工程地质赖天文 第四章 地下水.ppt

主讲人：余云燕 教授 兰州交通大学 岩土与地下工程系 第4章?? 地下水 4.1 地下水的基本知识 4.1.1 暂时流水的地质作用地下水及其赋存介质 4.1.2 水再岩土中的存在形式 4.1.3 地下水运动的基本规律 4.2 地下水的物理性质及化学成分 4.2.1 地下水的物理性质 4.2.2 地下水的化学成分及分类 4.3 地下水的类型 4.4 地下水对土木工程的影响 概 述 　　水的循环——大气水、地表水和地下水之间不间断的运动和相互转化的过程。 4.1 地下水的基本知识 4.1.2 地下水及其赋存介质 4.1.2 水在岩土中的存在状态 地表以下一定深度内存在着地下水面。 地下水面以上，称为包气带（zone of aeration）； 地下水面以下，称为饱水带（zone of saturation） 4.1.2 地下水运动的基本规律 地下水在孔隙中的运动属于层流，遵循达西渗透定律: 渗流水量 Q = K A I 渗透速度 v = K I 4.2.1 地下水的物理性质 4.3 地下水的类型 4.3.1 地下水按埋藏条件分类及其特征 是指存在于地面以下包气带中的水（土壤水和上层滞水） 土壤水 上层滞水 潜水等水位线图 潜水的补给 承压水的补给 承压水的排泄 承压水的径流 承压水的涌水量 4.2.2 地下水按含水层性质分类及其特征 上海轨道交通4号线事故 抢险方案 7月3日新险情 渗透破坏: 青海沟后水库的溃口 7.地下水对混凝土的侵蚀性 　　承压含水层的涌水量，主要与含水层的分布范围、厚度、透水性、补给区的大小、水的补给来源等因素有关。 如图中A点： 地形标高103m，承压水位91m，含水层顶板标高83m。 则承压水位埋深为：103－91＝2m 承压水头为: 91－83＝8 m 含水层埋深为：103－83＝20m 承压水等水位线图可确定下列重要指标： 承压水位埋深 承压水头大小 含水层埋深（初见水位） 承压水 ( pressure water ) 武汉市（汉口）水文地质剖面 长江一级阶地 土层厚30～50m 典型二元结构 K 随深度呈对数增大 上部黏性土中潜水 下部砂砾石中承压水 孔隙水 裂隙水 岩溶水 风化裂隙水 成岩裂隙水 构造裂隙水 冲积物中的孔隙水 孔隙水（ Pore water ） 裂隙水（Fracture water ） 岩溶水 特点： 空间分布极不均匀;动态变化强烈; 流动迅速; 排泄集中。 岩溶水 溶洞 地面沉降 地面塌陷 流砂 管涌 浮托作用 基坑突涌 对混凝土的侵蚀性 4.4 地下水对土木工程的影响 Uplift pressure H H h 耗时4年，花费2000万元，国土资源部南京地质矿产研究所主持的《长三角地区地下水资源与地质灾害调查评价》显示，由于过量开采地下水形成“地面沉降”，造成长三角地区经济损失近3150亿元。其中:上海，2900亿元；苏锡常，469亿元；浙江嘉兴，85亿元…… 调查显示：在长三角（长江以南）10万平方公里的范围内，因为长期超采地下水，引起了区域性地面沉降与地裂缝等地质灾害，区内1/3范围内累计沉降已超200毫米，面积近1万平方公里。其中上海市区、江苏苏锡常地区、浙江杭嘉湖等地已经形成三个区域性沉降中心，最大累计沉降量分别达到2.63、1.08、0.82米，形成了三个大“漏斗”。苏锡常地区因不均匀沉降，目前已发生22处地裂缝地质灾害。长三角地区已成为中国发生地面沉降现象最具典型意义的地区之一。 过度开采地下水长三角如何应对地面沉降？ (2005-03-29 06:05:39　来源: 新华网) 中国科学院院士薛禹群在《2004科学发展报告》中指出，自20世纪八十年代以来，我国地面沉降已由沿海城市向大面积区域性扩展，形成了以长江三角洲地区和黄淮海平原地区为中心的两大沉降区。 目前，我国有近50个城市发生了地面沉降，全国沉降面积48655平方公里，年均直接经济损失1亿元以上。最近20年来，全国地下水开采量平均以每年25亿立方米的速度增加，华北、西北地区城市利用地下水比例分别高达72%和66%，不少地区已属超量开采。 如果不考虑极值，依目前的沉降速度，到2050年，海平面将会上升40厘米~70厘米，长三角很可能就此桑田变沧海。 渗透变形 (seepage deformation) 管涌：单个土颗粒发生独立移动的现象。 多发生在不均匀的砂砾土中。 流土：一定体积的土粒同时发生移动的现象。