第六章地下水的地质作用-1

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第六章 地下水及其的地质作用 内容提要： 地下水的概念及其特征 地下水的类型 地下水的地质作用

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第一节 地下水的概念及其特征本节主要讲述的内容 地下水的概念 地下水的来源 地下水赋存状态

岩石的水文地质性质 地下水的理化性质 地下水的运动 地下水与地表水的差异

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第一节 地下水的概念及其特征一、地下水的概念地下水 ：指存在于地表以下松 散堆积物或基岩空隙中的水。 地下水储藏量只占全世界水储 总量的0.59%,但其绝对数量 8,300,000 km3,占全球淡水资 源总量的22%,是重要的淡水 来源。 世界上许多地方的水井和山泉 都是靠地下水补给的，人类的 农业灌溉、工业用水、生活用 水也大量来自地下水。

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第一节 地下水的概念及其特征

二、地下水的来源1、渗透水—大气降水、冰雪融水、地表水(江、河、湖、海)等 从地面渗入地下积聚成。 2、凝结水—水蒸汽凝结成水滴后渗于地下。 3、岩浆水(初生水)—岩浆活动形成的水(结晶水、水气)。 4、埋藏水(古水)—地史中沉积物空隙中水，被封闭保存下来。

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第一节 地下水的概念及其特征 三、地下水赋存状态 1、吸着水—存在于松散堆积物或岩石颗粒表面 上的水。不受重力影响，不被植物吸收。 2、薄膜水—包围在吸着水外层的水。可以从厚 处向薄处“移动”,少部分可被植物吸收。 3、毛细管水—受表面张力影响，保留在土壤毛 细管中的水。易被植物吸收。 4、重力水—受重力影响可自由流动的地下水。

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第一节 地下水的概念及其特征 四、岩石的水文地质性质 (一)、岩石的空隙类型 a b

1、孔隙—疏松未胶结好 的岩石或沉积物碎屑颗粒 之间的空隙。Q、N地层 常见，孔隙大小与碎屑颗 c 粒有关。常用孔隙度表来 示。

d

孔隙度 指单位体积岩石中 孔隙体积所占的比例 。 颗粒磨圆好、近等粒，则孔隙大(图a、b); n=Vn/V 颗粒磨圆差、不等粒，则孔隙小(图c、d)。 n--孔隙度，Vn--孔隙体积， V--岩石体积。多数情况下，松散沉积物n=25~70% ,固结岩石 n=6~27%

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2、裂隙—岩石中断层、节理、缝隙等(图e)。 3、溶穴—可溶性岩石被溶蚀形成的洞穴(图f)。

e

f

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(二)、岩石的水理性质岩石的水理性质是指岩石与水作用时所具有的特征，包 括透水性、容水性、持水性和给水性。 1、透水性：是指岩石能使水下渗、通过的性能。它不 仅与孔隙度有关，还跟岩石孔隙的绝对大小有关，空隙大、 多、连通情况好，透水能力强。 一般用渗透系数 k (单位：米/昼)表示。渗透系数越 大，渗流速度就越大，透水能力越

强。 松散岩石渗透系数参考值松散岩石名称 K(m/d) 松散岩石名称 K(m/d)

亚粘土亚砂土 粉 砂

0.001~0.10.1~0.5 0.5~1.0

中 砂粗 砂 细 砾

5.0~20.020.0~50.0 50.0~150.0

细 砂

1.0~5.0

卵 砾

100.0~500.0

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2、容水性--岩石所能容纳和保持一定 水量的能力。岩石的容水性有容水度(岩石 所能容纳的水的体积与岩石体积之比)来表 示。 粘土容水性强，砾石土容水性差。

3、持水性--是指在重力作用下，岩石 依靠分子力和毛细管力，能保持一定液态水 的能力。

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4、给水性—岩石中保持的水,在重力作用下能自 由流出一定数量水的能力。

根据岩石给水性能力的相对强弱，可将岩层划分 为两种水文地质性质的岩层：①含水层： 在重力作用下能给出并且通过相当 数量水的饱水岩层称含水层。常由透水性较好的砂 层、砾砂层、砂岩、砾岩及裂隙发育的其它岩石组 成. ②隔水层: 在常温常压下，由于重力作用不能给 出并通过相当数量水的岩层。常由粘土、亚粘土、 页岩、泥灰岩等透水性能差的岩石组成的岩层。

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(三)地下水的蓄水构造透水层：透水的岩层或岩体。 隔水层：相对隔水的岩层或岩体。 地下水的蓄水构造=透水岩层+隔水层+补给水源 和排泄出路。

地下水的蓄水构造

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第一节 地下水的概念及其特征 五、地下水的理化性质地下水的理化性质包括温度、颜色、气味、化学成分和 矿化度等。 1、温度：地下水的温度受埋藏深度和所处的自然条件的 影响。

大理塘子铺温泉

大理蝴蝶泉

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2、颜色：地下水一般是无色的，但含某些离子或富集悬浮 物质时而呈现出一定的颜色。如含有铁离子而呈褐红色；富含有 机质而呈黄褐色或浅黑色。 3、气味：地下水因含有不同的气体成分和有机质而有一定 的气味。如H2S时有臭味。地下水中各元素的含量主要取决于其 周围的岩石的性质及其溶解度。 4、化学成分： ①气体： O2、N2、CO2及H2S ; ②离子：Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+; ③胶体物质： Fe(OH)3、 Al(OH)3、SiO2 ④有机质

5、矿化度和硬度 矿化度：地下水中所含有的各种离子、分子和化合物的总量。 硬度：地下水中含有钙、镁离子的总量。

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第一节 地下水的概念及其特征 六、地下水的运动 (一)地下水运动的条件1、岩石的水理性质 如：空隙较大，且相互连通的岩石，地下水可以在岩 石中流动。有些岩石虽有很高空隙度，但空隙不连通的岩 石和空隙过小，且连通性不好的粘土和泥岩，地下水也很 难在其中流动。2、地下水的浓度 如：地下水因浓度差的存在而引起扩散的现象。

3、地下水赋存环境(温度、压力) 如：地下水渗流的方向是由温度高

、压力大的地方指 向温度低、压力小的地方。

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(二)地下水运动方式地下水赋存状态及其所处的环境决定了地下水的运动也比 地表水的运动要复杂得多，大体可分为毛细运动、渗流(渗透) 运动。 1、毛细运动 在毛细力作用下运动的水。岩石颗粒表面 和孔隙壁面在静电吸引作用下，会吸附水分子 。这类水束缚 于颗粒表面及孔隙壁面，不能在自身重力作用下运动。而且还 可逆重力而运动。

2、渗流(渗透) 在自身重力作用下产生运动的水。在岩 石和松散物质的空隙中，重力水在重力作用下产生运动。除此 之外，重力水的运动还可以是流动(如地下暗河)和扩散(地 下水因浓度、温度和压力差所引起的)。