机质的淤泥。地下水的化学成

8、分也具有大陆淡水和海洋咸水混合过渡的特征。在滨海平原的近海带，海水在水压作用下进入沿海的含水层，与陆相沉积层中低矿化淡水混合。 由内陆向海洋方向地下水矿化度逐渐增高，化学类型也有规律的过度。 海水与淡水的界面，剖面上呈起伏的倾斜。,在滨海地区打井，必须确定淡水层的分布范围和合理开采方案，否则在淡水层中取水的井也会水质变坏。,地下水赋存条件及分布特征,地下水赋存条件及分布特征,滨海地带的砂丘、砂带或砂岛上，砂层透水性能好，使得大气降水大部分渗透到地下，淡水和咸水砂中进行的缓慢，海水承受淡水的压力，相对密度较小的淡水居于在咸水面之上，形成了淡水透镜体。,滨海海底若下伏有陆相沉积层时，也可能埋藏有承

9、压的淡水层。,海岛的基岩裂隙中也可以形成淡水透镜体。,H=0.024h。,地下水赋存条件及分布特征,松散堆积物中，颗粒细小的组分构成隔水层，颗粒比较粗大的部分构成含水层，隔水层与含水层共同构成了地下水含水系统。,地下水赋存条件及分布特征,分布不均匀 有的地方打井有水，有的地方无水 水力联系不统一性 裂水含水系统的迭置与独立 渗透的各向异性 KXKY，,地下水赋存条件及分布特征,一、风化裂隙水,地下水赋存条件及分布特征,一、风化裂隙水,地下水赋存条件及分布特征,二、成岩裂隙水 岩浆在冷却形成岩浆岩过程中，由于冷却收缩形成裂隙，这种形成于成岩阶段的裂隙称为成岩裂隙。,地下水赋存条件及分布特征,二、

10、成岩裂隙水,地下水赋存条件及分布特征,三、构造裂隙水,构造裂隙是在地壳运动过程中岩石在构造应力作用下产生的，它是所有裂隙成因类型中最常见、分布范围最广、与各种水文地质工程地质问题关系最密切的类型，是裂隙水研究的主要对象。通常我们说裂隙水区别于孔隙水，具有强烈的非均匀性、各向异性、随机性等特性。,地下水赋存条件及分布特征,三、构造裂隙水,夹于塑性岩层中的薄层脆性岩层，往往发育密集而均匀的张开裂隙。褶皱时，塑性岩层沿层面方向流展，对夹于其间的脆性岩层施加一个顺层的拉张力，脆性岩层被拉断而形成张裂隙。脆性岩层夹层越薄，抗拉能力越小，张开裂隙就越密集（图 115） 。这样的夹层常是山区找水的理想布井层

11、位。,地下水赋存条件及分布特征,三、构造裂隙水,脉状构造裂隙水 应力分布不均匀，岩体中张开性 构造裂隙发育不均匀，且不连续， 互不沟通，表现为脉状构造裂隙水。 相邻井孔，穿过含水层的张开 裂隙有水，否则没水； 不同构造裂 隙系统中井孔，出水量相差悬殊；,地下水赋存条件及分布特征,（三）、断层带的水文地质意义,发育于脆性岩层中的张性断裂，中心部分多为疏松多孔的构造角砾岩，两侧一定范围内则为张开度及裂隙率都增大的裂隙增强带，常具良好的导水能力。 发育于含泥质较多的塑性岩层中的张性断裂，构造岩夹有大量泥质，两侧的裂隙增强也不如脆性岩层中明显，往往导水不良甚至隔水。,在脆性岩层中， 压性断裂中心部分的

12、构造岩细碎紧密，透水性很差；但断层面两侧多发育开张性较好的扭张裂隙，成为导水带。尤其当断层面比较平缓时，上盘的扭张裂隙更为发育，导水性好。,地下水赋存条件及分布特征,三、断层带的水文地质意义,导水断层带是有特殊水文地质意义的水文地质体，它可以起到贮水空间、集水廊道与导水通道的作用。 当围岩本身裂隙不发育而仅断层带局部破碎时，断层角砾岩 及裂隙增强带 ，构成局部的带状贮水空间，钻孔或坑道揭露此类断层时，初期涌水量及水压可能较大，但迅即衰减，以至干涸。,发育于透水围岩中的导水断层，不仅是贮水空间，还兼具集水廊道的功能。钻孔或坑道揭露断层带的某一部位时，水位下降迅速波及导水畅通的整个断层带，断层带就

13、像集水廊道似的，汇集广大范围围岩裂隙中的水，因此，涌水量较大且稳定。 风化作用在断层破裂带比较强烈，断层带及其附近地表形成洼地后沟谷，对地下水补给有利。,地下水赋存条件及分布特征,处于不同演化阶段的岩溶水具有不同特征， 处于演化初期的岩溶水系统往往与裂隙水系统没有很大的不同。处于演化后期的岩溶水系统，管道系统发育，大范围内的水汇成一个完整的地下河系，某种程度上带有地表水的特征：空间分布极不均一，时间上变化强烈，流动迅速，排泄集中。,水量丰富的岩溶含水系统是理想的供水水源。 岩溶区的奇峰异洞与大泉是宝贵的旅游资源。,地下水赋存条件及分布特征,一、岩溶发育的基本条件,岩溶发育应具备四个条件：可溶岩

14、的存在、可溶岩必须是透水的、具有侵蚀能力的水以及水是流动的。,二、影响岩溶发育的因素,气候：潮湿、温度高有利 盐岩的成分与结构 ： 地形：影响补给区及排泄区 构造：破坏岩石完整性、构造发育的方向控制岩石透水能力的方向,地下水赋存条件及分布特征,地下水赋存条件及分布特征,一、岩溶发育的基本条件,岩溶发育应具备四个条件：可溶岩的存在、可溶岩必须是透水的、具有侵、蚀能力的水以及水是流动的。,二、影响岩溶发育的因素,气候：潮湿、温度高有利 盐岩的成分与结构 ： 地形：影响补给区及排泄区 构造：破坏岩石完整性、构造发育的方向控制岩石透水能力的方向,地下水赋存条件及分布特征,一、岩溶水的 分布于与运动特征,（一）岩溶水的分布特点 （1）不均匀性 岩溶水只埋藏于可溶岩的溶隙和溶洞中，由于差异溶蚀作用，往往同一标高范围内或同一地段，相距仅几米，富水性相差数十、数百倍。,（2）各向异性 构造发育的各向异性决定了岩溶发育的各向异性。,（3）垂直分带性,岩溶垂直发育带,水流特征：垂直运动,岩溶特点：岩溶连同性差,岩溶交替发育带,水流特征：水平、垂直两向流（分期）,岩溶特点：岩溶连通性较好,地下水赋存条件及分布特征,（3）垂直分带性,岩溶水平 发育带,水流特征：水平方向为主,岩溶特点：发育大量溶洞、