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1、第四章地下水第四章地下水地下水:它是賦存于地表以下巖土空隙中的水,主要來源于大氣降水、冰雪融水、地面流水、湖水及海水等,經(jīng)土壤滲入地下形成的,地下水是寶貴的自然資源,可作生活飲用水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。6地下水的基本概念是地下水儲存場所,又是地下水的滲透通道,空隙的多少、大小及其分布規(guī)律,決定著地下水分布與滲透的特點。巖石的空隙7地下水的基本概念根據(jù)巖石空隙的成因不同,可把空隙分為孔隙、裂隙和溶隙三大類。巖石的空隙孔隙孔 隙——松散巖石中顆?;蝾w粒集合體之間存在的空隙;孔隙度——是孔隙體積與巖石總體積的比值。8地下水的基本概念巖石的空隙孔隙孔隙度大小的影響因素:1.巖石的密實程度
2、及分選性;2.顆粒形狀和膠結(jié)程度??紫抖却罂紫抖刃】紫抖刃】紫抖刃?地下水的基本概念根據(jù)巖石空隙的成因不同,可把空隙分為孔隙、裂隙和溶隙三大類。巖石的空隙裂隙裂 隙——堅硬巖石受地殼運動及其它內(nèi)外地質(zhì)營力作用的影響產(chǎn)生的空隙;裂隙率——是裂隙體積與巖石總體積的比值。10地下水的基本概念根據(jù)巖石空隙的成因不同,可把空隙分為孔隙、裂隙和溶隙三大類。巖石的空隙溶隙溶 隙——可溶巖中的裂隙經(jīng)地下水流長期溶蝕而形成的空隙;溶隙率——是溶隙的體積與巖石總體積的比值。11地下水的基本概念研究巖石的空隙時,不僅要研究空隙的多少,還要研究空隙的大小、空隙間的連通性和分布規(guī)律。1.松散土孔隙的大
3、小和分布都比較均勻,且連通性好,所以孔隙度可表征一定范圍內(nèi)孔隙的發(fā)育情況;2.巖石裂隙無論其寬度、長度和連通性差異均很大,分布也不均勻,因此,裂隙率只能代表被測定范圍內(nèi)裂隙的發(fā)育程度;3.溶隙大小相差懸殊,分布很不均勻,連通性更差,所以溶隙率的代表性更差。巖石的空隙12地下水的基本概念根據(jù)水在空隙中的物理狀態(tài),水與巖石顆粒的相互作用等特征,將水在空隙中存在的形式分為:巖石的空隙氣態(tài)水結(jié)合水重力水毛細水固態(tài)水含水層---在正常水力梯度下,飽水、透水并能給出一定水量的巖土層。含水層的形成條件必須具備以下條件:有較大且連通的空隙;與隔水層組合形成儲水空間,以便地下水匯集不致流失;要
4、有充分的補水來源。隔水層—在正常水力梯度下不透水或透水相對微弱的巖土層。也就是說,隔水層有的可以不含水,有的可以含水,但是不具有允許相當(dāng)數(shù)量的水透過自己的性能,例如粘土就是這樣的隔水層。14含水層與隔水層透水程度滲透系數(shù)K巖石名稱良透水的透水的弱透水的微透水的不透水的>1010~1.01.0~0.010.01~0.001<0.001礫石、粗砂、巖溶發(fā)育的巖石、裂隙發(fā)育且很寬的巖石粗砂、中砂、細砂、裂隙巖石粘質(zhì)粉土、細裂隙巖石粉砂、粉質(zhì)粘土、微裂隙巖石粘土、頁巖巖石按透水程度的分類15地下水的物理性質(zhì)有溫度、顏色、透明度、氣味、味道、導(dǎo)電性及放射性等。純凈的地下水應(yīng)是無色、無味
5、、無臭味和透明的,當(dāng)含有某些化學(xué)成分和懸浮物時其物理性質(zhì)會改變。地下水的物理性質(zhì)16地下水沿著巖石的孔隙、裂隙或溶隙滲流過程中,能溶解巖石中的可溶物質(zhì),而具有復(fù)雜的化學(xué)成分。①主要氣體成分N2、O2、CO2、H2S。一般情況下,地下水的氣體含量,每升只有幾毫克到幾十毫克。②主要離子成分Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-和HCO3-離子。③膠體成分與有機質(zhì)Fe(OH)3、Al(OH)3、H2SiO3等地下水的化學(xué)成分地下水類型地下水埋藏類型包氣帶水:位于潛水面以上未被水飽和的巖土體中的水包氣帶水土壤水上層滯水20上層滯水一般分布不廣,埋藏接近地表,接受大氣降水
6、的補給,補給區(qū)與分布區(qū)一致,以蒸發(fā)形式或向隔水底板邊緣排泄。雨季時獲得補給,賦存一定的水量,旱季時水量逐漸消失,其動態(tài)變化很不穩(wěn)定。上層滯水對建筑物的施工有影響,應(yīng)考慮排水的措施。上層滯水、潛水、承壓水上層滯水潛水:位于第一個穩(wěn)定隔水層之上的具有自由水面的重力水潛水示意圖特征:與大氣相通,具自由水面,補給區(qū)與分布區(qū)一致,動態(tài)受氣候影響較大。潛水面形狀受地形影響。22上層滯水、潛水、承壓水潛水潛水位——潛水面上任一點的高程H23H地下水的類型上層滯水、潛水、承壓水潛水潛水的埋藏深度——地表至潛水面的距離h124地下水的類型上層滯水、潛水、承壓水潛水潛水含水層的厚度——潛水面到隔
7、水底板的距離Hh1h25地下水的類型上層滯水、潛水、承壓水潛水潛水等水位線圖——潛水面上標(biāo)高相等各點的連線圖,繪制時將研究地區(qū)的潛水人工露頭(鉆孔、探井、水井)和天然露頭(泉、沼澤)的水位同時測定,繪在地形等高線圖上,連結(jié)水位等高的各點即為等水位線圖。由于水位有季節(jié)性的變化,圖上必須注明測定水位的日期。一般應(yīng)有最低水位和最高水位時期的等水位線圖。潛水等水位線圖虛線-潛水等水位線實線-地形等高線可解決如下問題:1.確定潛水流向2.確定潛水的水力坡度3.確定潛水的埋藏深度4.確定潛水與地表水的關(guān)系27地下水