2013年环境影响评价技术方法地下水基本知识.doc

2013年环境影响评价技术方法：地下水的基本知识 　　三、地下水的基本知识 　　1. 地下水的概念 　　地下水是指以各种形式埋藏在地壳空隙中的水，包括包气带和饱水带中的水。 地下水也是参于自然界水循环过程中处于地下隐伏径流阶段的循环水。 　　地下水是储存和运动于岩石和土壤空隙中的水，那么地下水必然要受到地质条件 的控制。地质条件包括岩石性质、空隙类型与连通性、地质地貌特征、地质历史等。 　　地下水环境是地质环境的组成部分，它是指地下水的物理性质、化学成分和贮存空间及其由于自然地质作用和人类工程——经济活动作用下所形成的状态总和。 　　2. 地下水的埋藏条件 　　岩石和土体空隙既是地下水的储存场所，又是运移通道。空隙的大小、多少、 连通性、充填程度及其分布规律决定着地下水埋藏条件。根据成因可把空隙区分为孔隙、裂隙与溶隙三种，并可把岩层划分为孔隙岩层(松散沉积物、砂岩等)、裂隙岩层(非可溶性的坚硬岩层)与可溶岩层(可溶性的坚硬岩石)。孔隙岩层中的 空隙分布比裂隙可溶岩层均匀，溶隙一般比孔隙、裂隙岩层中的空隙规模大。这三 种空隙的大小分别以孔隙度、裂隙率与岩溶率表示，即某一体积岩石中孔隙、裂隙 和溶隙体积与岩石总体积之比，以百分数表示。 　　岩石空隙中存在着各种形式的水，按其物理性质可分为气态水、吸着水、薄膜 水、毛细水、重力水和固态水。此外，还有存在于矿物晶体内部及其间的沸石水、结晶水与结构水。水文地质学所研究的主要对象是饱和带的重力水，即在重力作用支配下运动的地下水。 　　岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的多少、大小、形状、连通情况 和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。将岩石空隙作为地下水储存场所和运动通道研究时，可分为三类，即：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴。 　　(1) 孔隙。松散岩石是由大小不等的颗粒组成的。颗粒或颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。岩石中孔隙体积的多少是影响其储容地下水能力大小的重要因素。 孔隙体积的多少可用孔隙度表示。孔隙度是指某一体积岩石(包括孔隙在内)中孔 隙体积所占的比例。 　　由于多孔介质中并非所有的孔隙都是连通的，于是人们提出了有效孔隙度的概 念。有效孔隙度为重力水流动的孔隙体积(不包括结合水占据的空间)与岩石体积 之比。显然，有效孔隙度小于孔隙度。 　　松散岩石中的孔隙分布于颗粒之间，连通良好，分布均匀，在不同方向上，孔 隙通道的大小和多少都很接近。赋存于其中的地下水分布与流动都比较均勻。 　　(2) 裂隙。固结的坚硬岩石，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩，一般不存在或只保留一部分颗粒之间的孔隙，而主要发育各种应力作用下岩石破裂变形产生的裂 隙。按裂隙的成因可分成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙。 　　成岩裂隙是岩石在成岩过程中由于冷凝收缩(岩衆岩)或固结干缩(沉积岩) 而产生的。岩浆岩中成岩裂隙比较发育，尤以玄武岩中柱状节理最有意义。构造裂隙是岩石在构造变动中受力而产生的。这种裂隙具有方向性，大小悬殊(由隐蔽的 节理到大断层)，分布不均一。风化裂隙是风化营力作用下，岩石破坏产生的裂隙，主要分布在地表附近。 　　裂隙的多少以裂隙率表示。裂隙率(K)是裂隙体积(R)与包括裂隙在内的 岩石体积(K)的比值，即或(V/F) 100%。除了这种体积裂隙率，还 可用面裂隙率或线裂隙率说明裂隙的多少。野外研究裂隙时，应注意测定裂隙的方向、宽度、延伸长度、充填情况等，因为这些都对地下水的运动具有重要影响。 　　坚硬基岩的裂隙是宽窄不等，长度有限的线状缝隙，往往具有一定的方向性。只有当不同方向的裂隙相互穿切连通时，才在某一范围内构成彼此连通的裂隙网 络。裂隙的连通性远较孔隙为差。因此，赋存于裂隙基岩中的地下水相互联系较差。 分布与流动往往是不均匀的。 　　(3) 溶穴。可溶的沉积岩，如岩盐、石膏、石灰岩和白云岩等，在地下水溶蚀 下会产生空洞，这种空隙称为溶穴(隙)。溶穴的体积(Vk)与包括溶穴在内的岩 石体积(F)的比值即为岩溶率(),即尤k=Fk/F或A：k= ( Vk/V) 100%。 　　溶的规模悬殊，大的溶洞可宽达数十米，高数十乃至百余米，长达几至几十 公里，而小的溶孔直径仅几毫米。岩溶发育带岩溶率可达百分之几十，而其附近岩 石的岩溶率几乎为零。 　　可溶岩石的溶穴是一部分原有裂隙与原生孔缝溶蚀扩大而成的，空隙大小悬殊 且分布极不均匀。因此，赋存于可溶岩石中的地下水分布与流动通常极不均匀。 　　3.包气带和饱水带 　　地表以下一定深度，岩石中的空隙被重力水所充满，形成地下水面。地表与潜 水面之间的地带称为包气带;地下水面以下，土层或岩层的空隙全部被水充满的地带称为饱水带(图3-19)。在包气带中，空隙壁面吸附有结合水，细小空隙中含有毛细水，未被液态水占据的空隙包含空气及气态水