地下水的地质作用.ppt
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1、第六章地下水的地质作用,1.地下水的贮存 2.地下水运动特点 3.地下水的潜蚀作用 4.地下水的搬运作用与沉积作用 5.地下水的其它地质作用,第一节地下水的 贮存,一岩石中的空隙 地壳浅部的岩石,不论是松散的沉积物,还是固结的基岩,皆存在着大小不等和形状各异的空隙,不含空隙的岩石自然界是不存在的。正是这些空隙为地下水的贮存提供了必要的空间条件。 岩石中的空隙是地下水贮存场所和运动通道。 空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律,对地下水的分布和运动具有重要影响。 (一)、岩石空隙的类型,1、松散岩石中的孔隙,2、坚硬岩石中的裂隙,3、可溶岩石中的溶穴,1、孔隙 在颗粒或颗粒集合体之间的空隙,
2、称为孔隙。 岩石中孔隙体积的多少影响其储容地下水能力大小的重要因素。 孔隙体积的多少,可用孔隙度表示,它是 指某一体积岩石中孔隙体积所占的比例(用n表示)。 nVnV (V表示包括孔隙在内的岩石体积,Vn表示孔隙体积) 1、颗粒的分选程度和排列情况 孔隙度的大小主要取决于: 2、颗粒的形状 3、颗粒胶结充填情况 分选程度愈差,n愈小; 形状愈不规则,棱角愈明显,n愈大; 胶结充填程度越差,n越大;,2、裂隙,固结的坚硬岩石,包括沉积岩、岩浆岩、和变质岩,主要发育各种应力作用下岩石破裂产生的裂隙。 按裂隙成因可分为:成岩裂隙、构造裂隙和分化裂隙。 KrVrV (Kr表示裂隙度),3、溶穴,在地下
3、水溶蚀下会产生洞,这种空隙称作溶穴或溶隙。 KkVKV (Kk表示岩溶率) 溶穴大小十分悬殊。,(二)、岩石的透水性 岩石的透水性是指岩石允许水透过的能力。 1、 孔隙的大小 大,则透水性好 好坏取决于: 2、 孔隙度 越大,则透水性愈好 3、连通情况 空隙之间相互连通,透水性愈好 岩层按其透水性分为:透水层与不透水层,二、地下水的存在形式,1、结合水,结合水是指受松散岩石颗粒表面及坚硬岩石孔隙壁面的静电引力大于水分子自身的重力的那部分水。 接近固相表面的结合水称为: 强结合水,不能流动,可转化为气态而流动。 其外层称为:弱结合水,溶解盐类的能力较低,其外层能被植物吸收。,2 、重力水,重力水
4、是指距离固相表面较远的那部分水分子,重力对它的影响大于固体表面对他的静电引力,因而能在自身重力作用下运动。,3、毛细水,毛细水是指存在于地下水以上松散岩石中细小孔隙中的水。 这部分水由于毛细力的作用,水从地下水沿着细小孔升到一定高度形成了毛细水带,其受地下水面支持,随着地下水面的升降上下移动。,4、气态水与固态水,在未饱和水的空隙中存在着气态水。 它能随空气流动,也能从水汽压力大的地方向小的地方移动。气态水在一定的温度、压力条件下,与液态水相互转化,两者保持动态平衡。 岩石温度0 ,液态水转化为固态水。,三、地下水的基本类型,埋藏条件,(一)、按埋藏条件,1、包气带水 在地表以下一定深度,岩石
5、中的空隙被重力水所充满,形成地下水面。其上为包气带;其下为饱水带。 贮存于包气带中的地下水为包气带水,其包括:气态水、结合水和毛细水。 2、潜水 潜水是指埋藏于地面以下第一个稳定隔水层以上,具有自由表面的重力水。 包气带接受大气降水 1、流入其它含水层 地表水潜水排泄 2、流到低洼处,以泉或泄流形式排泄(径流排泄) 其它 3、土面蒸发或植物蒸腾形式(蒸发排泄) 潜水分布:松散沉积物的孔隙中、裸露基岩浅部的裂隙和溶穴中。 潜水埋深度:相差大。 潜水影响因素:气象和水文因素的变化。 潜水的水质主要取决于:气候、地形及岩性条件。 3、承压水 充满于上、下两个稳定隔水层之间的含水层中的,称为承压水。承
6、压性是其重要特征。 承压水是在岩性、地质构造、地形等因素相互配合的条件下形成的,其中地质构造是决定作用。 较适宜形成承压水的地质构造主要是向斜盆地、单斜盆地。 承压水参与水循环都不如潜水积极。 承压水的水质取决于埋藏条件及其与外界联系的程度,可以是淡水,也可以是含盐量很高的卤 水。如其补给、排泄条件好,水的循环快,承压水的水质就愈接近入渗的大气降水与地表水,含盐量低,反之则高。,(二)、按含水质不同,1、孔隙水 孔隙水主要赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙中。 孔隙水通常以连续层状分布,与裂隙水、岩溶水相比,其含水量分布均匀,构成具有统一水力联系的层状含水层。其分布状况、补给、径流、排泄与水质等均
7、有所差异。 2、裂水 隙裂隙水系指贮存于岩石裂隙中的地下水。 由于岩石裂隙成因不同,致使岩石的裂隙率大小、裂隙的张开程度、连通情况常常差异颇大,裂隙通道在空间上的展布具有明显的方向性,因而裂隙水的分布一般很不均匀。 与孔隙水相比,裂隙水表现出强烈的不均匀性和各向异性。 3、岩溶水 岩溶水特指贮存于可溶岩石的溶蚀裂隙、溶穴、暗河中的地下水。 它的分布较裂隙水更不均匀,常常相对集中且流动迅速,可能承压亦不能承压。很多情况下,它的水量比较丰富,常可作为大型供水水源。,四、地下水的化学成分和物理性质,地下水部是化学纯的H2O,而是一种复杂的溶液。 地下水中含有各种气体、离子、胶体物质、有机质和微生物等
8、。 气体主要由O2、N2、CO2、CH4及H2S等;地下水中含有70多种元素,但其含量一般都很少。其中分布最广、含量较多的离子有7种:Cl-、SO4、Na、K、Ca、Mg、HCO3,这些离子之和通常占水中溶解盐量的90%上。 地下水的物理性质包括透明度、颜色、嗅味、味道和温度。 通常地下水是无色、无味 、无臭且透明的,但含较多悬浮物时,透明度下降;含有H2S会有臭鸡蛋气味;含硫酸盐多时会变苦。 地下水的温度受其贮存与循环处所的地温控制。,2-,-,+,+,2+,2+,五、地下水的补给、径流与排泄,地下水通过补给、径流与排泄,不断地参与着地球浅部层圈的水文循环,并与外界进行着水分与盐分的交换,这
9、种交换决定着含水层的水量与水质在空间和时间上的变化规律。 补给来源最重要的事大气降水,其次是地表水。农田灌溉水及来自其它含水层的水也有补给作用。 排泄有线状排泄(向河、湖)、人工排泄(钻孔或井抽)、面状排泄(蒸发和蒸腾)、点状排泄(地表成泉)。,第二节、地下水运动的特点,地下水在岩石空隙中是不断流动的,这种运动通常称为渗流。 当其在具狭小空隙的岩石中流动时,重力水受介质的吸引力较大,水的质点排较有秩序,互不混杂,称作层流流动;反之称作湍流运动。 地下水渗流与地表水的水流相比,有许多不同特点,主要表现在:a、实际水流通道的空间形态与方向是相当复杂的,这就使得地下水沿程流动时质点运动速度的大小与方
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