【2017年整理】2地下水的赋存.ppt

2 地下水的赋存 2.1 岩石的空隙 2.2 岩石中水的存在形式 2.3 岩石的水理性质 2.4 含水层与隔水层 2.1 岩石的空隙 岩石——水文地质学中指坚硬的岩石及松散的土层 空隙——岩、土中各种类型的空洞的总称 空隙—是地下水储存场所和运动通道。———意义 空隙分类： 松散岩石中的孔隙(松散沉积物及某些胶结不好的半坚硬岩石中的空隙 ) 坚硬岩石中的裂隙 可溶岩石中的溶穴 下面以孔隙为例，讨论描述空隙特征的有关概念，参数 （指标）和分析方法。 2.1.1 孔隙 孔隙:描述有：孔隙的大小，多少，形状，连通与分布 松散土体宏观上可以分为2大类：砂性土与粘性土类 一、砂砾石孔隙大小及其影响因素 试样 a—砾石(模型)，试样b—砂土样品，试样c—砂砾混合样品 ？ 试样a与b构成的孔隙哪种大？哪种小？ 颗粒大小----有关？ 简单归纳---砂砾石土孔隙大小与什么有关？ 颗粒大小、 排列方式（立方体或四面体） 、分选程度、胶结程度、颗粒形状 孔隙大小特征的描述：孔喉 (d) d=0.414D 孔腹 (d’) d’=0.732D (上述为：立方体排列的理想等径园球颗粒） 孔隙与粒径关系 a—砾石(模型) b—砂土样品 c—砂砾混合样品 颗粒排列-等径圆球最疏松和最紧密排列 立方体排列与四面体排列 立方体排列与四面体排列 二、砂砾石的孔隙度及其影响因素 孔隙度：一定体积岩石中的孔隙体积与该岩石总体积（包括颗粒骨架与空隙在内）之比。。通常用 n 表示： 孔隙度是描述松散岩石中孔隙多少的指标 ？问：孔隙度的大小与什么有关？——与颗粒大小有关？ a. 排列方式——紧密与疏松 b. 分选程度——下面试样哪个孔隙度大？哪个小？ 试样：①砾石 ②砂石 ③混合样 完全混合试样时，孔隙度 n混=n砾×n砂 （自己推导证明） C. 颗粒形状 D. 胶结情况 影响孔隙度大小的主要因素是试样的排列和分选程度。 孔隙度的测定方法 不同颗粒大小的试样——孔隙度？ 孔隙大小和孔隙多少对地下水的影响？ 孔隙大小：孔喉——地下水的运动 孔腹 孔隙多少：孔隙度——地下水的赋存 2.1.1 孔隙 自然界中松散岩石的孔隙度与上述讨论的还有些不同 松散岩石孔隙度参考数值 矛盾：孔隙度超过最疏松排列的47.64%— 达到70% 2.1.1 孔隙——粘土 3、粘性土的孔隙与孔隙度 粘土颗粒 粘性土是指土体颗粒 ＜0.005mm 的直径 “粘性土由于颗粒细小，比表面积大，连结力强 粘粒在悬浮 推移 互相接触时，就会连结起来 形成“粘粒团” 细小粘粒集合（团）构成（称为）颗粒集合体。 集合体与集合体结合构成粘性土的沉积结构特征 粘土孔隙 粘性土如同海绵、峰窝或絮状结构 结构孔隙——集合体与集合体、粘粒与粘粒之间 次生孔隙——虫孔、根系孔、裂隙裂痕等 蒙脱石、片状粘土矿物——淤泥粘土 粘性土的结构，不同比例电镜扫描片 2.1.2 裂隙 裂隙：是坚硬岩石中的空隙。 固结的坚硬岩石中，一般仅残存很小部分孔隙，而存在有各种内外力作用下产生的裂缝（缝隙） 风化（卸荷）裂隙、成岩裂隙、构造裂隙 裂隙：空间形态是两向延伸长，横向延伸短的“饼状”空隙 单个裂隙是孤立的 裂隙岩体：从水的赋存与运移角度来看，裂隙的描述包括： 1) 裂隙的连通性（组数、产状、长度和密度） 2) 张开性（裂隙宽度） 3) 裂隙率 裂隙率： Kr就是岩石中的裂隙体积（Vr）与岩石总体积（V ）之比：Kr、Ka 、 Kl—裂隙率、面裂隙率、线裂隙率。 裂隙率的测量 水泡法测体积裂隙率： 在岩石露头或巷道中测量面裂隙率 利用钻探岩芯 测线裂隙率 2.1.3 溶穴 溶穴 在裂隙基础，水流对可溶岩进一步作用的结果 ——是扩大了的裂隙 溶穴：溶蚀的裂隙，有溶孔、溶隙、溶洞等 岩溶岩体：要描述裂隙特征及岩溶发育特征 （裂隙+溶洞） 1）岩溶发育方向 2）溶蚀率--钻孔岩溶发育程度 3）溶洞（方向、规模等） 2.1.4 空隙特征的对比 空隙特征的比较 含水介质——由各类空隙所构成的岩石称为含水介质，也称为介质场。含水介质的空间分布与连通特征（孔隙含水介质、裂隙含水介质、溶质含水介质）是不同的，三种主要类型的含水介质比较： 连 通 性— 孔隙介质最好，其它较差 空间分布—孔隙介质分布最均匀，裂隙不均匀，溶穴极不均匀 孔隙大小均匀，裂隙大小悬