第十一講裂隙水

1、第十章孔隙水第一節(jié)洪積扇中的地下水一、典型的洪積扇形成首先從洪積物的形成洪積扇來(lái)分析。形成條件：干旱半干旱地區(qū)的山前地帶， 山區(qū)洪流沿河槽流出山口， 進(jìn)入平原或盆地，不再受河槽的約束， 加之地勢(shì)突然轉(zhuǎn)為平坦， 集中的洪流轉(zhuǎn)為辮狀散流（如插圖 10-1 ）；水的流速頓減，搬運(yùn)能力急劇降低，洪流所攜帶的物質(zhì)以山口為中心堆積成扇形，稱為洪積扇。插圖 10-1 洪積扇地形水系平面示意圖二、洪積物的沉積特征由山口向平原（盆地），由于水動(dòng)力條件控制著沉積作用，洪積扇顯示良好的地貌巖性分帶；地貌上坡度由陡變緩，巖性上由粗變細(xì)、分選由差變好。由圖 10-1 顯示了洪積扇的沉積物特征和地下水特點(diǎn)。圖 10 1

2、半干旱地區(qū)洪積扇水文地質(zhì)示意剖面圖基巖；2礫石； 3砂； 4粘性土； 5潛水位； 6承壓水測(cè)壓水位；7地下水流線； 8降水入滲； 9蒸發(fā)排泄； 10下降泉； 11井，涂蘭色部分有水三、地下水的特征地貌巖性的分帶性又決定了地下水的分帶性。由山口扇頂向平原（扇前緣）巖層透水性由好到差， 地下水位埋深由大變小，補(bǔ)給條件由好到差； 隨之，排泄由徑流為主轉(zhuǎn)化為以蒸發(fā)為主 （特別是在干旱半干旱氣候下），水化學(xué)作用由溶濾到濃縮，礦化度由小到大，水化學(xué)類型也產(chǎn)生相應(yīng)變化；地下水位的變動(dòng)（變幅）也由大到小。四、洪積物孔隙水特征分析方法（下表總結(jié)了從山前到平原，地形地貌、沉積水動(dòng)力條件、沉積特征及地下水特征的分帶

3、性）綜合上述分析， 分析不同沉積物類型的地下水賦存、 運(yùn)動(dòng)和水化學(xué)特征 （簡(jiǎn)稱水文地質(zhì)條件） ，應(yīng)從沉積物形成時(shí)的水動(dòng)力場(chǎng)到沉積物沉積規(guī)律入手， 再分析地下水的分帶性特征。掌握分析問(wèn)題的思路： 水動(dòng)力條件分帶沉積作用分帶地貌巖性分帶地下水分帶五、洪積扇中地下水的獨(dú)特性上面討論的是洪積扇中地下水的一般規(guī)律，在特定的自然地理、地質(zhì)背景下，洪積扇中的地下水有其獨(dú)特性。（1）水化學(xué)分帶的異常：西北干旱地區(qū)，蒸發(fā)強(qiáng)烈，顯示良好的水化學(xué)分帶扇頂為礦化度小于1g/L型水，中間過(guò)渡帶為13g/L 的型水，溢出帶以下為礦化度大于log/L的氯化物水華南地區(qū)水型無(wú)差異由洪積扇頂部直到溢出帶以下，均為礦化度小于0.

4、5g/L 的重碳酸鹽水。（2）地下水位埋深異常：烏魯木齊的洪積扇的潛水埋藏深度為扇頂淺，遠(yuǎn)山深。這是因?yàn)樾聵?gòu)造運(yùn)動(dòng)使隔水基底呈現(xiàn)差異斷塊活動(dòng)，近山處基底上升而遠(yuǎn)山處下落，故使兩側(cè)地下水位形成跌水（圖102）圖 10 2 因新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的洪積扇地下水位異常1隔水基巖； 2礫石； 3砂； 4粘性土； 5潛水位； 6泉（斷層兩側(cè)水位用不同顏色顯示差異）第二節(jié)沖積平原中的地下水以黃河下游沖積平原為例，說(shuō)明沖積平原孔隙水的特點(diǎn)。一、沖積平原的形成黃河中游是廣袤的黃土高原， 很容易遭受水流侵蝕帶入黃河。 鄭州以上，黃河在峽谷中流動(dòng)，以侵蝕搬運(yùn)作用為主。鄭州以下，進(jìn)入華北平原，坡降變小，黃河以堆積作用為主

5、，河床不斷淤淺。洪水期水流漫溢出河床堆積形成自然堤。河床不斷淤淺，河床高出周圍地區(qū)，成為地上河（如圖10-3 ）。洪水期黃河沖決自然堤形成泛濫平原，同時(shí)頻繁改道最終形成沖積平原。（插入圖10 3）。圖 10 3 黃河下游岸邊水文地質(zhì)剖面亞粘土； 2粉砂； 3細(xì)砂； 4潛水位； 5地下水流向二、沖積平原中的地下水基本特征從圖 10-3 和圖 10-4 顯示，由現(xiàn)代河道與近代古河道到河間洼地， 顯示著良好的微地貌巖性地下水分帶性。 以下表的方式對(duì)沖積平原地下水的分帶性特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。圖 10 4 黃河沖積平原水文地質(zhì)示意圖1砂； 2亞砂、亞粘土； 3粘土； 4地下水位； 5咸水（礦化度大于 2g/L

6、 ）與淡水界線，齒指向咸水一側(cè)； 6入滲與蒸發(fā)； 7地下水流線； 8 鹽漬化沖積平原地下水的分帶性特點(diǎn)的總結(jié)表第三節(jié)湖積物中的地下水（一般性了解）一、沉積特征顆粒分選良好，層理細(xì)密。岸邊淺水處沉積砂礫等粗粒物質(zhì)，向湖心逐漸過(guò)渡為粘土。（插圖10-2 顯示湖泊沉積物的分帶特征）二、含水層特征主要含水層為砂礫，展布廣、厚度大 ( 單層厚度甚至可高達(dá) l00m 以上 ) 。剖面上為層狀或延伸遠(yuǎn)的長(zhǎng)透鏡狀。隨著氣候與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的變化， 湖盆發(fā)生變化， 沉積物的特征也隨之變化。 氣候的周期交替 ( 或構(gòu)造下降與停頓交替 ) ，可形成砂礫層與粘土層交替堆積， 形成多個(gè)被粘土分隔的含水砂層。插圖 10-2 典

7、型湖泊沉積物的分帶特征三、地下水的特征湖泊初期，湖積物發(fā)育，后期湖泊萎縮，湖積物多被沖積物所覆蓋。由于湖積物是砂礫石與粘土的互層， 垂向越流補(bǔ)給與天窗補(bǔ)給比較少。 側(cè)向上湖積砂礫含水層主要通過(guò)進(jìn)入湖泊的沖積砂層與外界聯(lián)系。但補(bǔ)給范圍小。與外界聯(lián)系較差， 補(bǔ)給困難， 地下水資源更新困難。 地下水資源一般并不豐富。第四節(jié)黃土高原的地下水黃土是特定地質(zhì)歷史時(shí)期的沉積物; 在我國(guó)西部大面積分布，而西部地區(qū)又是我國(guó)干旱半干旱氣候區(qū)， 水資源嚴(yán)重匱乏， 基本上無(wú)常年性河流 （或地表水） ，地下水水量也不豐富， 賦存于黃土孔隙與裂隙中的地下水是當(dāng)?shù)厝嗣裆畹闹饕?。一、黃土特征厚度大，結(jié)構(gòu)疏松，粉土含量大

8、于60%，含鈣質(zhì)結(jié)合，呈棕黃，微紅，棕黑色，形成于中、下更新世（與黃土）；黃土均發(fā)育垂直節(jié)理，其垂向滲透系數(shù)常比水平方向大幾倍到幾十倍，隨著埋藏深度加大， 黃土中大孔隙減少， 滲透性明顯降低（圖10 6）。二、黃土地區(qū)的地貌形態(tài)根據(jù)圖 10-8 所示，黃土地區(qū)的地貌形態(tài)有塬、梁峁，黃土杖（撐）地。三、黃土中的地下水黃土塬：有較為寬廣的平臺(tái)。割切較弱故有利于降水入滲（降水入滲系數(shù)平均為 5 10）而不利于迅速排泄，故賦存地下水比較豐富。圖 10 8 黃土高原地下水示意圖（a）黃土塬；（ b）黃土梁峁；（ c）黃土杖（撐）地1隔水基巖； 2下中更新世黃土； 3上更新世黃土； 4地下水位；5示意地下水流線； 6降水入滲； 7蒸發(fā)； 8泉； 9井黃土塬從塬中到塬邊地下水顯示良好的分帶性特點(diǎn)