地下水環(huán)境 第1章-地下水的存在形式_第1頁
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1、第二章地下水的存在形式1地下水的賦存地下水埋藏在地表以下巖層空隙中的水。地下水的儲(chǔ)存空間巖層的空隙。巖層的空隙不僅是地下水的儲(chǔ)存處,也是地下水運(yùn)動(dòng)的通道??障兜拇笮 ⒍嗌?、形狀及分布規(guī)律決定著地下水的分布和運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。1.1巖土的空隙性巖石的空隙特征千差萬別,按成因可分為三類:松散巖層的孔隙;非溶性堅(jiān)硬巖石中的裂隙;易溶性巖石中的溶隙。1松散巖層的孔隙松散的巖土(如土壤、砂、卵石等)是由大小不等的碎屑顆粒組成的。常見粒級(jí)的劃分:粒徑2mm為礫(礫狀結(jié)構(gòu));2-0.06mm為砂(砂狀結(jié)構(gòu));0.06-0.004mm為粉砂(粉砂結(jié)構(gòu));V0.004mm為粘土。圖中給出幾種典型的孔隙類型,(a)分選

2、良好、排列疏松的砂;(b)分選良好、排列緊密的砂;(c)分選不良、含泥、砂的礫石;(d)經(jīng)過部分膠結(jié)的砂巖;(e)具有結(jié)構(gòu)性空隙(由于粘粒表面常常帶有電荷,在顆粒接觸時(shí)便連接成顆粒結(jié)合體而形成結(jié)構(gòu)孔隙)的粘土;經(jīng)過壓縮的粘土。在顆粒或顆粒集合體之間普遍存在著空隙,空隙相互連通,呈小孔狀,故稱作孔隙??紫扼w積的多少用孔隙度表示??紫抖萵是指某一體積巖土V(包括孔隙在內(nèi))中孔隙體積Vn所占的V比例,可以百分?jǐn)?shù)或小數(shù)表示,即n=vnx100%孔隙度大小的影響因素顆粒排列方式:最疏松排列方式是當(dāng)其呈立方體形態(tài)排列時(shí)見圖中a),最緊密排列方式是呈四面體排列時(shí)見圖中(b),自然界中松散巖土的孔隙度大多介于

3、此兩者之間,但粘性土的孔隙度往往超過上述理論最大值,這是由于粘粒表面常常帶有電荷,在顆粒接觸時(shí)便連接成顆粒結(jié)合體而形成結(jié)構(gòu)孔隙。顆粒分選程度:顆粒分選性愈差,大小愈懸殊,孔隙度愈小。這是因?yàn)榇箢w粒所形成的孔隙往往被小顆粒所充填,從而大大降低了孔隙度。顆粒的形狀及膠結(jié)程度:巖石顆粒形狀愈不規(guī)則,棱角愈明顯,通常排列就愈松散,孔隙度也愈大。巖石的孔隙被膠結(jié)物充填,致使孔隙減少,孔隙度降低。注意:顆粒的大小對(duì)孔隙度沒有影響。松散巖土的其它幾個(gè)指標(biāo):孔隙比_孔隙體積V孔隙比e=固體顆粒體積=Vvs干密度干土的質(zhì)量m干密度pd=巖土的體積=v(g/cm3)干容重Y-干土的重量_wg(g/cm3)干容重Y

4、_巖土的體積_vr(g/cm3)孔隙比和孔隙度一樣,也是反映巖土密實(shí)程度的指標(biāo)之一。干密度通常用于填方工程(土壩、路基、地基)的控制壓實(shí)質(zhì)量的指標(biāo),干密度大,表明土體壓實(shí)程度大,質(zhì)量好。在水文地質(zhì)領(lǐng)域,多采用干容重這個(gè)指標(biāo)。干容重越大,巖土越密實(shí),則孔隙度越小。2非溶性堅(jiān)硬巖石中的裂隙固結(jié)的堅(jiān)硬巖石,一般不存在或只保留少量的顆粒間的孔隙,而主要發(fā)育各種應(yīng)力作用下巖石破裂后形成的裂縫狀空隙,稱為裂隙。裂隙按其成因分為三種類型:成巖裂隙、構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙成巖裂隙:指巖石在成巖過程中受內(nèi)部應(yīng)力作用而產(chǎn)生的原生裂隙,如沉積巖在固結(jié)過程中脫水收縮所形成的裂隙,以及巖漿(侵入)巖冷卻凝固時(shí)產(chǎn)生的裂隙均為

5、成巖裂隙。典型的如玄武巖的柱狀節(jié)理。構(gòu)造裂隙:指巖石在后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過程中受力而產(chǎn)生的,如構(gòu)造節(jié)理、斷層和褶皺產(chǎn)生的裂隙等。風(fēng)化裂隙:是在各種物理、化學(xué)與生物因素作用下,巖石遭受破壞而產(chǎn)生的裂隙,主要分布在地表附近,如花崗巖風(fēng)化裂隙。V裂隙率:裂隙體積與包含裂隙在內(nèi)的巖石體積之比值。KxlOO%fV裂隙的特點(diǎn):分布不均勻。3可溶性堅(jiān)硬巖石(鹽巖、石膏、石灰?guī)r)中的溶隙溶隙是可溶性巖石(如鹽巖NaCl、石膏CaSO42H2O、石灰?guī)r等)在含侵蝕性地表水或地下水的長期溶蝕作用下形成的溶孔,溶穴和溶洞等??扇苄詭r石中最典型、分布最廣的是石灰?guī)r,其主要成分為碳酸鈣。當(dāng)水中游離CO2含量高于與重碳酸根平衡

6、所需量時(shí),可溶解碳酸鈣,從而形成溶隙。溶隙的特點(diǎn)規(guī)模極不均勻,可從數(shù)毫米的溶孔到數(shù)十米、上百米的溶洞。V巖溶率:溶隙體積與包含溶隙在內(nèi)的巖石體積之比值。KX100%TV溶蝕帶與未溶蝕帶的巖溶率相差極大。因此,在巖溶發(fā)育地區(qū),往往即使在相距極其近的兩處,其巖溶率可相差極大。例如在同一巖性成分的可溶性巖層中,溶蝕帶的巖溶率可達(dá)百分之幾十,而其附近未溶蝕地段的巖溶率則可接近于零。1.2水在巖土中的賦存形式巖土空隙中的水按形態(tài)分為三類:液態(tài)水氣態(tài)水系指以水蒸氣狀態(tài)存在于非飽和含水巖土空隙中的水,即水汽;其特點(diǎn):可隨空氣移動(dòng);可自身從絕對(duì)濕度(水氣壓)大向絕對(duì)濕度小的地方遷移;在一定溫、壓條件下可與液態(tài)

7、水相互轉(zhuǎn)化,保持動(dòng)平衡。固態(tài)水一冰;當(dāng)巖土溫度低于0C時(shí),巖土空隙中的液態(tài)水即凍結(jié)為固態(tài)水,此時(shí)賦存地下水的巖土稱為凍土。液態(tài)水根據(jù)水分子受力狀況,分為結(jié)合水、重力水和毛細(xì)水:在松散巖土顆粒表面均帶有負(fù)電荷,水分子又是偶極體,一端帶正電,另一端帶負(fù)電,由于靜電引力作用,固相表面便可吸附水分子。結(jié)合水:受到固相表面的吸引力大于其自身重力的那部分水稱之。離固相表面越近的水分子,受到的靜電引力越大,隨著距離增大,吸引力漸漸減弱。最接近固相表面的結(jié)合水叫強(qiáng)結(jié)合水(吸著水),其外層稱弱結(jié)合水(薄膜水)。如圖強(qiáng)結(jié)合水(吸著水)的特點(diǎn):所受引力相當(dāng)于10000個(gè)大氣壓,水分子排列緊密而規(guī)則;不溶解鹽類,不能

8、被植物吸收,不能自由運(yùn)動(dòng),但可轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水而移動(dòng)。弱結(jié)合水(薄膜水)的特點(diǎn):受固相表面引力較弱,水分子排列不如強(qiáng)結(jié)合水規(guī)則和緊密;溶解鹽類的能力較低,其外層能被植物吸收利用,當(dāng)飽和時(shí)在外力作用下可運(yùn)動(dòng)。粘性土中,強(qiáng)結(jié)合水占48%,弱結(jié)合水占48%。砂性土中,強(qiáng)結(jié)合水占0.5%,弱結(jié)合水占0.2%??梢姡惩量障痘旧嫌山Y(jié)合水充滿,因此粘土在自身重力下不能給出水;但在一定的水頭差作用下,可以透水。重力水:能在重力影響下發(fā)生運(yùn)動(dòng)的自由水稱為重力水。它是我們最常見到的地下水的形式,如:入滲水向下的運(yùn)動(dòng),飽和帶中的地下水的運(yùn)動(dòng),并傳遞靜水壓力,地下徑流、泉水和井中的地下水等都是重力水。毛細(xì)水(毛管水)

9、概念1:松散巖土中細(xì)小孔隙彼此連通可構(gòu)成毛細(xì)管,在毛細(xì)力作用下,地下水沿細(xì)小孔隙上升到一定高度,這種既受重力又受毛細(xì)力作用的水即為毛細(xì)水。概念2:在毛管作用下土壤中能保持的水分,即在重力作用下不易排除的水中超出吸著水的部分為毛細(xì)水。毛細(xì)水存在于地下水面以上的包氣帶中毛細(xì)水特點(diǎn):毛細(xì)上升高度與空隙大小有關(guān);能被植物吸收;是地下水蒸發(fā)轉(zhuǎn)化為大氣水的重要一環(huán)。毛細(xì)水在地表水、土壤水、地下水、大氣水相互轉(zhuǎn)化過程中起著重要的作用。根據(jù)其形成情況不同,毛細(xì)水有三種形式:支持毛細(xì)水;懸著毛細(xì)水;孔角毛細(xì)水支持毛細(xì)水:在毛細(xì)力作用下,水從地下水面沿細(xì)小巖土空隙上升到一定高度,形成一個(gè)毛細(xì)水帶,通常稱為上升毛管

10、水。因有地下水面支持,故也稱為支持毛細(xì)水。支持毛細(xì)水在土壤剖面中的分布,通常是愈靠近地下水面,含水率愈大。懸著毛細(xì)水:在不受地下水補(bǔ)給時(shí),地表上層土壤由于降雨或灌水,借助毛管作用所能保持的地表入滲水分,稱之。懸著毛細(xì)水在土壤剖面中的分布,愈靠近地表含水率愈大,懸著毛細(xì)水所達(dá)到的深度,隨地表水補(bǔ)給量的增加而加大??捉敲?xì)水:包氣帶中,在土壤顆粒接觸間隙,由于構(gòu)成毛細(xì)管而形成彎液面,從而使水分得以滯留在孔隙角落上,稱之為孔角毛細(xì)水。孔角毛細(xì)水不易運(yùn)動(dòng)污染后難治理。1.3巖土的水理(水文地質(zhì))性質(zhì)巖土的水理性質(zhì)即巖土與水分的儲(chǔ)存、運(yùn)移有關(guān)的性質(zhì),包括:容水性,持水性,給水性,透水性。巖土空隙的大小和

11、多少與水分的存在形式及儲(chǔ)存和運(yùn)移性能密切相關(guān)。在一個(gè)足夠大的空隙中,從空隙壁面向外,依次分布著強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水和重力水。空隙愈大,重力水占的比例愈大;反之,結(jié)合水占的比例就愈大。細(xì)微的空隙,如其直徑小于結(jié)合水厚度的兩倍,空隙中便全部充滿結(jié)合水,而不存在重力水。因此,空隙大小和數(shù)量不同的巖土,其容納、保持、釋出及透過水的能力也有所不同。容水性巖土能容納一定水量的性能稱為容水性。度量容水性的指標(biāo)為容水度容水度:巖土完全飽水時(shí)所容納的最大水體積與巖土總體積之比,可用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。巖土完全飽水時(shí)的含水率稱為飽和含水率。容水度在數(shù)值上一般等于孔隙度,但膨脹土例外(充水后體積擴(kuò)大,其容水度可大于孔隙

12、度)。飽和度指含水體積與巖土空隙體積之比,1飽和差指飽和含水率與實(shí)際含水率之差,0持水性含水巖土在重力釋水后,依靠固體顆粒表面的吸附力和毛細(xì)力,仍能在空隙中保持住一定水量的能力,稱為持水性。度量持水性的指標(biāo)為持水度持水度:為飽水巖土經(jīng)重力排水(23d)后,巖土孔隙中尚能保持的水體積與巖土總體積之比,此時(shí)的巖土含水率也稱為田間持水率。田間持水率是個(gè)固定的數(shù)值嗎?給水性含水巖土在重力作用下能自由釋出一定水量的性能稱之。度量給水性的指標(biāo)為給水度給水度:指飽水巖土在重力作用下所釋出的水體積與巖土總體積之比一重要參數(shù)計(jì)算:給水度=容水度一持水度=飽和含水率一田間持水率誘水性巖土允許水體透過的性能稱為透水

13、性影響因素:巖土空隙的大小、數(shù)量及連通性度量巖土透水性的指標(biāo)是滲透系數(shù)。滲透系數(shù)k一重要參數(shù)(k=v/J)滲透系數(shù)愈大,表明巖土的透水性愈強(qiáng);反之,則愈弱。2不同埋藏條件下的地下水含水層:指能夠透水并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層。隔水層:不能給出也不能透水的巖層。可含或不含水;相對(duì)。地下水的埋藏條件:指含水層在地質(zhì)剖面中所處的部位及所受隔水層限制的情況。根據(jù)埋藏條件的不同,地下水可分為:包氣帶水(含上層滯水),潛水,承壓水2.1包氣帶水(含上層滯水)包氣帶(非飽和帶)和飽水帶:在距地表以下一定深度處,存在著飽水的地下水面,地下水面以上至地表面之間,巖土空隙沒有被液態(tài)水所充滿,包含有與大氣相連通的氣體,

14、稱該地帶為包氣帶;地下水面以下的巖土空隙全部為液態(tài)水所充滿,既有結(jié)合水,也有重力水,該地帶稱為飽水帶。見圖包氣帶又可細(xì)分為土壤水帶、中間帶和毛細(xì)水帶。如圖包氣帶水泛指儲(chǔ)存在包氣帶中的水,包括通稱為土壤水的吸著水、薄膜水、毛細(xì)水、氣態(tài)水和過路的重力滲入水,以及由特定條件所形成的屬于重力水狀態(tài)的上層滯水。上層滯水:在包氣帶中,當(dāng)存在局部隔水層時(shí),其上部可積聚具有自由水面的重力水,稱之為上層滯水。上層滯水接近地表,補(bǔ)給區(qū)和分布區(qū)一致,可受當(dāng)?shù)卮髿饨邓暗乇硭娜霛B補(bǔ)給,并以蒸發(fā)的形式排泄。在雨季可獲得補(bǔ)給并儲(chǔ)存一定的水量;而在旱季則逐漸消失,甚至干涸,其動(dòng)態(tài)變化顯著。且由于自地表至上層滯水的補(bǔ)給途徑

15、很短,極易受污染。2.2潛水在飽水帶中,由于含水層所受隔水層限制的狀況不同,又分為潛水和承壓水。潛水是地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層以上,具有自由水面的重力水。潛水要素:潛水面(潛水的自由水面),潛水埋深(潛水面至地表的鉛直距離),潛水水位(潛水面上任一點(diǎn)的高程),含水層厚度(潛水面至隔水底板的距離)潛水的主要特征:具有自由水面;直接接受降雨和地表水補(bǔ)給;埋藏分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)一致;動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定(水位、水量受氣候條件和河流水文狀況的影響,水質(zhì)受地表環(huán)境和人類活動(dòng)的影響)2.3承壓水承壓水是充滿于兩個(gè)隔水層之間的含水層中,具有靜水壓力的重力水。承壓水要素隔水頂、底板,含水層厚度,承壓水頭(壓力水頭),承壓水

16、位(測(cè)壓水位)承壓水的主要特征具有承壓性,水承受的壓力越大,承壓水頭就越大承壓性是承壓水的一個(gè)重要特征。圖212表示一個(gè)基巖向斜盆地,由于隔水頂板的存在,含水層分布范圍內(nèi)能明顯區(qū)分出補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)和排泄區(qū)三部分。含水層從出露位置較高的補(bǔ)給區(qū)獲得補(bǔ)給,向另一側(cè)排泄區(qū)排泄,當(dāng)進(jìn)入中間承壓區(qū)時(shí),由于受到隔水頂板的限制,含水層充滿水,水自身承受壓力,并以一定壓力作用于隔水頂板,壓力越高,揭穿頂板后水位上升越高,即承壓水頭越大。補(bǔ)給區(qū)較遠(yuǎn),補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)不一致,資源不易補(bǔ)充和恢復(fù)動(dòng)態(tài)較穩(wěn)定承壓水由于受到連續(xù)分布的隔水層的限制,它與大氣水、地表水的聯(lián)系較弱,主要通過含水層出露地表的補(bǔ)給區(qū)(該處的水實(shí)際上已

17、轉(zhuǎn)化為潛水)獲得補(bǔ)給,并通過范圍有限的排泄區(qū)進(jìn)行徑流排泄。當(dāng)頂、底板為半隔水層時(shí),它還可通過半隔水層從上部或下部含水層獲得補(bǔ)給(稱越流補(bǔ)給),或向上、下部含水層排泄(稱越流排泄)。由于受隔水層的限制,氣候、水文因素的變動(dòng)對(duì)承壓水的影響較小,使得承壓水參與水循環(huán)不如潛水積極,因此形成承壓水動(dòng)態(tài)較穩(wěn)定的特征,使承壓水資源不如潛水資源那樣容易補(bǔ)充和恢復(fù)。不易受污染,但一旦污染則不易自凈由于承壓水埋藏深度較大,且上部有隔水層的阻隔,故不易受地表水及大氣降水的污染。但由于承壓水參與水循環(huán)較弱,如一旦污染則不易自凈承壓水的分布范圍可區(qū)分出:補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)和排泄區(qū)。3不同含水介質(zhì)中的地下水含水介質(zhì)賦存地下水

18、的巖土含水介質(zhì)內(nèi)部的空隙分為:孔隙、裂隙和溶隙含水介質(zhì)中的地下水可分為:孔隙水、裂隙水和巖溶水3.1孔隙水孔隙水主要賦存于松散的沉積物中。由于不同沉積環(huán)境形成不同成因類型的沉積物(如洪積物,沖積物,湖積物等),其地貌形態(tài)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、沉積顆粒粒度及分選性等均各具特點(diǎn),使賦存其中的孔隙水的分布及與外界的聯(lián)系程度也不同。3.1.1洪積物中的地下水洪積物由山區(qū)集中的洪流流出山口堆積而形成,廣泛分布于山間盆地和山前平原地帶地貌特點(diǎn)呈現(xiàn)以山口為頂點(diǎn)的扇形或錐形,稱為洪積扇或洪積錐,多個(gè)扇連接成洪積群根據(jù)洪積扇組成物質(zhì)的差異,可將洪積扇分為三帶:砂礫石帶:位于洪積扇上部(圖中a區(qū)),此帶地形坡度陡,沉積物多

19、為礫石、卵石、漂礫等,不顯層理。此帶直接接受大氣降水和地表水補(bǔ)給,含水層厚度大,透水性強(qiáng),潛水埋藏較深,故也稱為潛水深埋帶。由于徑流條件好,水交替強(qiáng)烈,蒸發(fā)作用微弱,溶濾強(qiáng)烈,水的含鹽量低(vlg/1),因此又稱鹽分溶濾帶。粗細(xì)沉積交錯(cuò)過渡帶:位于洪積扇的中下部(圖中b區(qū)),此帶地形變緩,水動(dòng)力條件漸弱,沉積顆粒逐漸變細(xì),由砂礫、砂過渡為亞砂土、亞粘土,并在垂直方向上出現(xiàn)連續(xù)的粘土夾層。潛水徑流不暢,往往形成壅水,地下水位上升,潛水面接近地表,故也稱為潛水溢出帶。由于出現(xiàn)了連續(xù)的粘土夾層,故地下水既有上部潛水層,也有下部承壓水層。同時(shí),由于徑流途徑加長,蒸發(fā)增強(qiáng),水分含鹽量增加,故又稱為鹽分過

20、路帶?,F(xiàn)代洪積扇的前緣即止于此帶。粘性細(xì)土帶:位于洪積扇下部(圖中c區(qū)),即扇的邊緣沒入平原的部分,沉積物顆粒更細(xì),并有淤泥質(zhì)沉積,深部承壓水的承壓水頭也增高,可形成大面積的自流水區(qū)。由于地形更為平坦,地下水徑流條件很差,蒸發(fā)強(qiáng)烈,因此潛水埋深又進(jìn)一步變大,含鹽量也相應(yīng)增大,在干旱區(qū)因此常發(fā)生土壤鹽漬化,故又稱為潛水下沉帶或鹽分堆積帶。從總的分布規(guī)律山前平原地形坡度陡緩巖性粗細(xì)透水性強(qiáng)弱含水量多少潛水埋深大小水化學(xué)類型HCO3型TSO4和Cl型3.1.2沖積物中的地下水沖積物是由經(jīng)常性的河流水流而形成的沉積物,磨圓度和分選性較好。一般沿河流縱向呈條帶狀分布?,F(xiàn)代河流沉積中的地下水,與河水聯(lián)系密

21、切;故河道中的地下水,一般與河水無直接聯(lián)系河流上、中、下游各部位,由于各自的地形地貌條件和水動(dòng)力條件不同,形成的沉積物特征也不同河流上游沉積物的特征河流具侵蝕和堆積雙重作用。侵蝕作用形成河谷,堆積作用形成松散河流沉積物。在地殼上升和下降運(yùn)動(dòng)影響下,河流的侵蝕和堆積不斷交替進(jìn)行,形成沿河谷兩岸的第四紀(jì)松散河流沉積物河漫灘和河流階地,山間河谷的第四系孔隙水,主要就埋藏在河漫灘和河流階地中。河漫灘,見圖河流階地,見圖河流上游沉積物及水的特征水動(dòng)力條件強(qiáng),沉積物多為粗卵礫、砂礫石的階地,賦存潛水地勢(shì)高,以下蝕為主,含水層分布范圍小,但透水強(qiáng),富水好河流下蝕,河床切割階地含水層,平水期潛水補(bǔ)給河水,洪水

22、期河水補(bǔ)給潛水河流上游沉積物中的地下水主要賦存在一級(jí)階地中3河流中下游沉積物及水的特征地形坡度變緩,河流流速減小,攜帶河砂的能力下降,沉積物堆積,使河床變淺。汛期洪水泛濫,溢出河床,河速減小,便在河床兩側(cè)堆積所謂“自然堤”,隨著河床不斷淤積,自然堤不斷抬高,久之便形成所謂“地上河”;遇大洪,河流決堤改道,原河道沉積物便成為故河道。古河床和故河道砂層構(gòu)成良好透水含水層,不僅接受降水補(bǔ)給,更能獲得河流補(bǔ)給,水量豐富;河床潛水埋藏較深,蒸發(fā)少,溶濾作用為主,水質(zhì)較好,是理想的供水含水層。下游平原河流,在沉積和淤積作用下,河床和自然堤不斷加高,洪水泛濫,沖毀自然堤,河流改道。新河道又重復(fù)淤積、改道過程

23、,如此繼續(xù)不斷,形成了許多砂層故河道,以降雨補(bǔ)給為主,水量豐,水質(zhì)良好,是僅次于河床沉積的重要含水層。平原地區(qū)一般是沉降帶,形成的沖積物較厚,且平原河流由于側(cè)蝕作用而經(jīng)常改道,便在粘性土中形成一系列舌狀砂粒河床沉積,即古河道沉積,常構(gòu)成平原深部的舌帶狀承壓含水層。各舌狀砂帶之間通過隔水性較差的部位(如半隔水層)相互保持著一定的水力聯(lián)系。從這個(gè)意義上說,可將這些分散分布的舌狀含水層看作一個(gè)統(tǒng)一的含水層系統(tǒng)。地上河往往構(gòu)成分水嶺,故河道與現(xiàn)代河道間,形成河間洼地,巖性細(xì),潛水埋藏淺,徑流弱,蒸發(fā)大,易發(fā)生土壤鹽漬化。3.1.3湖積物中的地下水靜水沉積,沉積物特點(diǎn):分選良好,層理細(xì)密,自岸邊向湖心由

24、粗變細(xì)含水部位:沿湖岸的砂堤(砂礫和砂)中埋藏潛水;在河流入口的三角洲沉積物中,富含潛水和淺層承壓水補(bǔ)給:與湖水有水力聯(lián)系含水層,可獲得湖水補(bǔ)給;對(duì)湖泊已消失的湖積物,降水是主要補(bǔ)給源。3.1.4濱海沉積物中的地下水海洋是一個(gè)巨大而寧靜的水體,在河流流入海洋處河水受阻,流速變緩,形成散流,其所攜帶的沉積物也依次沉積下來。并隨著流速由河口向?yàn)I海深處降低,沉積物也逐漸變細(xì),形成與洪積扇相似的三角洲沉積。濱海三角洲屬海相陸相交錯(cuò)沉積,沉積機(jī)理類似于洪積扇含水層巖性主要為細(xì)砂和粉細(xì)砂,富水性差,受海水影響,含鹽量高,一般不能用于供水;濱海區(qū)深層可有水量豐富、水質(zhì)良好的承壓水。但在開發(fā)此承壓水時(shí)需預(yù)防海

25、水入侵和地面沉降問題。3.1.5黃土中的地下水黃土分布:甘肅、寧夏、陜西,山西等地成因:屬風(fēng)、洪、沖、湖積等多種成因的沉積物特點(diǎn):厚度大,以粉土為主,垂直裂隙發(fā)育,伴有孔洞、根孔、蟲孔等,無連續(xù)隔水層,垂直方向的滲透能力遠(yuǎn)大于水平方向黃土中地下水的特點(diǎn):地下水缺乏:因地區(qū)特點(diǎn),降雨少,補(bǔ)給條件差;地下水含鹽量高:因黃土中含可溶鹽較多,加之降水稀少,淋濾作用差,故。.3.1.6冰川沉積物中的地下水冰川是陸地上緩慢流動(dòng)著的巨大冰體,是固體淡水資源(占地球上淡水77%),是水圈的重要組成部分,廣布于高緯地區(qū)和中低緯度的高山。冰運(yùn)物冰川在運(yùn)動(dòng)時(shí),其內(nèi)部所含的大小石塊隨之一起被遷移,被搬遷的物質(zhì)主要來自

26、冰川在雪原刨蝕地面所形成的產(chǎn)物,以及冰川在流動(dòng)途中刨蝕冰床兩側(cè)和底部的產(chǎn)物落在其上的碎屑物質(zhì)。這些被搬遷的物質(zhì)大小混雜,分選性極差,既有直徑幾米、幾十米的漂礫,也有細(xì)小的粘土顆粒。所有這些正在被冰川搬遷的物質(zhì)及污水統(tǒng)稱為冰運(yùn)物。冰川沉積物當(dāng)冰川流動(dòng)到達(dá)雪線以下地區(qū),隨溫度升高而融化,后堆積形成冰磯物,大小混雜,分選極差,融化的冰水重新搬運(yùn)和分選冰磯物,形成冰水沉積,當(dāng)融冰水由于不同的地形地貌而匯成洪流、河流或湖泊時(shí),這些冰磯物則可相應(yīng)形成洪積物、沖積物及湖積物中的含水層。如我國整個(gè)松嫩平原,普遍分布有第四紀(jì)早期的冰水砂礫沉積,其中含有豐富的、水質(zhì)良好的地下水。冰川水資源冰川沉積物中的地下水水質(zhì)

27、良好,水量豐富。冰川如同固體水庫,起多年調(diào)節(jié)作用,融化的冰水可緩和河流水量的多年變化,是干旱區(qū)河流的重要補(bǔ)給源(如新疆,占全疆河流年徑流量的6)3.2裂隙水賦存在堅(jiān)硬基巖裂隙中的水稱為裂隙水裂隙水的特征:裂隙發(fā)育不均,含水量差異大;運(yùn)動(dòng)狀況復(fù)雜,導(dǎo)水性隨裂隙發(fā)育方向性具各向異性;流動(dòng)速度不大,多呈層流態(tài),但在個(gè)別大裂隙中,在一定水力梯度下,也可呈紊流狀態(tài)。按賦存地下水的裂隙成因,裂隙水可分為三類:風(fēng)化裂隙水,成巖裂隙水,構(gòu)造裂隙水3.2.1風(fēng)化裂隙水風(fēng)化裂隙形成:長期暴露地表的巖石,在溫度、水、空氣、生物等風(fēng)化應(yīng)力作用下,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、成分發(fā)生變化,并逐漸疏松破碎,從而在巖石中形成裂隙,稱

28、風(fēng)化裂隙。風(fēng)化裂隙特點(diǎn):發(fā)育密集均勻,有一定張開性,隨深度減弱,似殼狀,下部母巖隔水。裂隙水特點(diǎn):為埋藏較淺的潛水,成層分布,水力聯(lián)系好,具統(tǒng)一地下水面;水質(zhì)好,易開采;風(fēng)化殼厚度有限(幾米至幾十米),水量不大;分布受氣候、巖性、地形等因素影響:干燥溫差大地區(qū),宜形成大而開的裂隙,水量大;濕熱氣候區(qū)以化學(xué)風(fēng)化為主,沉淀物易填充裂隙,富水差;多礦物的粗粒結(jié)晶巖,熱脹冷縮不一,裂隙發(fā)育,水量大;山區(qū),剝蝕強(qiáng),殼發(fā)育不完全,坡度大,不利匯水,水少;低緩區(qū),剝蝕弱,利于殼保存,有利匯水地,含水層規(guī)模大成巖裂隙水成巖裂隙形成:成巖過程中受內(nèi)部應(yīng)力而產(chǎn)生的原生裂隙(如沉積巖固結(jié)脫水收縮所形成的裂隙,巖漿巖

29、冷卻凝固時(shí)產(chǎn)生的裂隙)裂隙水特點(diǎn):玄武巖發(fā)育柱狀節(jié)理及層面節(jié)理,均勻密集,張開連通性好,形成儲(chǔ)水豐富的潛水,成層分布,范圍廣,可作大中型水源侵入巖與圍巖接觸帶形成成巖裂隙,巖體邊緣富水,但規(guī)模有限,水量小巖脈起阻水作用,在地下水來水方向一側(cè)的透水巖層中,特別是接觸帶處,地下水富集構(gòu)造裂隙水構(gòu)造裂隙:受地應(yīng)力作用而產(chǎn)生,發(fā)育和分布復(fù)雜,受巖性(塑性、脆性,顆粒大?。┖蜆?gòu)造應(yīng)力(張應(yīng)力、壓扭剪應(yīng)力)控制裂隙水特點(diǎn):塑性巖石(如泥巖、頁巖等)受力發(fā)生塑性變形易形成閉合細(xì)微裂隙而成隔水層;脆性巖石(如塊狀石灰?guī)r)受力呈彈性變形,以拉斷破壞為主,形成張開裂隙,導(dǎo)水性好,易構(gòu)成含水層。受張應(yīng)力易形成張性導(dǎo)水裂隙,受剪應(yīng)力則形成閉合裂隙巖層中應(yīng)力集中部位(如背斜軸部、向斜緩傾翼、斷裂帶附近)裂隙常較發(fā)育

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