第八章 地下水的地质作用及地貌特征.ppt

第八章 地下水的地质作用及地貌特征 地下水的基本性质 地下水的类型及其特征 不同地貌区的地下水 岩溶地貌 地下水的利用 广泛埋藏于地表以下的各种状态的水，统称为地下水。 第一节 地下水的基本性质 一、自然界的水循环 二、地下水的来源 三、岩石的水理性质 四、地下水的物质物理性质和化学成分 一、自然界的水循环 自然界的水循环 二、地下水的来源 （1）海成的：海水等从地面渗入地下积聚而成的，或海水伴随沉积物一起沉积而保存起来的古水 ； （2）渗透的：大气降水、冰雪融水、地表流水、湖水等从地面渗入地下积聚而成的 ； （3）凝结的：空气中的水气因降温在地面凝聚成水滴后渗入地下积聚而成； （4）初生的：由岩浆活动过程中冷却析离出来的水积聚而成的，又叫原生水 ； 三、岩土的水理性质 （二）裂隙度 裂隙是指固结的坚硬岩石在各种力的作用下形成 的空隙。 裂隙度=裂隙总体积/整个岩石总体积X100 裂隙 （三）容水性 指岩石空隙能容纳一定水量的性能，通常以容水度来衡量 容水度是指岩石所能容纳的水体积与容水岩石体积之比 容水度＝水体积/岩石体积×100％（小数或百分数表示） 容水度在数值上与岩石的孔隙率、裂隙率、岩溶率之和相等。但对于具有膨胀性的粘土，充水后其体积会增大，容水度可以大于孔隙率。  （四）持水性 指由于岩石颗粒表面对水分子的吸引，而在岩石空隙中保持若干水量的性能。 因为在分子力作用范围内分子力比重力大若干倍，所以岩石所保持的这种水不受重力支配。岩石的持水性能用持水度来衡量。 持水度是指受重力作用排水后，岩石空隙中保持的水量与岩石总体积之比，在这种情况下所能保持的水主要是结合水，它取决于岩石颗粒表面对水分子的吸附能力。在松散沉积物中，颗粒组成物质愈细，空隙直径愈小，则体积内的总表面积愈大，持水度愈大。所以持水度实际上说明岩石中结合水与毛管水含量的多少。 （五）给水性 指饱和含水的岩石在重力作用下，能自由流出（排出）若干水量的性能。 以给水度作为数量指标。 给水度表示在常压下从饱和含水岩石中流出来的水体积与饱水岩石总体积之比。给水度在数值上等于容水度与持水度之差。粗粒松散岩石以及具有张开裂隙的岩石，持水度很小，给水度接近于容水度，粘土以及具有闭合裂隙的岩石，持水度接近于容水度，给水度几乎近于零。 （六）透水性 指在一定压力梯度条件下岩石允许水透过的性能。 岩石的透水能力首先取决于空隙直径的大小和连通程度，其次是空隙的多少。因为水在细粒物质（如粘土）组成的微小孔隙中运动时，不仅由于水与孔壁的摩擦阻力而难以通过，而且还由于小颗粒吸附了一层结合水水膜，这种水膜几乎占满了整个孔隙，水是很难通过的。坚硬的岩石中空隙愈多、透水性愈强。 衡量岩石透水性的指标是岩石的渗透系数K。透水层与隔水层虽然没有严格的界限，不过目前已公认，凡渗透系数K小于0.001md-1的岩石均列入隔水层，大于或等于这个数值的岩石属于透水层。  渗透系数K 表示土或岩层透水性大小的一个参数。在数值上等于水力坡度为1时的地下水渗流速度。其大小随岩石性质而异，是计算地下水流量、水井涌水量、水库和渠道渗漏水量及水工建筑物地基设计中不可缺少的基本数据。 隔水层：指的就是几乎不透水或透水性很低的岩层，一般指渗透系数小于0.001m d-1的岩层,又叫不透水层。 （七）毛管性 是指松散岩石中存在的毛细孔隙，具有孔隙毛管作用的性质。 毛管力作用支持的水称为毛管水，这种水在常压下不能靠重力作用流出来。在潜水面上部常出现一个毛管上升带。水的毛管上升高度与毛管的半径成反比，所以地下水在松散岩石中毛管上升带的高度大致与粒径成反比。 四、地下水的物质物理性质和化学成分 地下水的物理性质 地下水的化学成分 （一）地下水的物理性 地下水的物理性质包括：温度﹑颜色﹑透明度﹑嗅﹑味﹑导电性等 1、温度 地下水的温度取决于地温的变化，自地表向下大体可以分为变温带、常温带和增温带。根据地下水的温度，可分为过冷水（小于0℃）、冷水（0～20℃）、热水（20～40℃）、低温热水（40～60℃）、中温热水（60～100℃）、高温热水、过热水（大于100℃）几种类型。 2、颜色 地下水一般是无色透明的，它含某些化合物或胶体物质之后呈现不同的颜色，含钙、镁离子的水为微蓝色，含2价铁离子为灰蓝色，含3价铁离子为褐黄色等。 3、透明度 地下水的透明度决定于水中所含的盐类、悬浮物、有机质和胶体的数量 ，分为四个等级： 透明（水柱高度大于60厘米） 微混浊（30～60㎝） 混浊（小于30㎝） 极混浊（含有大量悬浮物质及胶体呈乳状者为不透明） 4、嗅觉和味感 含碳酸钙的水清凉爽口，含氢氧化钙的水是甜味，含硫酸镁和氯化镁呈苦味。 5、导电性 （二）地下水的化学