第十二章_裂隙水.ppt

12．1 概 述 12．2 裂隙水成因类型及其中的地下水 12．3 裂隙介质及其渗流 12．4 裂隙及裂隙水的研究方法 12．5 断层的水文地质意义 12．1 概 述 贮存运移于裂隙基岩中的水––––裂隙水。 1．特点：不均匀性和各向异性 同一岩层中，相距很近的两口井，水量相差悬殊，甚至一孔有水，一孔无水； 相距很近的两孔，地下水位相差很大，水质、动态也有明显的不同； 采矿中整体涌水量不大，但在局部涌水量很大； 抽水时，某一方向上的观测孔，水位下降快（甚至较远的孔），而另一方向上甚至很近的观测孔，水位却无变化。 2．孔隙水与裂隙水的比较： （1）孔隙水： 孔隙分布连续均匀，构成具有统一水力联系、水量分布均匀的层状含水系统。 （2）裂隙水： 裂隙率比孔隙率低1 ~ 2数量级； 裂隙分布很不均匀（不连续、不均匀）； 其空间展布具有方向性； 一般并不形成具有统一水力联系、水量分布均匀的含水层，而是形成若干带状或脉状裂隙含水系统； 系统与系统之间没有或仅有微弱的水力联系，各有自己的补给范围、排泄点及动态特征，其水量大小取决于自身规模的大小。 带状或脉状裂隙含水系统，一般是由一条或几条大的导水通道（如断层、大裂隙、侵入岩与围岩接触带等）为干流，汇同周围裂隙而形成的。 12．1 概 述 12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 1．成岩裂隙水 成岩裂隙––––是岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原生裂隙。（岩石形成过程中产生的裂隙） 含水意义大的有： 玄武岩：垂直节理比较发育，裂隙张开性好，且密集均匀，连通良好，常构成贮水丰富、导水通畅的层状裂隙含水系统。 举例：美国夏威夷群岛：玄武岩裂隙十分丰富，檀香山城即以此为供水水源，总涌水量7.5m3/s。 岩脉及侵入岩接触带：张开裂隙发育，常形成近乎垂直的带状裂隙含水系统。 哪种裂隙最常见、分布最广、与工程关系最密切？ 2．风化裂隙水 风化裂隙––––暴露于地表的岩石，在温度变化和水、空气、生物等风化营力作用下形成的裂隙。（风化作用形成的裂隙） 特点：常形成密集均匀、无明显方向性，连通良好的裂隙网络。 厚度：几米~几十米，未风化的母岩构成相对隔水底板。 故风化裂隙水一般为潜水，被后期沉积物覆盖的古风化壳可赋存承存水。 12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 3．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。（构造作用形成的裂隙） 裂隙几何参数：产状、张开宽度、延伸长度、密度等。 从水文地质上看：构造裂隙是所有成因类型裂隙中最常见、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一类裂隙，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、各向异性等特点，主要是针对构造裂隙水而言的。 12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 （1）岩性不同，构造裂隙的水文地质意义也不同： 塑性岩石：如页岩、泥岩、凝灰岩、千枚岩等常形成闭合及至隐蔽的裂隙，这些岩石的构造裂隙往往密度很大，但张开性差，延伸不远，缺少对地下水贮存特别是传导有意义的“有效裂隙”，多构成相对隔水层。 脆性岩石：如石灰岩、岩浆岩、钙质胶结的砂岩等，其构造裂隙一般比较疏松，但张开性好，延伸远，具有较好的导水性。 沉积岩的裂隙发育与其胶结物成分及颗粒的粒度有一定关系。a.钙质胶结—脆性岩石；b.泥质及硅质胶结—塑性岩石； 粗颗粒的砂砾岩裂隙张开性优于细粒的粉砂岩。 12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 各类裂隙的特点： 纵裂隙：延伸方向往往就是岩层导水能力最大的方向；纵裂隙延伸较远，在背斜的核部为张性； 横裂隙：一般是张性的，张开宽度最大，但一般延伸不远； 斜裂隙：是剪应力形成的，延伸长度及张开性都相对差一些； ④层面裂隙：构成沉积岩的主要裂隙组，裂隙的多少取决于岩层的单层厚度：单层薄，裂隙密集而均匀；单层厚，裂隙稀疏而不均匀。 12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 裂隙水流的基本特征 不均匀性：大的导水通道上水量大（主干裂隙），钻孔或坑道揭露时涌水量大，并汇集小裂隙中的水；离开主干裂隙，在小裂隙上，水量很小； 在整个岩体中，裂隙通道所占空间比例很小，一般为：几% ~ 十几%； 水流只存在于裂隙通道内，通道之外没有水流，其渗流场是不连续的；(图12-8) ④水的流向：局部流向与整体流向往往不一致，有时甚至与整体流向相反。 12．3 裂隙介质及其渗流 12．4 裂隙及裂隙水的研究方法 岩层(岩体)裂隙野外调查统计！ 1．等效多孔介质方法 等效多孔介质方法––––就是用连续的多孔介质的理论来研究非连续的裂隙介质，用虚拟的一个等效多孔介质场来近似代替复杂的裂隙介质场。 不要求两个水动力场完全相似，只要求某些方面相近，如两个系统的泉流量要相等，这时称这个孔隙介质