供水水文地質(zhì)分解

1、供水水文地質(zhì)分解概述自然界中的水埋藏在地表以下巖土空隙中的水。主要是由滲透作用和凝結(jié)作用形成的，此外還有極少量的原生水。大氣水地下水地表水1 地下水的儲存與巖石的水理性質(zhì)一、巖土的空隙性二、水在巖土中存在的形式三、巖土的水理性質(zhì)一、巖土的空隙性巖土中的空隙是地下水的儲存空間，巖土空隙按其成因可分為孔隙、裂隙和溶隙巖溶溶洞?？扇苄詭r石，如灰?guī)r堅硬巖石，如花崗巖松散巖土溶洞裂隙孔隙1、孔隙：指松散巖土顆粒與顆粒集合體之間小孔狀或細管狀的空隙。孔隙體積多少用孔隙度n來量度。 n=Vn/V 100%孔隙的體積V巖石總體積影響孔隙度的因素：巖石的密實程度、顆粒的均勻性、顆粒形狀和顆粒間的膠結(jié)程度等?？紫?/p>

2、度測定方法砂子水液面n=V水/V砂2、準確測定方法：n=1-/)100%松散巖石的干重力密度松散巖石的密度1、概略測定方法：2、裂隙：指固結(jié)的堅硬巖石在構(gòu)造運動以及其他各種內(nèi)、外地質(zhì)營力作用下，產(chǎn)生于巖體中的各種扁平狀空隙。用裂隙度Kt來衡量。Kt=Vt /V 100%=Lb/F 100%裂隙的體積V巖石總體積露頭中裂隙的長度巖層露頭面積裂隙的平均寬度3、溶隙：可溶性巖體中的裂隙再經(jīng)過地下水流的長期溶蝕、沖刷而形成的空隙或空洞稱為溶隙或溶洞。用溶洞巖溶率Kk來衡量。Kk =Vk/V 100%溶隙的體積，通常由鉆孔中所取得的巖心測量而得V巖石總體積二、水在巖土中的存在形式地殼巖石中的水礦物結(jié)合水

3、空隙中的水沸石水、結(jié)晶水構(gòu)造水結(jié)合水強結(jié)合水吸著水弱結(jié)合水薄膜水液態(tài)水重力水毛細水固態(tài)水氣態(tài)水薄膜水又叫弱結(jié)合水，是指在吸著水層以外的液態(tài)水膜。這層水不受重力影響，但由于引力不等薄膜水質(zhì)點可由厚的地方向薄處轉(zhuǎn)移。土粒吸著水又叫強結(jié)合水，指由分子引力和靜電引力結(jié)實地吸附在土壤顆粒外表的薄層通常只有幾個水分子厚水膜。是一層近于固態(tài)的水。吸著水薄膜水重力水指在重力作用下，貯存在巖石和土壤的非毛管孔隙中自由運動的水。重力水毛細管水受毛管力作用而保持在土壤毛細管孔隙直徑毫米中的水。地表地下水面毛細水氣態(tài)水吸著水薄膜水重力水各種形式的水在地殼中的分布水井結(jié)合水包氣帶飽水帶三、巖土的水理性質(zhì)巖石的空隙雖然為

4、地下水提供了儲存的空間，但是水能否自由進出這些空間卻與巖石外表控制水分活動的條件、性質(zhì)有很大關(guān)系。與水分的貯存運移有關(guān)的巖石性質(zhì)稱為巖石的水理性質(zhì)。包括容水性、持水性、給水性和透水性。容水性指巖石空隙能容納一定水量的性能。用容水度衡量，數(shù)值上等于巖土的孔隙度、裂隙度或巖溶率。持水性指巖土體在重力作用下釋水后仍能保持住的一定水量的性質(zhì)。用持水度衡量。松散巖土顆粒越小，其外表積越大，外表吸附的結(jié)合水越多，持水度越大；而堅硬巖石的裂隙和溶隙持水度幾乎為零。給水性指飽和含水的巖石在重力作用下，能自由流出排出假設(shè)干水量的性能。以給水度作為衡量指標，數(shù)值上等于容水度減去持水度。以下為常見松散巖土的給水度。

5、巖石名稱給水度（）巖石名稱給水度（）礫石0.35-0.30細砂0.20-0.15粗砂0.30-0.25極細砂0.15-0.10中砂0.25-0.2粘土0.10透水性指在一定壓力梯度下巖石允許水透過的性能。取決于空隙直徑的大小和連通程度，其次是空隙的多少。巖土根據(jù)透水性好壞可分為透水巖土、半透水巖土和不透水巖土。透水巖土：砂、礫、卵石、砂巖、裂隙與巖溶發(fā)育的堅硬巖石；半透水巖土：粉質(zhì)粘土、粉土、黃土、裂隙與巖溶不太發(fā)育的堅硬巖石；不透水巖土：粘土、淤泥、泥巖、頁巖裂隙和溶隙不發(fā)育的堅硬巖石。表示巖土透水性能大小的指標，稱為滲透系數(shù)，用符號K表，單位m/d米/天一、概述二、構(gòu)成含水層的根本條件三、

6、含水層的類型2 含水層和隔水層含水層：砂巖含水層松散含水層泥巖湖指能夠透過并給出相當數(shù)量水的巖層。不能透過并給出水，或透過和給出水的數(shù)量微缺乏道的巖層滲透系數(shù)隔水層：一、 概述二、構(gòu)成含水層的根本條件1、儲水空間。即應(yīng)有孔隙、裂隙和溶隙等空隙。這是儲存地下水的前提條件。 2、儲水構(gòu)造。有了儲水空間，只是有了能含水的條件，但能否儲存水，成為含水層，還必須具備保存住地下水的地質(zhì)構(gòu)造：下部要有隔水層托住重力水，并在水平方向上具有某種隔水邊界，使之不致完全流失，水能在巖層空隙中保存住，從而形成含水層。也就是說，透水巖層與隔水巖層組合起來，才能成為含水層。 3、良好的補給來源。 有足夠的水源，使儲水空間

7、能不斷地獲得補給，方能成為含水層。 砂巖含水層松散含水層泥巖湖三、含水層的類型劃分依據(jù)含水層類型特 征空隙類型孔隙含水層地下水儲存在松散空隙介質(zhì)中裂隙含水層介質(zhì)為堅硬巖石、儲水空間為各種成因的裂隙巖溶含水層介質(zhì)為可溶巖層、儲水空間為各種規(guī)模的溶隙埋藏條件潛水含水層含水層上面不存在隔水層，直接與包氣帶相連承壓含水層含水層上面有穩(wěn)定的隔水層，含水層中的水具有承壓性滲透性能的空間變化均質(zhì)含水層含水層中各個部位及不同方向上滲透性相同非均質(zhì)含水層含水層的滲透性隨空間位置和方向的不同而變化。3、地下水的類型一、按巖石空隙性質(zhì)分類的地下水：孔隙水、裂隙水、巖溶水二、按埋藏條件分類的地下水：上層滯水、潛水、承

8、壓水三、我國地下水分類：采用了埋藏條件和含水層空隙性質(zhì)綜合分類，得出九種不種特征的地下水：孔隙裂隙、巖溶上層滯水，孔隙裂隙、巖溶潛水，孔隙裂隙、巖溶承壓水?？紫端饕嬖诤瓦\動于松散巖石即未完全膠結(jié)和未膠結(jié)的砂、礫石和粘性土等孔隙中?？扇苄詭r石，如灰?guī)r堅硬巖石，如花崗巖松散巖土溶洞水裂隙水孔隙水裂隙水存在和運動于堅硬巖石的裂隙中巖溶水存在和運動于可溶性巖石的溶洞中一、按巖石空隙性質(zhì)分類的地下水飽水帶氣態(tài)水結(jié)合水：吸著水、薄膜水毛細帶外表潛水面2、潛水含水層1重力水為主隔水層2含水層23、承壓水隔水層1毛細水為主1、上層滯水地表包氣帶局部隔水層二、按埋藏條件分類的地下水承壓水1、包氣帶水和上層滯

9、水 存在于包氣帶中的水叫做包氣帶水，以氣態(tài)水、吸著水、薄膜水和毛細管水的形式存在，農(nóng)業(yè)上稱為土壤水。其中局部隔水層上的重力水稱為上層滯水。 上層滯水對采礦幾乎沒有影響飽水帶包氣帶潛水面局部隔水層上層滯水1有關(guān)潛水埋藏的術(shù)語：2、潛水潛水含水層厚度：潛水面至隔水層頂面的距離潛水位：潛水面上任一點的標高潛水埋藏深度：潛水至地表的距離潛水面：潛水的自由外表埋藏在地表以下、第一個穩(wěn)定的隔水層以上，具有自由水面的重力水。2潛水的一般特征：潛水具有自由水面，為無壓水；潛水的分布區(qū)和補給區(qū)根本上是一致的；在重力作用下，潛水可以由水位高處向水位低處運動，形成潛水徑流。平原區(qū)主要以蒸發(fā)形式排泄，易形成鹽堿地；高

10、山丘陵區(qū)那么以泉、地下滲流形式排泄于地表溝谷或地表水體。潛水的動態(tài)如水位、水溫、水質(zhì)、水量等要素隨季節(jié)不同有明顯變化。3潛水面的形狀及表示方法1) 潛水面的形狀 一般情況下，潛水面是呈向排泄區(qū)如相鄰溝谷、河流、湖泊等傾斜的曲面。潛水面的形狀與地形、含水層的透水性及厚度、氣象水文條件、人工抽水和排水等因素有關(guān)。1、含水砂；2、含水礫石；3、隔水底板；4、流向2潛水面的表示方法A、剖面圖 又稱為水文地質(zhì)剖面圖。按一定比例尺，在具有代表性的剖面方向上，先根據(jù)地形高程及其形態(tài)特征繪制地形剖面，再根據(jù)鉆孔地層資料繪制地質(zhì)剖面圖，然后標出剖面圖上各井、孔的潛水位，并連結(jié)繪出潛水面，即得水文地質(zhì)剖面圖。1砂

11、土；2粘性土；3潛水面；4鉆孔；5鉆孔編號水文地質(zhì)剖面圖B、平面圖，即等水位線圖 等水位線圖是反映潛水面形狀的一種平面圖。其繪制方法與地形等高線圖繪制方法根本一樣，即把大致一樣的時間內(nèi)測得的各點潛水位標在地形圖上相應(yīng)潛水井與下降泉的旁邊，用內(nèi)插法將水位標高一樣的點連接起來，便繪成一幅潛水面等高線圖，即潛水等水位線圖潛水等水位線圖等水位線圖的用途 確定潛水的流向及水力坡度 確定潛水的埋藏深度、泉水出露點和沼澤化范圍 提供合理的取水位置 確定潛水與地表水的相互補給關(guān)系 確定含水層厚度 分析推斷含水層透水性及厚度變化 潛水的流向：垂直等水位線從高水位指向低水位的方向，常用箭頭表示；兩點間的平均水力坡

12、度：在流動方向上，任意兩點的水位差除以該兩點間的實際水平距離a潛水補給河水；b河水補給潛水 ；c河水一岸得到潛水補給，另一岸那么河水補給潛水。埋藏深度：某點地面標高減去該點潛水位。如A點埋藏深度=135-115=20米115135A1、地形等高線；2、等水位線；3、等埋深線；4、潛水流向；5、潛水埋藏深度為零區(qū)沼澤區(qū)；6、埋深02m 區(qū)；7、埋深24m；8、埋深大于4m 區(qū)11595135隔水層A含水層厚度= 該點潛水位與隔水頂板標高之差。如A點含水層厚度=115-95=20米利用等水位線圖分析推斷含水層透水性及厚度變化 假設(shè)等水位線由密變疏，說明潛水面坡度由陡變緩，可以推斷含水層透水性由弱變

13、強或含水層厚度由薄變厚。反之，那么可能是含水層透水性變?nèi)趸蚝穸茸儽?、含水砂；2、含水礫石；3、隔水底板；4、流向 承壓水盆地剖面示意圖1隔水層；2含水層；3地下水位；4地下水流向；5上升泉；6鉆孔，虛線為進水局部；7自流鉆孔；8大氣降水補給；H承壓水頭高度；M含水層厚度3、承壓水自流水初見水位=含水層頂板標高；承壓水位=穩(wěn)定后的水位標高水頭高度H=承壓水位-初見水位H1)承壓水的特點： (1)承壓性，為有壓水，其頂面為非自由水面； (2)承壓水的分布區(qū)與補給區(qū)不一致； (3)承壓水在靜水壓力作用下，可以由高水位向低水位運動，形成承壓水的徑流； (4)由于隔水頂板的存在，氣候、水文因素的變化對

14、承壓水的影響相比照潛水要小，因此，承壓水的水位、溫度和礦化度等比較穩(wěn)定； (5)承壓水的水質(zhì)變化大，從淡水直到礦化度很高的鹵水都有。 2形成承壓水的地質(zhì)構(gòu)造 基巖地區(qū)承壓水的埋藏類型，主要決定于地質(zhì)構(gòu)造。在適宜的地質(zhì)構(gòu)造條件下，孔隙水、裂隙水和喀斯特水均可形成承壓水，最適宜于形成承壓水的地質(zhì)構(gòu)造有向斜構(gòu)造和單斜構(gòu)造兩類。1自流盆地：形成承壓水的向斜或盆地構(gòu)造2承壓斜地：單斜儲水構(gòu)造 承壓斜地剖面示意圖a含水層尖滅形成的承壓斜地；b單斜構(gòu)造形成的承壓斜地；c阻水斷層形成的承壓斜地；d導(dǎo)水斷層形成的承壓斜地3等水壓線圖及其應(yīng)用1確定水流方向及水力坡度2確定承壓含水層的埋藏深度3確定承壓水位的埋藏深

15、度4確定水頭高度4 地下水的循環(huán)一、水的分布與循環(huán)一水的分布二水循環(huán)二、地下水的循環(huán)一地下水的補給二地下水的排泄三地下水的徑流四地下水補、徑、排條件的改變一水的分布海水：97.2%冰帽和冰川水：2.13%地下水：0.59%其他：0.08%海洋植物蒸騰降水降水地表徑流地下徑流下滲蒸發(fā)蒸發(fā)水汽輸運二水循環(huán)大循環(huán)小循環(huán)小循環(huán)一地下水的補給 1、概念：含水層從外界獲得水量的作用。 2、補給來源： 1 大氣降水的補給 2 地表水的補給 3 凝結(jié)水的補給 4 含水層之間的補給 5 人工補給。大氣降水補給地表水補給含水層之間的補給越流：當抽水含水層的頂、底板為弱透水層時，在抽水含水層抽水的條件下，由于水頭降

16、低，和相鄰含水層之間產(chǎn)生水頭差，相鄰含水層通過弱透水層與抽水含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系，這種水力聯(lián)系稱為“越流人工補給二地下水的排泄 1、概念：含水層失去水量的過程2、排泄方式：1泉水排泄 2向地表水排泄泄流3蒸發(fā)排泄土面蒸發(fā)和葉面蒸發(fā)4不同含水層之間的排泄 1泉水排泄1泉的形成與分類：按補給來源分：上層滯水泉、潛水泉(下降泉、承壓水泉上升泉按成因分類：侵蝕泉；接觸泉；溢出泉；斷層泉2研究泉水的意義確定巖石的含水性和含水層的富水程度了解含水層或含水通道的分布，以及補給區(qū)和排泄區(qū)的位置判斷地下水的類型確定地下水位的標高了解地下水的水質(zhì)特點和儲水構(gòu)造特點地下水的埋藏深度判斷地質(zhì)構(gòu)造 泉城濟南的下降泉1

17、-下奧內(nèi)統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r；2-中奧陶統(tǒng)灰?guī)r；3-閃長巖及輝長巖；4-基巖地層界線；5-斷層；6-泉群廣東羅定尖崗頂斷裂帶上升泉分布圖上升泉侵蝕泉：地形受到侵蝕，使含水層暴露于地表 侵 蝕 泉接觸泉 接觸泉：地形被切割到含水層下面的隔水層，地下水被迫從兩者的接觸處流出；或地下水沿侵入體接觸帶裂隙涌出地表。 溢出泉 地下水在運動過程中巖石透水性變?nèi)趸蚴艿骄植扛羲畬幼钃?，使地下水位抬高溢出地表?斷層泉斷層泉：承壓含水層被導(dǎo)水斷層切割 2向地表水排泄當河流、湖泊、海洋等侵蝕到含水層時，地下水分散地沿地表水體周界排泄稱為泄流。4不同含水層之間的排泄三地下水徑流 1、概念：地下水在巖石空隙中的流動過程 2、

18、地下徑流產(chǎn)生原因：根本原因是地下水循環(huán)。大氣降水或地表水通過包氣帶向下滲漏，補給含水層成為地下水，地下水又在重力作用下由水位高處向水位低處流動，最后在地形低洼處以泉的形式排出地表或直接排入地表水體，如此反復(fù)地循環(huán)是地下水徑流產(chǎn)生的原因。 3、影響因素：地下徑流的方向、速度、類型、徑流量主要受含水層的空隙性、地下水的埋藏條件、補給量、地形、地下水的化學(xué)成分以及人為因素的影響。 4、地下徑流量的表示方法：地下徑流量常用地下徑流率或地下徑流模數(shù)M來表示，其意義為1km2含水面積上的地下水流量m3/skm2M=Q/36586400FF地下徑流面積km2； Q一年內(nèi)在F面積上的地下水徑流量m3四地下水補、徑、排條件的轉(zhuǎn)化 1、自然條件改變