水文地質(zhì)學(xué)考試資料ppt課件

1、緒緒 言言研討對(duì)象：研討對(duì)象：研討內(nèi)容研討內(nèi)容研討地下水的科學(xué)研討地下水的科學(xué)研討與巖石圈、地幔、水圈、大氣圈、生研討與巖石圈、地幔、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動(dòng)相互作用下地下水水量物圈以及人類活動(dòng)相互作用下地下水水量和水質(zhì)的時(shí)空變化規(guī)律，以及對(duì)各個(gè)圈層和水質(zhì)的時(shí)空變化規(guī)律，以及對(duì)各個(gè)圈層所產(chǎn)生的影響；所產(chǎn)生的影響；并研討如何運(yùn)用這些規(guī)律和影響去興利除并研討如何運(yùn)用這些規(guī)律和影響去興利除害，為人類效力害，為人類效力賦存于地面以下巖石空隙中的水賦存于地面以下巖石空隙中的水水水文文地地質(zhì)質(zhì)學(xué)學(xué)概概念念土層土層義務(wù)義務(wù)第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.1 巖石中的空隙巖石中的

2、空隙意義：巖石空隙是地下水儲(chǔ)存場所和運(yùn)動(dòng)通道?？障兜亩嘁饬x：巖石空隙是地下水儲(chǔ)存場所和運(yùn)動(dòng)通道?？障兜亩嗌?、大小、外形、連通情況和分布規(guī)律，對(duì)地下水的分布少、大小、外形、連通情況和分布規(guī)律，對(duì)地下水的分布和運(yùn)動(dòng)具有重要影響。和運(yùn)動(dòng)具有重要影響。松散巖石中的孔隙松散巖石中的孔隙分類：將巖石空隙作為地下水儲(chǔ)存場所和運(yùn)動(dòng)通道研討時(shí)，分類：將巖石空隙作為地下水儲(chǔ)存場所和運(yùn)動(dòng)通道研討時(shí)，可分為三類，即：可分為三類，即：可溶巖石中的溶穴可溶巖石中的溶穴鞏固巖石中的裂隙鞏固巖石中的裂隙第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.1.1 孔隙孔隙 定義：松散巖石是由大小不等的顆粒組成的，顆?；蝾w定義

3、：松散巖石是由大小不等的顆粒組成的，顆?；蝾w粒集合體之間的空隙，稱為孔隙。粒集合體之間的空隙，稱為孔隙。意義：孔隙體積的多少是影響巖石儲(chǔ)容地下水才干大小意義：孔隙體積的多少是影響巖石儲(chǔ)容地下水才干大小的重要要素。的重要要素?？紫抖龋褐改骋惑w積巖石包括孔隙在內(nèi)中孔隙體積孔隙度：指某一體積巖石包括孔隙在內(nèi)中孔隙體積所占的比例。所占的比例。%100 VVnVVnnn或 其中，其中，n n 表示巖石的孔隙度，表示巖石的孔隙度，V V 表示包括孔隙在內(nèi)的表示包括孔隙在內(nèi)的巖石體積，巖石體積，Vn Vn 表示巖石中孔隙的體積。表示巖石中孔隙的體積。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.1.

4、1 孔隙孔隙 次生孔隙：在碳酸鹽巖層中，除粒間孔隙或晶粒間孔隙次生孔隙：在碳酸鹽巖層中，除粒間孔隙或晶粒間孔隙所構(gòu)成的原生孔隙外，還有由孔洞、裂隙、白云巖化所構(gòu)所構(gòu)成的原生孔隙外，還有由孔洞、裂隙、白云巖化所構(gòu)成的次生孔隙。成的次生孔隙。顆粒外形顆粒外形構(gòu)造孔隙：粘性土顆粒外表帶構(gòu)造孔隙：粘性土顆粒外表帶有的電荷，在堆積過程中粘粒聚有的電荷，在堆積過程中粘粒聚合，構(gòu)成顆粒集合體，構(gòu)成直徑合，構(gòu)成顆粒集合體，構(gòu)成直徑比顆粒本身還大的構(gòu)造孔隙。比顆粒本身還大的構(gòu)造孔隙。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.1.1 孔隙孔隙 孔隙度的影響要素：孔隙度的影響要素： 孔隙度的大小主要取決

5、于分選程度及顆粒陳列情況，孔隙度的大小主要取決于分選程度及顆粒陳列情況，另外顆粒外形及膠結(jié)充填情況也影響孔隙度。對(duì)于粘性土，另外顆粒外形及膠結(jié)充填情況也影響孔隙度。對(duì)于粘性土，構(gòu)造及次生孔隙常是影響孔隙度的重要要素。構(gòu)造及次生孔隙常是影響孔隙度的重要要素。巖石稱號(hào)巖石稱號(hào)礫石礫石砂砂粉砂粉砂粘土粘土孔隙度孔隙度變化區(qū)間變化區(qū)間25%40%25%50%35%50%40%70%松散巖石孔隙度參考數(shù)值松散巖石孔隙度參考數(shù)值 第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.1.2 裂隙裂隙 固結(jié)的鞏固巖石，包括堆積巖、巖漿巖和蛻變巖，普通固結(jié)的鞏固巖石，包括堆積巖、巖漿巖和蛻變巖，普通不存在或只

6、保管一部分顆粒之間的孔隙，而主要發(fā)育各不存在或只保管一部分顆粒之間的孔隙，而主要發(fā)育各種應(yīng)力作用下巖石破裂變形產(chǎn)生的裂隙。種應(yīng)力作用下巖石破裂變形產(chǎn)生的裂隙。成巖裂隙成巖裂隙構(gòu)造裂隙構(gòu)造裂隙風(fēng)化裂隙風(fēng)化裂隙裂隙率：體裂隙率、面裂隙率、線裂隙率裂隙率：體裂隙率、面裂隙率、線裂隙率卸荷裂隙卸荷裂隙第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分 野外研討裂隙時(shí)，應(yīng)留意測定裂隙的方向、寬度、延伸長野外研討裂隙時(shí)，應(yīng)留意測定裂隙的方向、寬度、延伸長度、充填情況等。由于這些都對(duì)地下水的運(yùn)動(dòng)具有重要影響。度、充填情況等。由于這些都對(duì)地下水的運(yùn)動(dòng)具有重要影響。2.1.3 2.1.3 溶穴溶穴 可溶的堆積巖

7、，如巖鹽、石膏、石灰?guī)r和白云巖等，在地可溶的堆積巖，如巖鹽、石膏、石灰?guī)r和白云巖等，在地下水溶蝕下會(huì)產(chǎn)生空洞，這種空隙稱為溶穴隙。下水溶蝕下會(huì)產(chǎn)生空洞，這種空隙稱為溶穴隙。巖溶率巖溶率錄像錄像圖片圖片第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分 孔隙、裂隙、溶穴不是獨(dú)立存在。自然界巖石中空隙孔隙、裂隙、溶穴不是獨(dú)立存在。自然界巖石中空隙的發(fā)育情況遠(yuǎn)較上面所說的復(fù)雜。的發(fā)育情況遠(yuǎn)較上面所說的復(fù)雜?？偨Y(jié)與比較總結(jié)與比較 松散巖石固然以孔隙為主，但某些粘土干縮后松散巖石固然以孔隙為主，但某些粘土干縮后可產(chǎn)生裂隙，而這些裂隙的水文地質(zhì)意義，甚至可產(chǎn)生裂隙，而這些裂隙的水文地質(zhì)意義，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其

8、原有的孔隙。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其原有的孔隙。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分 因此，在研討巖石空隙時(shí)，必需留意察看，搜集實(shí)踐因此，在研討巖石空隙時(shí)，必需留意察看，搜集實(shí)踐資料，在現(xiàn)實(shí)的根底上分析空隙的構(gòu)成緣由及控制要素，資料，在現(xiàn)實(shí)的根底上分析空隙的構(gòu)成緣由及控制要素，查明其發(fā)育規(guī)律。查明其發(fā)育規(guī)律。 巖石中的空隙，必需以一定方式銜接起來構(gòu)成空隙、巖石中的空隙，必需以一定方式銜接起來構(gòu)成空隙、網(wǎng)絡(luò)，才干成為地下水有效的運(yùn)移通道和儲(chǔ)容空間網(wǎng)絡(luò)，才干成為地下水有效的運(yùn)移通道和儲(chǔ)容空間和。松散巖石、鞏固基巖和可溶巖石中的空隙網(wǎng)絡(luò)具有不和。松散巖石、鞏固基巖和可溶巖石中的空隙網(wǎng)絡(luò)具有不同的特點(diǎn)

9、。賦存于不同巖層中的地下水，具有不同的分布同的特點(diǎn)。賦存于不同巖層中的地下水，具有不同的分布與運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。與運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。 孔隙水、裂隙水和巖溶水孔隙水、裂隙水和巖溶水固結(jié)程度不高的堆積巖，往往既有孔隙，又有裂隙。固結(jié)程度不高的堆積巖，往往既有孔隙，又有裂隙?？扇軒r石，由于溶蝕不均一，有的部分發(fā)育溶穴，而有可溶巖石，由于溶蝕不均一，有的部分發(fā)育溶穴，而有的部分那么為裂隙，有時(shí)還可保管原生的孔隙與裂痕。的部分那么為裂隙，有時(shí)還可保管原生的孔隙與裂痕。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.3 給水度給水度定義：我們把地下水位下降一個(gè)單位深度，從地下水位定義：我們把地下水位下降一個(gè)單位

10、深度，從地下水位延伸到地外表的單位程度面積巖石柱體，延伸到地外表的單位程度面積巖石柱體， 在重力作用下在重力作用下釋出的水的體積，釋出的水的體積， 稱為給水度稱為給水度 。 例如，地下水位下降例如，地下水位下降 2m，1m2程度面積巖石柱體，在重力程度面積巖石柱體，在重力作用下釋出的水的體積為作用下釋出的水的體積為0.2m3相當(dāng)于水柱高度相當(dāng)于水柱高度0.2m，那么，那么給水度為給水度為 0.1或或 10。影響要素：對(duì)于均質(zhì)的松散巖石，給水度的大小與巖性、影響要素：對(duì)于均質(zhì)的松散巖石，給水度的大小與巖性、初始地下水位埋藏深度以及地下水位下降速率等要素有關(guān)。初始地下水位埋藏深度以及地下水位下降速

11、率等要素有關(guān)。單位體積飽水巖石體在重力作用下自在釋出的水的體積單位體積飽水巖石體在重力作用下自在釋出的水的體積第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.3 給水度給水度巖性對(duì)給水度的影響主要表現(xiàn)為空隙的大小與多少。巖性對(duì)給水度的影響主要表現(xiàn)為空隙的大小與多少。 例如，顆粒粗大的松散巖石，裂隙比較寬大的鞏固例如，顆粒粗大的松散巖石，裂隙比較寬大的鞏固巖石，以及具有溶穴的可溶巖，空隙寬大，重力釋水時(shí)，巖石，以及具有溶穴的可溶巖，空隙寬大，重力釋水時(shí)，滯留于巖石空隙中的結(jié)合水與孔角毛細(xì)水較少，滯留于巖石空隙中的結(jié)合水與孔角毛細(xì)水較少， 理想條理想條件下給水度的值接近孔隙度、件下給水度

12、的值接近孔隙度、 裂隙率與巖溶率。裂隙率與巖溶率。 相反，假設(shè)空隙細(xì)小如粘性土，重力釋水時(shí)相反，假設(shè)空隙細(xì)小如粘性土，重力釋水時(shí)大部分水以結(jié)合水與懸掛毛細(xì)水方式滯留于空隙中，大部分水以結(jié)合水與懸掛毛細(xì)水方式滯留于空隙中，給水度往往很小。給水度往往很小。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.3 給水度給水度當(dāng)初始地下水位埋當(dāng)初始地下水位埋藏深度小于最大毛細(xì)藏深度小于最大毛細(xì)上升高度時(shí)，地下水上升高度時(shí)，地下水位下降后，重力水的位下降后，重力水的一部分將轉(zhuǎn)化為支持一部分將轉(zhuǎn)化為支持毛細(xì)水而保管于地下毛細(xì)水而保管于地下水面之上，從而使給水面之上，從而使給水度偏小。水度偏小。第二章

13、第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.3 給水度給水度能夠的緣由能夠的緣由 1重力釋水并非瞬時(shí)重力釋水并非瞬時(shí)完成，而往往滯后于水位下完成，而往往滯后于水位下降；降； 2迅速釋水時(shí)大、小迅速釋水時(shí)大、小孔道釋水不同步，大的孔道孔道釋水不同步，大的孔道優(yōu)先釋水，在小孔道中構(gòu)成優(yōu)先釋水，在小孔道中構(gòu)成懸掛毛細(xì)水而不能釋出。懸掛毛細(xì)水而不能釋出。地下水位下降速率地下水位下降速率第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.4 持水度持水度定義：地下水位下降一個(gè)單位深度，單位程度面積巖定義：地下水位下降一個(gè)單位深度，單位程度面積巖石柱體對(duì)抗重力而堅(jiān)持于巖石空隙中的水量，稱作持

14、石柱體對(duì)抗重力而堅(jiān)持于巖石空隙中的水量，稱作持水度。水度。S 包氣帶充分重力釋水而又未遭到蒸發(fā)、蒸騰耗費(fèi)包氣帶充分重力釋水而又未遭到蒸發(fā)、蒸騰耗費(fèi)時(shí)的含水量稱作殘留含水量數(shù)值上相當(dāng)于最大的持水時(shí)的含水量稱作殘留含水量數(shù)值上相當(dāng)于最大的持水度。度。nS 給水度、持水度與孔隙度的關(guān)系給水度、持水度與孔隙度的關(guān)系p影響要素影響要素第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.5 透水性透水性巖石允許水透過的才干巖石允許水透過的才干以松散巖石為例，分析一個(gè)理想孔隙通道中水的運(yùn)動(dòng)情況以松散巖石為例，分析一個(gè)理想孔隙通道中水的運(yùn)動(dòng)情況第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.5

15、 透水性透水性巖石允許水透過的才干巖石允許水透過的才干 圓管狀孔隙通道的縱斷面，孔隙的邊緣上分布著在尋圓管狀孔隙通道的縱斷面，孔隙的邊緣上分布著在尋常條件下不運(yùn)動(dòng)的結(jié)合水，其他部分是重力水。由于附著常條件下不運(yùn)動(dòng)的結(jié)合水，其他部分是重力水。由于附著于隙壁的結(jié)合水層對(duì)于重力水，以及重力水質(zhì)點(diǎn)之間存在于隙壁的結(jié)合水層對(duì)于重力水，以及重力水質(zhì)點(diǎn)之間存在著摩擦阻力，最近邊緣的重力水流速趨于零，中心部分流著摩擦阻力，最近邊緣的重力水流速趨于零，中心部分流速最大。速最大。 結(jié)論：孔隙直徑愈小，結(jié)合水所占據(jù)的無效空間愈大，結(jié)論：孔隙直徑愈小，結(jié)合水所占據(jù)的無效空間愈大，實(shí)踐滲流斷面就愈??；同時(shí)，孔隙直徑愈小

16、，能夠到達(dá)的實(shí)踐滲流斷面就愈??；同時(shí)，孔隙直徑愈小，能夠到達(dá)的最大流速愈小。最大流速愈小。 因此，孔隙直徑愈小，透水性就愈差。當(dāng)孔隙直徑小因此，孔隙直徑愈小，透水性就愈差。當(dāng)孔隙直徑小于兩倍結(jié)合水層厚度時(shí)，在尋常條件下就不透水。于兩倍結(jié)合水層厚度時(shí)，在尋常條件下就不透水。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.5 透水性透水性 把松散巖石中的全部孔隙通把松散巖石中的全部孔隙通道概化為一束相互平行的等徑圓道概化為一束相互平行的等徑圓管，那么不難推知：管，那么不難推知： 當(dāng)孔隙度一定而孔隙直徑愈當(dāng)孔隙度一定而孔隙直徑愈大，大， 那么圓管通道的數(shù)量愈少，那么圓管通道的數(shù)量愈少， 但

17、有效滲流斷面愈大，透水才干但有效滲流斷面愈大，透水才干就愈強(qiáng)；反之，孔隙直徑愈小，就愈強(qiáng)；反之，孔隙直徑愈小，透水才干就愈弱。透水才干就愈弱。 由此可見，決議透水性好壞的主要要素是孔隙大小；由此可見，決議透水性好壞的主要要素是孔隙大??；只需在孔隙大小到達(dá)一定程度，孔隙度才對(duì)巖石的透水只需在孔隙大小到達(dá)一定程度，孔隙度才對(duì)巖石的透水性起作用，孔隙度愈大，透水性愈好。性起作用，孔隙度愈大，透水性愈好。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分b概化為沿程等經(jīng)的圓管概化為沿程等經(jīng)的圓管a孔隙通道原型孔隙通道原型c概化為沿程不等徑圓管概化為沿程不等徑圓管第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的

18、空隙與水分 實(shí)踐的孔隙通道并不是直徑均一的圓管，而是直徑變實(shí)踐的孔隙通道并不是直徑均一的圓管，而是直徑變化、斷面外形復(fù)雜的管道系統(tǒng)圖化、斷面外形復(fù)雜的管道系統(tǒng)圖a。巖石的透水才干。巖石的透水才干并不取決于平均孔隙直徑圖并不取決于平均孔隙直徑圖b，而在很大程度上取決，而在很大程度上取決于最小的孔隙直徑圖于最小的孔隙直徑圖c木桶原理木桶原理 實(shí)踐的孔隙通道也不是直線的，而是曲折的圖實(shí)踐的孔隙通道也不是直線的，而是曲折的圖a?？紫锻ǖ烙鷱澢?，水質(zhì)點(diǎn)實(shí)踐流程就愈長，抑制摩擦阻孔隙通道愈彎曲，水質(zhì)點(diǎn)實(shí)踐流程就愈長，抑制摩擦阻力所耗費(fèi)的能量就愈大。力所耗費(fèi)的能量就愈大?？紫洞笮】紫洞笮】紫锻ǖ姥爻讨睆降目?/p>

19、隙通道沿程直徑的變化和曲折性變化和曲折性顆顆粒粒分分選選程程度度孔孔隙隙度度第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存3.2 含水層、隔水層弱透水層含水層、隔水層弱透水層含水層含水層隔水層隔水層 透水性能好空隙大的巖層?！敬怼柯咽?、礫石、粗透水性能好空隙大的巖層?！敬怼柯咽?、礫石、粗砂的堆積物孔隙；富含裂隙的巖層；巖溶發(fā)育的巖層砂的堆積物孔隙；富含裂隙的巖層；巖溶發(fā)育的巖層aquifer kwif 定義：可以透過并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層定義：可以透過并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層定義：不能透過與給出水，或者透過給出的水量微缺乏道定義：不能透過與給出水，或者透過給出的水量微缺乏道的巖層的巖層【代表】致密的

20、基巖；壓實(shí)性強(qiáng)的粘性土層?！敬怼恐旅艿幕鶐r；壓實(shí)性強(qiáng)的粘性土層。aquiclude kwiklu:d第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存3.2 含水層、隔水層弱透水層含水層、隔水層弱透水層 對(duì)于一些浸透性相當(dāng)差的巖層，在普通的供水排水中他們所能提供的水對(duì)于一些浸透性相當(dāng)差的巖層，在普通的供水排水中他們所能提供的水量微缺乏道，視乎可以看作隔水層；量微缺乏道，視乎可以看作隔水層； 但是，當(dāng)發(fā)生越流相鄰含水層經(jīng)過其間的弱透水層發(fā)生水量交換時(shí)，但是，當(dāng)發(fā)生越流相鄰含水層經(jīng)過其間的弱透水層發(fā)生水量交換時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)水流的水力梯度大且發(fā)生浸透的過水?dāng)嗝婧艽?，越流交換的水量相由于驅(qū)動(dòng)水流的水力梯度大且發(fā)生

21、浸透的過水?dāng)嗝婧艽?，越流交換的水量相當(dāng)可觀，此時(shí)，再稱作隔水層就不適宜了。當(dāng)可觀，此時(shí)，再稱作隔水層就不適宜了。 【代表】在平原區(qū)：粉質(zhì)粘土層，粉質(zhì)亞粘土層，淤【代表】在平原區(qū)：粉質(zhì)粘土層，粉質(zhì)亞粘土層，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層和亞砂土層等；泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層和亞砂土層等； 在鞏固巖石地域：一些微裂隙、節(jié)理發(fā)育的泥巖層、在鞏固巖石地域：一些微裂隙、節(jié)理發(fā)育的泥巖層、頁巖層、砂礫巖層等。頁巖層、砂礫巖層等。弱透水層相對(duì)隔水層弱透水層相對(duì)隔水層第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存含水層、隔水層概念的相對(duì)性巖層浸透性能的相對(duì)性含水層、隔水層概念的相對(duì)性巖層浸透性能的相對(duì)性利用地下水的任務(wù)利用地下水的任務(wù)供水水

22、源需求水量供水水源需求水量 A在利用地下水供水時(shí)，某一巖層可以給出的水量在利用地下水供水時(shí)，某一巖層可以給出的水量較小，對(duì)于水源豐沛、需水量很大的地域，由于遠(yuǎn)不能滿較小，對(duì)于水源豐沛、需水量很大的地域，由于遠(yuǎn)不能滿足供水需求，而被視為隔水層；足供水需求，而被視為隔水層； B在水資源匱乏、需水量較小的地域，就可以被視在水資源匱乏、需水量較小的地域，就可以被視為含水層。為含水層。排除地下水的任務(wù)排除地下水的任務(wù)工程防滲杜絕水量工程防滲杜絕水量 如某種巖層的浸透性較低，從供水的角度來說，它被如某種巖層的浸透性較低，從供水的角度來說，它被視作隔水層；但是從水庫滲漏的角度出發(fā)，這種滲漏量就視作隔水層；但

23、是從水庫滲漏的角度出發(fā)，這種滲漏量就不容忽視，照舊視作隔水層就不適宜了。不容忽視，照舊視作隔水層就不適宜了。第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存時(shí)間尺度：時(shí)間尺度：m3tIKtVtQWm3/sm/sm/sm2ssm2 s 在討論油氣二次運(yùn)移這種時(shí)間尺度很大的水文地質(zhì)過在討論油氣二次運(yùn)移這種時(shí)間尺度很大的水文地質(zhì)過程時(shí)，流體可以穿越一切的地層。從整體上說，地層具有程時(shí)，流體可以穿越一切的地層。從整體上說，地層具有水力延續(xù)性。水力延續(xù)性。如上圖：如上圖： 有有5個(gè)含水層被個(gè)含水層被4個(gè)弱透水層所阻隔。個(gè)弱透水層所阻隔。 當(dāng)在含水層當(dāng)在含水層3中抽水時(shí)，短期內(nèi)相鄰的含水層中抽水時(shí)，短期內(nèi)相鄰的含水

24、層2與與4的的水位均未變動(dòng)，圖中所示水位均未變動(dòng)，圖中所示a的范圍構(gòu)成一個(gè)有水力聯(lián)絡(luò)的的范圍構(gòu)成一個(gè)有水力聯(lián)絡(luò)的單元。單元。 當(dāng)抽水繼續(xù)時(shí)，最終影響將涉及圖中當(dāng)抽水繼續(xù)時(shí)，最終影響將涉及圖中b所示范圍，這所示范圍，這時(shí)時(shí)5個(gè)含水層與個(gè)含水層與4個(gè)弱透水層構(gòu)成一個(gè)發(fā)生一致水力聯(lián)絡(luò)的個(gè)弱透水層構(gòu)成一個(gè)發(fā)生一致水力聯(lián)絡(luò)的單元。單元。第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存巖石的各向異性：巖石的各向異性： 以堆積巖為例，由于不同巖性層的互層，有的層次發(fā)以堆積巖為例，由于不同巖性層的互層，有的層次發(fā)育裂隙或溶穴，垂直方向上是隔水的，但在順層的方向上育裂隙或溶穴，垂直方向上是隔水的，但在順層的方向上都是透水

25、的。都是透水的。 例如，薄層頁巖和石灰?guī)r互層時(shí)，頁巖中裂隙接近閉例如，薄層頁巖和石灰?guī)r互層時(shí)，頁巖中裂隙接近閉合，灰?guī)r中裂隙與溶穴發(fā)育，便成為典型的順層透水而垂合，灰?guī)r中裂隙與溶穴發(fā)育，便成為典型的順層透水而垂直層面隔水的巖層。直層面隔水的巖層。 下為表示圖下為表示圖第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存構(gòu)成含水層必需具備的構(gòu)成含水層必需具備的3個(gè)條件個(gè)條件巖層必需有儲(chǔ)水空間巖層必需有儲(chǔ)水空間 即應(yīng)有孔隙、裂隙和溶隙穴等空隙。這是儲(chǔ)存地即應(yīng)有孔隙、裂隙和溶隙穴等空隙。這是儲(chǔ)存地下水的前提條件。下水的前提條件。第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存含水層存在

26、的意義含水層存在的意義具備保管住地下水的地質(zhì)構(gòu)造儲(chǔ)水構(gòu)造具備保管住地下水的地質(zhì)構(gòu)造儲(chǔ)水構(gòu)造 在透水性良好的巖層下有隔水層弱透水層的存在透水性良好的巖層下有隔水層弱透水層的存在，以免重力水向下全部漏失；在，以免重力水向下全部漏失； 或在程度方向上有隔水層阻撓，以免全部漏空?；蛟诔潭确较蛏嫌懈羲畬幼钃?，以免全部漏空。要有足夠的水源良好的補(bǔ)、排條件要有足夠的水源良好的補(bǔ)、排條件 使儲(chǔ)水空間能不斷地獲得補(bǔ)給，方能成為含水層。使儲(chǔ)水空間能不斷地獲得補(bǔ)給，方能成為含水層。第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存3.3 地下水分類地下水分類廣義：指賦存于地面以下巖土空隙中的水廣義：指賦存于地面以下巖土空隙中的

27、水狹義：指賦存于飽水帶巖土空隙中的水狹義：指賦存于飽水帶巖土空隙中的水重力水重力水包括：包氣帶及飽水帶中一切含于巖石空隙中的水包括：包氣帶及飽水帶中一切含于巖石空隙中的水地下水概念的從地下水概念的從“狹義狹義“廣義廣義從只研討從只研討“重力水重力水研討研討“包氣帶水包氣帶水&重力水重力水水文地質(zhì)學(xué)從研討水文地質(zhì)學(xué)從研討“地殼淺層地下水地殼淺層地下水研討研討“地下水圈地下水圈第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存3.4 潛水潛水1概念概念 潛水：飽水帶中第潛水：飽水帶中第一個(gè)具有自在外表且有一個(gè)具有自在外表且有一定規(guī)模的含水層中的一定規(guī)模的含水層中的水稱作潛水。水稱作潛水。潛水沒有隔水頂

28、板，潛水沒有隔水頂板，或只需部分的隔水頂板或只需部分的隔水頂板 潛水面：潛水的外表為自在水面，稱作潛水面潛水面：潛水的外表為自在水面，稱作潛水面 潛水含水層厚度：從潛水面到隔水底板的間隔潛水含水層厚度：從潛水面到隔水底板的間隔 潛水理藏深度：潛水面到地面的間隔潛水理藏深度：潛水面到地面的間隔第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存2補(bǔ)給補(bǔ)給3排泄：排泄： 徑流排泄徑流排泄 蒸發(fā)排泄蒸發(fā)排泄 潛水與大氣圈及地表水圈的親密聯(lián)絡(luò)性，潛水與大氣潛水與大氣圈及地表水圈的親密聯(lián)絡(luò)性，潛水與大氣圈及地表水圈的聯(lián)絡(luò)通道是包氣帶，影響包氣帶水分的要圈及地表水圈的聯(lián)絡(luò)通道是包氣帶，影響包氣帶水分的要素都影響潛水。氣

29、候、水文要素對(duì)潛水影響顯著。素都影響潛水。氣候、水文要素對(duì)潛水影響顯著。4動(dòng)態(tài)變化動(dòng)態(tài)變化第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存5潛水特征潛水特征沒有隔水頂板，具有自在的水面沒有隔水頂板，具有自在的水面潛水分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)經(jīng)常一致潛水分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)經(jīng)常一致 潮濕氣候補(bǔ)給豐富及地形切割劇烈利于徑流的地域，有潮濕氣候補(bǔ)給豐富及地形切割劇烈利于徑流的地域，有利于潛水的徑流排泄，往往構(gòu)成含鹽量不高的淡水。利于潛水的徑流排泄，往往構(gòu)成含鹽量不高的淡水。 干旱氣候下，由細(xì)顆粒組成的盆地平原，潛水的蒸發(fā)排泄為主，干旱氣候下，由細(xì)顆粒組成的盆地平原，潛水的蒸發(fā)排泄為主，常構(gòu)成含鹽高的咸水。常構(gòu)成含鹽高的咸水。易

30、污染易污染潛水的水位、水量、水質(zhì)等動(dòng)態(tài)潛水的水位、水量、水質(zhì)等動(dòng)態(tài)變化與氣候水文、地形等要素親密變化與氣候水文、地形等要素親密相關(guān)，動(dòng)態(tài)變化明顯。相關(guān)，動(dòng)態(tài)變化明顯。埋藏淺，易于開發(fā)，重要水源埋藏淺，易于開發(fā)，重要水源7潛水等水位線圖潛水等水位線圖潛水等水位線圖：將潛水位相等的各點(diǎn)連線，得到潛水等水位線圖。潛水等水位線圖：將潛水位相等的各點(diǎn)連線，得到潛水等水位線圖。該圖與各種等值線圖，例如等高線圖類似，能反映潛水面外形該圖與各種等值線圖，例如等高線圖類似，能反映潛水面外形潛水位：潛水面上任一點(diǎn)的高程稱為該點(diǎn)的潛水位潛水位：潛水面上任一點(diǎn)的高程稱為該點(diǎn)的潛水位第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦

31、存確定潛水的流向確定潛水的流向第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存水面坡度：相鄰兩條等水位線的水位差除以其程度間隔水面坡度：相鄰兩條等水位線的水位差除以其程度間隔水力梯度：沿浸透途徑水頭損失與相應(yīng)浸透途徑長度的比值水力梯度：沿浸透途徑水頭損失與相應(yīng)浸透途徑長度的比值當(dāng)潛水面坡度不大時(shí)，潛水面坡度可視為潛水水力梯度當(dāng)潛水面坡度不大時(shí)，潛水面坡度可視為潛水水力梯度hLS確定潛水面的水面坡度確定潛水面的水面坡度第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存判別潛水和地表水的補(bǔ)排關(guān)系判別潛水和地表水的補(bǔ)排關(guān)系第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存確定泉水出露位置和沼澤化

32、范圍確定泉水出露位置和沼澤化范圍侵蝕下降泉侵蝕下降泉接觸泉接觸泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉侵蝕上升泉侵蝕上升泉斷層泉斷層泉接觸帶泉接觸帶泉第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存推斷含水層巖性或厚推斷含水層巖性或厚度的變化度的變化第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存確定潛水埋藏深度結(jié)合地形等高線圖確定潛水埋藏深度結(jié)合地形等高線圖確定含水層厚度結(jié)合隔水地板等高線圖確定含水層厚度結(jié)合隔水地板等高線圖確定泉水出露位置和沼澤化范圍確定泉水出露位置和沼澤化范圍 取水工程最好布置在潛水流集合的地域點(diǎn)工程取水取水工程最好布置在潛水流集合的地域點(diǎn)工程

33、取水; ; 或潛水集中排泄的地段。取水建筑物陳列方向普通應(yīng)垂或潛水集中排泄的地段。取水建筑物陳列方向普通應(yīng)垂直地下水流向，即與等水位線相一致。線狀工程取水直地下水流向，即與等水位線相一致。線狀工程取水第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存 承壓水：充溢于兩個(gè)穩(wěn)定隔水層弱透水層之間的承壓水：充溢于兩個(gè)穩(wěn)定隔水層弱透水層之間的含水層中的水含水層中的水 隔水頂板：承壓含水層上部的隔水層弱透水層隔水頂板：承壓含水層上部的隔水層弱透水層 隔水底板：下部的隔水層弱透水層隔水底板：下部的隔水層弱透水層 承壓含水層厚度：隔水頂板與隔水底板之間的間隔承壓含水層厚度：隔水頂板與隔水底板之間的間隔 承壓區(qū)與非承壓區(qū)

34、承壓區(qū)與非承壓區(qū) 承壓高度：鉆孔中靜止水位到含水層頂面之間的間隔承壓高度：鉆孔中靜止水位到含水層頂面之間的間隔成為承壓高度成為承壓高度 測壓水位：井中靜止水位的高程就是承壓水在該點(diǎn)的測壓水位：井中靜止水位的高程就是承壓水在該點(diǎn)的測壓水位測壓水位3.5 承壓水承壓水1概念概念第三章第三章 地下水的賦存地下水的賦存2補(bǔ)給與排泄方式補(bǔ)給與排泄方式補(bǔ)給：大氣降水及地表水體入滲；補(bǔ)給：大氣降水及地表水體入滲； 從其它含水層越流補(bǔ)給從其它含水層越流補(bǔ)給排泄：泉；徑流；向其它含水層越流排泄排泄：泉；徑流；向其它含水層越流排泄3水質(zhì)：取決于埋藏條件及其與外界聯(lián)絡(luò)的程度水質(zhì)：取決于埋藏條件及其與外界聯(lián)絡(luò)的程度

35、與外界聯(lián)絡(luò)愈親密，參與水循環(huán)愈積極，承壓水的水與外界聯(lián)絡(luò)愈親密，參與水循環(huán)愈積極，承壓水的水質(zhì)就愈接近于入滲的大氣降水與地表水，通常為含鹽量低質(zhì)就愈接近于入滲的大氣降水與地表水，通常為含鹽量低的淡水。與外界聯(lián)絡(luò)差，水循環(huán)緩慢，水的含鹽量就高。的淡水。與外界聯(lián)絡(luò)差，水循環(huán)緩慢，水的含鹽量就高。 承壓水不像潛水那樣容易污染，但是一旦污染后那么很難使其凈化承壓水不像潛水那樣容易污染，但是一旦污染后那么很難使其凈化第四章第四章 地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律4.1 重力水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律重力水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律4.1.1 達(dá)西定律達(dá)西定律線性浸透定律線性浸透定律達(dá)西實(shí)驗(yàn)表示圖達(dá)西實(shí)驗(yàn)表示圖KAIL

36、hKAQAVQAQV AQKIVIVK A第四章第四章 地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律hhLL第四章第四章 地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律第四章第四章 地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律4信手流網(wǎng)繪制信手流網(wǎng)繪制例例2第四章第四章 地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律第四章第四章 地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律 1 1知某向斜盆地中，有一承壓砂巖含水層，由大氣降水補(bǔ)給，知某向斜盆地中，有一承壓砂巖含水層，由大氣降水補(bǔ)給，以泉群方式呈線狀排泄，水位穩(wěn)定。含水層等厚均質(zhì)各向同性，平以泉群方式呈線狀排泄，水位穩(wěn)定。含水層等厚均質(zhì)各向同性，平面上流線平行，其剖面

37、如下圖。點(diǎn)面上流線平行，其剖面如下圖。點(diǎn)A A、B B、C C、D D、E E、F F分別在同一鉛分別在同一鉛直面上。直面上。A A、C C、E E是沿隔水頂板流線上的三個(gè)點(diǎn)；是沿隔水頂板流線上的三個(gè)點(diǎn)；B B、D D、F F是沿隔水是沿隔水底板流線上的三個(gè)點(diǎn)。畫出向斜盆地的流網(wǎng)圖。底板流線上的三個(gè)點(diǎn)。畫出向斜盆地的流網(wǎng)圖。第四章第四章 地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律1K2K123KK 第四章第四章 地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律123KK 1K2K第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化6.3 地下水的化學(xué)特征地下水的化學(xué)特征6.

38、3.1 地下水中主要?dú)怏w成分地下水中主要?dú)怏w成分 各種氣體、離子、膠體物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)以及微生物等各種氣體、離子、膠體物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)以及微生物等 主要的氣體組分：主要的氣體組分：O2、N2、CO2、H2S、CH4、H2、碳?xì)浠衔锛吧倭康亩栊詺怏w。碳?xì)浠衔锛吧倭康亩栊詺怏w。 來源：空氣來源：空氣O2、N2、CO2、生物化學(xué)、生物化學(xué)H2S、CH4、N2、CO2，化學(xué)及核反響，化學(xué)及核反響He、Rn 氣體成分存在的意義：氣體成分可以闡明地下水所氣體成分存在的意義：氣體成分可以闡明地下水所處的地球化學(xué)環(huán)境；地下水中的有些氣領(lǐng)會(huì)添加水溶解處的地球化學(xué)環(huán)境；地下水中的有些氣領(lǐng)會(huì)添加水溶解鹽類的才干，促進(jìn)某

39、些化學(xué)反響。鹽類的才干，促進(jìn)某些化學(xué)反響。第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化 6.3.2 地下水中的主要離子成分地下水中的主要離子成分 普通情況下，隨著總礦化度溶解性總固體普通情況下，隨著總礦化度溶解性總固體/TDS的變化，地的變化，地下水中占主要位置的離子成分也隨之發(fā)生變化。下水中占主要位置的離子成分也隨之發(fā)生變化。 低礦化水中常以低礦化水中常以HCO3-及及Ca2+、Mg2+為主；為主； 高礦化水那么以高礦化水那么以C1-及及Na+為主；為主； 中等礦化的地下水中，陰離子常以中等礦化的地下水中，陰離子常以SO42-為主，主要陽離子為主，主要陽

40、離子那么可以是那么可以是Na+，也可以是，也可以是Ca2+。這是由于：。這是由于：地下水中常見鹽類的溶解度地下水中常見鹽類的溶解度0，單位，單位g/L鹽類鹽類溶解度溶解度鹽類鹽類溶解度溶解度鹽類鹽類溶解度溶解度NaClKClMgCl2CaCl2350290558.118731.918Na2SO4MgSO4CaSO4502701.9Na2CO3MgCO3193.9180.1第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化6.4 地下水化學(xué)成分的構(gòu)成作用地下水化學(xué)成分的構(gòu)成作用6.4.1 溶濾作用溶濾作用1定義：水與巖土相互作用下，巖土中一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)入地下定義：水

41、與巖土相互作用下，巖土中一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)入地下水中水中2結(jié)果：巖土失去一部分可溶物質(zhì)，地下水那么補(bǔ)充了新結(jié)果：巖土失去一部分可溶物質(zhì)，地下水那么補(bǔ)充了新的組分的組分3溶解的過程溶解的過程4溶解與結(jié)晶同時(shí)進(jìn)展溶解與結(jié)晶同時(shí)進(jìn)展溶解度溶解度5不同鹽類具有不同的溶解度緣由不同鹽類具有不同的溶解度緣由水是偶極分子水是偶極分子結(jié)晶格架中的鹽類離子結(jié)晶格架中的鹽類離子不同鹽類，結(jié)晶格架中離子間的吸引力不同不同鹽類，結(jié)晶格架中離子間的吸引力不同第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化6溫度對(duì)溶解度的影響溫度對(duì)溶解度的影響 隨著溫度上升，結(jié)晶格架內(nèi)離隨著溫度上升，結(jié)晶格架

42、內(nèi)離子的振蕩運(yùn)動(dòng)加劇，離子間引力減子的振蕩運(yùn)動(dòng)加劇，離子間引力減弱，水的極化分子易于將離子從結(jié)弱，水的極化分子易于將離子從結(jié)晶格架上拉出。因此，鹽類溶解度晶格架上拉出。因此，鹽類溶解度通常隨溫度上升而增大。通常隨溫度上升而增大。 但是，某些鹽類例外，如但是，某些鹽類例外，如 Na2SO4 在溫度上升時(shí)，由于礦物在溫度上升時(shí)，由于礦物結(jié)晶中的水分子逸出，離子間引力結(jié)晶中的水分子逸出，離子間引力增大，溶解度反而降低；增大，溶解度反而降低； CaCO3 及及 MgCO3的溶解度也的溶解度也隨溫度上升而降低，這與下面所說隨溫度上升而降低，這與下面所說的脫碳酸作用有關(guān)。的脫碳酸作用有關(guān)。第六章第六章 地

43、下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化7溶濾作用的強(qiáng)度巖土中的組分轉(zhuǎn)入水中的速率與以溶濾作用的強(qiáng)度巖土中的組分轉(zhuǎn)入水中的速率與以下要素有關(guān)：下要素有關(guān)：組成巖土的礦物鹽類的溶解度組成巖土的礦物鹽類的溶解度 NaCl與與SiO2比較比較巖土的空隙特征巖土的空隙特征 缺乏裂隙的致密基巖，水難以與礦物鹽類接觸，溶濾作用缺乏裂隙的致密基巖，水難以與礦物鹽類接觸，溶濾作用便也無從發(fā)生。便也無從發(fā)生。水的溶解才干決議著溶濾作用的強(qiáng)度水的溶解才干決議著溶濾作用的強(qiáng)度 總的說來，低礦化水溶解才干強(qiáng)而高礦化水弱?？偟恼f來，低礦化水溶解才干強(qiáng)而高礦化水弱。水中水中CO2、O2等氣體成分

44、的含量決議著某些鹽類的溶解才等氣體成分的含量決議著某些鹽類的溶解才干干 如水中如水中CO2含量愈高，溶解碳酸鹽及硅酸鹽的才干愈強(qiáng)。含量愈高，溶解碳酸鹽及硅酸鹽的才干愈強(qiáng)。O2的含量愈高，水溶解硫化物的才干愈強(qiáng)。的含量愈高，水溶解硫化物的才干愈強(qiáng)。水的流動(dòng)情況水的流動(dòng)情況第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化水的流動(dòng)情況水的流動(dòng)情況 流動(dòng)停滯的地下水，最終將失去溶解才干，溶濾作用便告終流動(dòng)停滯的地下水，最終將失去溶解才干，溶濾作用便告終止。地下水流動(dòng)迅速，礦化度低的、含有大量止。地下水流動(dòng)迅速，礦化度低的、含有大量CO2、O2的大氣的大氣降水和地表水，

45、不斷更新含水層中原有的溶解才干曾經(jīng)趨于飽和降水和地表水，不斷更新含水層中原有的溶解才干曾經(jīng)趨于飽和的水，溶濾作用便繼續(xù)地劇烈發(fā)育。的水，溶濾作用便繼續(xù)地劇烈發(fā)育。 地下水的徑流與交替強(qiáng)度是決議溶濾作用強(qiáng)度的最活潑最關(guān)地下水的徑流與交替強(qiáng)度是決議溶濾作用強(qiáng)度的最活潑最關(guān)鍵的要素鍵的要素8溶濾作用與純化學(xué)的溶解作用的區(qū)別溶濾作用與純化學(xué)的溶解作用的區(qū)別溶濾作用時(shí)間上的階段性溶濾作用時(shí)間上的階段性 溶濾作用是一種與一定的自然地理與地質(zhì)環(huán)境相聯(lián)絡(luò)的歷史過溶濾作用是一種與一定的自然地理與地質(zhì)環(huán)境相聯(lián)絡(luò)的歷史過程。程。第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化 經(jīng)受

46、構(gòu)造變動(dòng)與剝蝕作用的巖層，接受來自大氣圈及地表水圈經(jīng)受構(gòu)造變動(dòng)與剝蝕作用的巖層，接受來自大氣圈及地表水圈的入滲水補(bǔ)給而開場其溶濾過程。的入滲水補(bǔ)給而開場其溶濾過程。 想象巖層中原來含有包括氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽等想象巖層中原來含有包括氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽等各種礦物鹽類。各種礦物鹽類。 開場階段，氯化物最易于由巖層轉(zhuǎn)入水中，而成為地下水中主開場階段，氯化物最易于由巖層轉(zhuǎn)入水中，而成為地下水中主要化學(xué)組分。要化學(xué)組分。 隨著溶濾作用延續(xù)，巖層含有的氯化物由于不斷轉(zhuǎn)入水中并被隨著溶濾作用延續(xù)，巖層含有的氯化物由于不斷轉(zhuǎn)入水中并被水流帶走而貧化，相對(duì)易溶的硫酸鹽成為遷入水中的主要組分

47、。水流帶走而貧化，相對(duì)易溶的硫酸鹽成為遷入水中的主要組分。 溶濾作用長期繼續(xù)，巖層中保管下來的幾乎只是難溶的碳酸鹽溶濾作用長期繼續(xù)，巖層中保管下來的幾乎只是難溶的碳酸鹽及硅酸鹽，地下水的化學(xué)成分當(dāng)然也就以碳酸鹽及硅酸鹽為主了。及硅酸鹽，地下水的化學(xué)成分當(dāng)然也就以碳酸鹽及硅酸鹽為主了。 因此，一個(gè)地域經(jīng)受溶濾愈劇烈，時(shí)間愈長久，地下水的礦化因此，一個(gè)地域經(jīng)受溶濾愈劇烈，時(shí)間愈長久，地下水的礦化度愈低，愈是以難溶離子為其主要成分。度愈低，愈是以難溶離子為其主要成分。第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化溶濾作用空間上的差別性溶濾作用空間上的差別性難溶離子

48、的相對(duì)含量難溶離子的相對(duì)含量也就愈高也就愈高 氣候愈是潮濕多雨氣候愈是潮濕多雨地質(zhì)構(gòu)造的開啟性愈好地質(zhì)構(gòu)造的開啟性愈好巖層的導(dǎo)水才干愈強(qiáng)巖層的導(dǎo)水才干愈強(qiáng)地形切割愈劇烈地形切割愈劇烈地下徑流與水交替地下徑流與水交替愈迅速愈迅速巖巖層層經(jīng)經(jīng)受受的的溶溶濾濾便便愈愈充充分分保管的易溶鹽類保管的易溶鹽類便愈貧乏便愈貧乏地下水的礦化度愈低地下水的礦化度愈低8溶濾作用與純化學(xué)的溶解作用的區(qū)別溶濾作用與純化學(xué)的溶解作用的區(qū)別第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化6.4.2 濃縮作用濃縮作用 溶濾作用將巖土中的某些成分溶入水中，地下水的流溶濾作用將巖土中的某些成分

49、溶入水中，地下水的流動(dòng)又把這些溶解物質(zhì)帶到排泄區(qū)。動(dòng)又把這些溶解物質(zhì)帶到排泄區(qū)。 在干旱半干旱地域的平原與盆地的低洼處，地下水位在干旱半干旱地域的平原與盆地的低洼處，地下水位埋藏不深，蒸發(fā)成為地下水的主要排泄去路。埋藏不深，蒸發(fā)成為地下水的主要排泄去路。 由于蒸發(fā)作用只排走水分，鹽分仍保管在余下的地下由于蒸發(fā)作用只排走水分，鹽分仍保管在余下的地下水中，隨著時(shí)間延續(xù)，地下水溶液逐漸濃縮，礦化度不斷水中，隨著時(shí)間延續(xù)，地下水溶液逐漸濃縮，礦化度不斷增大。增大。1 1濃縮作用的過程定義濃縮作用的過程定義第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化6.4.2 濃縮

50、作用濃縮作用2 2濃縮作用對(duì)地下水礦化度的影響濃縮作用對(duì)地下水礦化度的影響 隨著地下水礦化度上升，溶解度較小的鹽類在水中相繼到隨著地下水礦化度上升，溶解度較小的鹽類在水中相繼到達(dá)飽和而沉淀析出，易溶鹽類如達(dá)飽和而沉淀析出，易溶鹽類如 NaCl的離子逐漸成為水中的離子逐漸成為水中主要成分。主要成分。 未經(jīng)蒸發(fā)濃縮前未經(jīng)蒸發(fā)濃縮前隨著蒸發(fā)濃縮隨著蒸發(fā)濃縮繼續(xù)濃縮繼續(xù)濃縮水水“走鹽走鹽“留留第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化3 3產(chǎn)生濃縮作用必需同時(shí)具備的條件產(chǎn)生濃縮作用必需同時(shí)具備的條件干旱或半干旱的氣候；干旱或半干旱的氣候；較淺的地下水位埋深；較淺

51、的地下水位埋深；有利于毛細(xì)作用的顆粒細(xì)小的松散巖土；有利于毛細(xì)作用的顆粒細(xì)小的松散巖土；空間上位于地下水流動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)匯空間上位于地下水流動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)匯排泄處。排泄處。 干旱氣候下，濃縮作用的規(guī)模從根本上說取決于地下干旱氣候下，濃縮作用的規(guī)模從根本上說取決于地下水流動(dòng)系統(tǒng)的空間尺度以及其繼續(xù)的時(shí)間尺度。水流動(dòng)系統(tǒng)的空間尺度以及其繼續(xù)的時(shí)間尺度。第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化思索：思索：純粹的蒸發(fā)純粹的蒸發(fā)濃縮作用濃縮作用有什么不同之處？有什么不同之處？第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化6.4.8 人

52、類活動(dòng)在地下水化學(xué)成分構(gòu)成中的作用人類活動(dòng)在地下水化學(xué)成分構(gòu)成中的作用 1 1人類生活與消費(fèi)活動(dòng)產(chǎn)生的廢棄物污染地下水；人類生活與消費(fèi)活動(dòng)產(chǎn)生的廢棄物污染地下水； 工業(yè)消費(fèi)的廢氣、廢水與廢渣以及農(nóng)業(yè)上大量運(yùn)用化工業(yè)消費(fèi)的廢氣、廢水與廢渣以及農(nóng)業(yè)上大量運(yùn)用化肥農(nóng)藥，使天然地下水富集了原來含量很低的有害元素，肥農(nóng)藥，使天然地下水富集了原來含量很低的有害元素，如酚、氰、汞、砷、鉻、亞硝酸等；如酚、氰、汞、砷、鉻、亞硝酸等； 濱海地域過量開采地下水引起海水入侵；濱海地域過量開采地下水引起海水入侵； 不合理的打井采水使咸水運(yùn)移；不合理的打井采水使咸水運(yùn)移； 干旱半干旱地域不合理地引入地表水灌溉，引起干旱

53、半干旱地域不合理地引入地表水灌溉，引起大面積次生鹽漬化等。大面積次生鹽漬化等。 2 2人為作用大規(guī)模地改動(dòng)了地下水構(gòu)成條件，從而使人為作用大規(guī)模地改動(dòng)了地下水構(gòu)成條件，從而使地下水化學(xué)成分發(fā)生變化。地下水化學(xué)成分發(fā)生變化。第六章第六章 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分及其演化二、庫爾洛夫式表示法二、庫爾洛夫式表示法 庫爾洛夫式是用分?jǐn)?shù)的方式來表示水化學(xué)成分的，分庫爾洛夫式是用分?jǐn)?shù)的方式來表示水化學(xué)成分的，分子表示陰離子，分母表示陽離子，單位為毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)，子表示陰離子，分母表示陽離子，單位為毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)，陳列次序從左到右為含量減少方向。陳列次序從左到右為含量減少

54、方向。 含量小于含量小于10%10%毫克當(dāng)量的離子不列入示內(nèi)。毫克當(dāng)量的離子不列入示內(nèi)。 氣體成分及特殊組分，礦化度氣體成分及特殊組分，礦化度M M，列在分式的左邊，列在分式的左邊，單位為單位為g/Lg/L，右邊列上水溫，右邊列上水溫tt，pHpH值等。值等。 表示式中各種含量一概標(biāo)于該成分符合的右下角，將表示式中各種含量一概標(biāo)于該成分符合的右下角，將右下角的原子數(shù)移至右上角，例如：右下角的原子數(shù)移至右上角，例如：1510734103845 . 101. 02002. 0tMgCaSOHCOMSHBr第七章第七章 地下水的補(bǔ)給與排泄地下水的補(bǔ)給與排泄7.1 地下水的補(bǔ)給地下水的補(bǔ)給定義：含水層

55、或含水系統(tǒng)從外界獲得水量鹽量、熱量定義：含水層或含水系統(tǒng)從外界獲得水量鹽量、熱量的過程的過程補(bǔ)給來源人工：灌溉回歸水、水庫滲漏水，以及專門補(bǔ)給來源人工：灌溉回歸水、水庫滲漏水，以及專門性的人工補(bǔ)給性的人工補(bǔ)給研討內(nèi)容：補(bǔ)給來源、補(bǔ)給條件、補(bǔ)給量。研討內(nèi)容：補(bǔ)給來源、補(bǔ)給條件、補(bǔ)給量。補(bǔ)給來源自然：大氣降水、地表水、凝結(jié)水，來自其補(bǔ)給來源自然：大氣降水、地表水、凝結(jié)水，來自其它含水層或含水系統(tǒng)的水等它含水層或含水系統(tǒng)的水等一、大氣降水入滲機(jī)制一、大氣降水入滲機(jī)制7.1.1 大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給第七章第七章 地下水的補(bǔ)給與排泄地下水的補(bǔ)給與排泄 目前以為，松散堆積物中的降水

56、入滲存在活塞式與捷徑目前以為，松散堆積物中的降水入滲存在活塞式與捷徑式兩種：式兩種：第七章第七章 地下水的補(bǔ)給與排泄地下水的補(bǔ)給與排泄二、影響大氣降水補(bǔ)給地下水的要素二、影響大氣降水補(bǔ)給地下水的要素降水降水地表地表滲入地下滲入地下蒸發(fā)蒸發(fā)地表徑流地表徑流滲入地面以下的水滲入地面以下的水 補(bǔ)給含水層潛水的水補(bǔ)給含水層潛水的水土面蒸發(fā)土面蒸發(fā)葉面蒸騰葉面蒸騰土壤水土壤水大氣水大氣水第七章第七章 地下水的補(bǔ)給與排泄地下水的補(bǔ)給與排泄 影響大氣降水補(bǔ)給地下水的要素比較復(fù)雜，其中主要有影響大氣降水補(bǔ)給地下水的要素比較復(fù)雜，其中主要有年降水總量、降水特征、包氣帶的巖性和厚度、地形、植年降水總量、降水特征、

57、包氣帶的巖性和厚度、地形、植被等。被等。降水特征也影響降水特征也影響值的大小。值的大小。 間歇性的小雨間歇性的小雨 過分集中的暴雨過分集中的暴雨 不超越地面入滲速率的連綿細(xì)雨不超越地面入滲速率的連綿細(xì)雨降水量中相當(dāng)一部分要補(bǔ)足水分虧缺，因此年降水量過降水量中相當(dāng)一部分要補(bǔ)足水分虧缺，因此年降水量過小時(shí)，可以補(bǔ)給地下水的有效降水量就很小；年降水量大小時(shí)，可以補(bǔ)給地下水的有效降水量就很??；年降水量大那么有利于補(bǔ)給地下水，那么有利于補(bǔ)給地下水， 值較大。值較大。第七章第七章 地下水的補(bǔ)給與排泄地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.2 地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給一、河流與地下水的補(bǔ)給關(guān)系沿河流縱斷面

58、的變化一、河流與地下水的補(bǔ)給關(guān)系沿河流縱斷面的變化第七章第七章 地下水的補(bǔ)給與排泄地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.2 地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給第七章第七章 地下水的補(bǔ)給與排泄地下水的補(bǔ)給與排泄 汛期開場，河水浸濕包氣帶汛期開場，河水浸濕包氣帶并發(fā)生垂直下滲，使河下潛水并發(fā)生垂直下滲，使河下潛水面構(gòu)成水丘圖面構(gòu)成水丘圖a。河水不斷下滲，水丘逐漸抬河水不斷下滲，水丘逐漸抬高與擴(kuò)展，與河水聯(lián)成一體高與擴(kuò)展，與河水聯(lián)成一體圖圖b。 汛期終了，河水撤走，水丘汛期終了，河水撤走，水丘逐漸趨平，使一定范圍內(nèi)潛水逐漸趨平，使一定范圍內(nèi)潛水位普遍抬高圖位普遍抬高圖c。二、間歇性河流對(duì)地下水的補(bǔ)給過程二

59、、間歇性河流對(duì)地下水的補(bǔ)給過程第七章第七章 地下水的補(bǔ)給與排泄地下水的補(bǔ)給與排泄7.2 地下水的排泄地下水的排泄定義：含水層或含水系統(tǒng)失去水量的過程稱作排泄。定義：含水層或含水系統(tǒng)失去水量的過程稱作排泄。 在排泄過程中，含水層與含水系統(tǒng)的水質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)變化。在排泄過程中，含水層與含水系統(tǒng)的水質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)變化。研討內(nèi)容：研討含水層含水系統(tǒng)的排泄包括排泄去路、排泄研討內(nèi)容：研討含水層含水系統(tǒng)的排泄包括排泄去路、排泄條件與排泄量等。條件與排泄量等。排泄方式：排泄方式：地下水經(jīng)過泉、向河流泄流及蒸發(fā)、蒸騰等方式向外界排泄。地下水經(jīng)過泉、向河流泄流及蒸發(fā)、蒸騰等方式向外界排泄。此外，還存在一個(gè)含水層含水

60、系統(tǒng)向另一含水層含水系統(tǒng)此外，還存在一個(gè)含水層含水系統(tǒng)向另一含水層含水系統(tǒng)的排泄。越流的排泄。越流用井孔抽汲地下水，或用渠道、坑道等排除地下水，均屬地下水用井孔抽汲地下水，或用渠道、坑道等排除地下水，均屬地下水的人工排泄。的人工排泄。第七章第七章 地下水的補(bǔ)給與排泄地下水的補(bǔ)給與排泄7.2.1 泉泉定義：泉是地下水的天然露頭，在地形面與含水層或含水定義：泉是地下水的天然露頭，在地形面與含水層或含水通道相交點(diǎn)地下水出露成泉。通道相交點(diǎn)地下水出露成泉。泉泉補(bǔ)給泉的含補(bǔ)給泉的含水層的性質(zhì)水層的性質(zhì)上升泉上升泉承壓承壓水水下降泉下降泉潛水潛水出露緣由出露緣由侵蝕泉侵蝕泉接觸泉接觸泉溢流泉溢流泉出露緣由出露緣由