地质和水文地质基础知识.ppt
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1、地质和水文地质基础知识,提纲,地层:松散沉积物和岩石 构造的划分,地下水的分类,水文地质参数,抽水试验,地下水超采区,资料的收集,一、地层:松散沉积物和岩石,1.1松散沉积物和沉积岩,松散沉积物通常主要指第四纪的松散沉积物。包括黄土、淤泥、耕土、砾石层、砂层、卵石层、粘土层等。 松散沉积物经过成岩作用形成沉积岩。,第四纪是法国地质学家德努尼尔所创。他按当时的科学水平把地球历史分为四个时期,第四纪是地球发展最近的一个时期。Q4 全新世;Q3 晚更新世;Q2 中更新世;Q1 早更新世,1.2岩浆岩(火成岩),岩浆在上升、运移过程中,不断冷凝固结成岩浆岩。岩浆岩分为喷出岩和侵入岩。 岩浆岩符号:,X
2、,等。,1.3变质岩,变质岩指原已存在的各种岩石,由于受构造运动、岩浆作用及地热流变化等作用,岩石的结构、构造、成分等发生了一系列变化形成的新岩石。 泥岩(页岩)板岩千枚岩片岩片麻岩混合岩 断层角砾岩碎裂岩超碎裂岩玻化岩断层泥 石灰岩大理岩(汉白玉),容易被酸雨腐蚀 日本地质学家认为,翡翠在低温高压环境中形成,二、构造的划分,2.1断层,断层组合,断层与地震,汶川地震位于龙门山断裂带,属于青藏地震区、龙门山地震带,而三峡工程库区属于华南地震区、长江中游地震带,龙门山断裂带和三峡工程库区两者在区域构造上并无联系。三峡工程的蓄水不具有触发汶川大地震的条件,汶川大地震也不具备水库触发地震的特征,三峡
3、水库蓄水与汶川地震毫无关系。 在原来没有或很少地震的地方,由于水库蓄水引发的地震称水库地震。水库地震大都发生在地质构造相对活动区,且均与断陷盆地及近期活动断层有关。 水库蓄水是引起岩体中应力集中和能量释放而产生地震的直接原因。水体荷载产生的压应力和剪应力破坏地壳应力平衡,引起断层错动,产生地震。,2.2褶皱,背斜和向斜的判别 背斜:两翼新,中间老。 向斜:两翼老,中间新。,三、地下水的分类,3.1潜水和承压水,潜水是饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。潜水没有隔水顶板,或者只有局部的隔水顶板。 承压水是充满两个隔水层(弱透水层)之间的含水层的水。,3.2孔隙水:冲洪积平原,由暂时性的沟谷
4、水流搬运的大量碎屑物质在沟谷出山口后,由于坡度的变化,水流的挟沙力降低而沉积下来形成的堆积物称为洪积物。形成的地貌多呈扇型,称为洪积扇。 pl洪积;al冲积层;al+ pl冲洪积层,3.2孔隙水:冲湖积平原,云梦泽横亘于湘鄂两省间,面积曾达4万平方公里,后由于长江泥沙沉积,云梦泽分为南北两部分。 长江以北成为沼泽地带,此後有的小湖逐渐淤平,有的则有扩展,洪湖就是在清中叶以後迅速扩展成的大湖。 长江以南称之为洞庭湖。80年代以来,西洞庭湖和南洞庭湖北部正向沼泽化演变。,江汉盆地示意图(以长江从宜昌流出为例),3.3岩溶水,溶沟和石芽是地面流水沿岩石裂隙下渗过程中,溶解地表岩石形成的沟摺和脊状突起
5、,沟槽为溶沟脊状突起为石芽。当溶沟不断加探,石芽增长,可形成巨形石芽,称石林, 落水洞是地面流水沿裂隙下渗,溶解岩石所形成的与潜水面或地下溶洞相通的陡立深洞。 溶蚀漏斗是分布于地表及浅处的碟状或漏斗状的溶蚀洼地,溶蚀和重力崩塌作用形成。 溶洞在潜水面附近地下水作近水平方向运动,因而溶蚀作用沿水平方向发展,形成沿水平方向延伸的洞穴,称溶洞。 随着岩溶作用的发育,溶洞不断扩大,最终其上部岩石在重力作用下发生大规模崩塌,形成岩溶盆地。在岩溶盆地内常残留在孤立分布的石灰岩锥伏山峥,称孤峰,通称峰林,3.4裂隙水,风化裂隙水,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风化裂隙。风化
6、裂隙常在成岩裂隙与构造裂隙的基础上进一步发育,形成密集均匀、无明显方向性、连通良好的裂隙网络。风化营力决定着风化裂隙层呈壳状包裹于地面,一般厚度数米到数十米,未风化的母岩往往构成相对隔水底板,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压水。(武当山),构造裂隙水,应力集中的部位,裂隙常较发育,岩层透水性也好。同一裂隙含水层中,背斜轴部常较两翼富水,倾斜岩层较平缓岩层富水,断层带附近往往格外富水。,3.5地下水分类表,3.6泉水,根据补给泉的含水层的性质,可将泉分为上升泉及下降泉两大类。上升泉由承压含水层补给。下降泉由潜水或上层滞水补给。 根据出露原因,下降泉可分为侵蚀泉、接触泉
7、与溢流泉。沟谷切割揭露潜水含水层时,形成侵蚀(下降)泉(图a、b)。地形切割达到含水层隔水底板时,地下水被迫从两层触处出露成泉,这便是接触泉(图c)。潜水流前方透水性急剧变弱,或隔水底板隆起,潜水流动受阻而涌溢于地表成F,L 这便是溢流泉(图d、e、f、g)。 上升泉按其出露原因可分为侵蚀(上升)泉、断层泉及接触带泉。当河流、冲沟等切穿承压含水层的隔水顶板时,形成侵蚀泉(图h)。地下水沿导水断层上升,在地面高程低于测压水位处涌溢地表,便成为断层泉(图i)。岩脉或侵入体与围岩的接触带,常因冷凝收缩而产生隙缝,地下水沿此类接触带上升成泉,就叫作接触带泉(图j)。,四、水文地质参数,4.1渗透系数和
8、达西公式,4.2给水度和贮水系数,承压含水层的贮水系数一般小潜水含水层1-3个数量级,五、抽水试验,5.1抽水孔和观测孔的布置,5.2地下水降落漏斗,5.3抽水试验注意事项,场地条件、保证供电等。 抽水孔附近应有较好的排水条件,即抽出的水能无渗漏地排到抽水孔影响半径区以外。 最好是分层抽水,并且是完整井抽水,这样可以准确得出不同层位的水文地质参数。 勘探阶段多用多孔抽水试验,即带观测孔的单孔抽水试验。该种试验能完成抽水试验的各项任务,所得成果精度也较高,但成本一般较高。在布置带观测孔的抽水井时,要考虑尽量利用已有水井作为抽水时的水位观测孔。 抽水试验前保证抽水孔水位处于天然状态,抽水孔附近不应
9、有其他正在使用的生产水井或地下排水工程。 抽水试验期间必须严格按照规则读数。尤其在抽水初期,水位下降很快,一人应当不停放线读水位,另一人不停读时间并记录。此外,还要有一人现场描点计算,一人读流量和观测孔的水位。,六、地下水超采区,6.1监测和调查内容,地下水超采判定依据:地下水开采量超过可开采量,造成地下水水位持续下降,或因开发利用地下水引发了环境地质灾害或生态环境恶化现象。 地下水超采区动态监测和调查内容: 地下水水位监测; 地下水开采量监测,人工回灌水量、水质调查; 地下水水质监测; 地面沉降量监测; 地面塌陷调查; 地裂缝调查; 土地沙化调查; 需要保护的名泉泉水流量监测;,6.2各级浅
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