第十三章-地下水及其作用教學(xué)課件

第一節(jié)地下水的基本概念地下水（undergroundwater）：是地表以下巖石和松散沉積物空隙中的水。它是水資源的重要組成部分.地下水分布廣泛，它不僅發(fā)育在潮濕地區(qū)，在沙漠、極地和高山地區(qū)的地下也同樣有地下水。3.3萬億米3/年0.7億米3/年一、地下水賦存條件地下水賦存在巖石的空隙中，以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種形式存在。1、巖石的空隙：包括孔隙、裂隙、洞穴孔隙：顆粒之間的空隙稱為孔隙孔隙度（porosity）孔隙度（porosity）：某一體積沉積物或巖石中孔隙體積所占的比例N=Vn/V*100%影響孔隙度的主要因素：1、顆粒的粗細(xì)3、分選程度2、顆粒形狀4、膠結(jié)程度裂隙：巖石的裂縫裂隙率：巖石中裂隙的總體積和巖石總體積之比。洞穴：可溶性巖石受溶蝕后形成的孔洞稱為洞穴或溶洞喀斯特率：表示洞穴的數(shù)量，溶洞總體積和巖石總體積之比。隔水層:透水層/含水層孔隙度與滲透性的關(guān)系：孔隙度大，孔隙大，滲透率高2、滲透率（permeability）：巖石的透水能力。二、地下水的化學(xué)成分溶解于水中的氣體：O2、N2、CO2、H2S以離子形式存在的有62種元素，K+、Na+、Ca2+、Mg2+，Cl-、SO42-、礦化度：地下水所含各種元素的離子、分子和化合物總含量。礦化度低:HCO3-、Ca2+、Mg2+礦化度中等:SO42-、Na+、Ca2+礦化度高:Cl-、Na+三、地下水的補(bǔ)給和排泄泉的形成和類型：上升泉、下降泉補(bǔ)給：含水層從外界獲得水。P184排泄：含水層失去水。泉水、蒸發(fā)、開采上升泉：水流具有壓力而向上運(yùn)動(dòng)者稱為上升泉，噴泉。下降泉：水流不具有壓力，僅受重力驅(qū)使而向下運(yùn)動(dòng)者稱為上降泉P185地下水系統(tǒng)包氣帶（unsaturatedzone）飽水帶(saturatedzone)潛水面（watertable）第二節(jié)、地下水的基本類型主潛水面飽水帶包氣帶高層水面隔水層包氣帶水（vadosewater）潛水（watertable）：厚度、深度承壓水（confinedwater）一、根據(jù)地下水埋藏條件劃分補(bǔ)給區(qū)排泄區(qū)自溢區(qū)承壓區(qū)層間水承壓水：充滿于上、下兩個(gè)穩(wěn)定隔水層間的含水層中的地下水。二、根據(jù)含水層空隙性質(zhì)劃分的類型1、孔隙水2、裂隙水3、喀斯特水一、地下熱水第三節(jié)地下熱水溫度較高的地下水被稱為地下熱水。為重要的地?zé)崮埽╣eothermalpower）資源地下熱水出露地表就形成溫泉。地下熱水通常分為低溫?zé)崴?0-40℃），中溫?zé)崴?0-60℃）、高溫?zé)崴?0-100℃）和過熱水（＞100℃）。溫泉和地下熱水的分布與地質(zhì)構(gòu)造、地殼熱狀態(tài)和水文地質(zhì)條件有關(guān)，特別是受近期活動(dòng)性構(gòu)造斷裂以及與之相關(guān)的近期巖漿活動(dòng)、火山噴發(fā)有關(guān)。我國一些地下熱水活動(dòng)比較強(qiáng)烈的地帶如臺(tái)灣、滇西、西藏，都分布在構(gòu)造活動(dòng)帶之內(nèi)。天池溫泉（TianchiHotSpring）又名長白溫泉（ChangbaiHotSpring），位于吉林省安圖縣長白山天池東北側(cè)、距瀑布約800米處之二道白河右岸第四節(jié)地下水的地質(zhì)作用一、地下水的潛蝕作用（undergroundcorrosion）1、剝蝕作用：地下水的剝蝕作用稱為潛蝕作用按方式可分為機(jī)械的、化學(xué)的兩種，以化學(xué)潛蝕作用（也稱溶蝕作用）顯著。沖刷作用溶蝕喀斯特作用的過程CO2+H2OH++（HCO3）-H2CO3+CaCO3Ca2++2（HCO3）-喀斯特作用過程CaCO3+CO2+H2OCa2++2HCO3將以主要為地下水對(duì)可溶性巖石（化學(xué)可溶）進(jìn)行以化學(xué)溶蝕為主、機(jī)械沖刷為輔的地質(zhì)作用以及由這些地質(zhì)作用所形成的地貌稱為喀斯特。2、喀斯特----地下水的溶蝕地貌喀斯特是南斯拉夫西北部沿海一帶石灰?guī)r高原的地名,發(fā)育著各種奇特的石灰?guī)r地形.十九世紀(jì)末,南斯拉夫?qū)W者司威治對(duì)這個(gè)地區(qū)首先進(jìn)行研究,并借用喀斯特一詞來稱呼石灰?guī)r地區(qū)的一系列特殊的地貌形成過程和水文現(xiàn)象.至今已成為世界各國通用的專門術(shù)語(karst).喀斯特溶蝕地貌溶溝石芽石林溶洞地下暗河發(fā)育過程水簾洞影響喀斯特發(fā)育的因素（1）氣候（2）巖石性質(zhì)（3）地質(zhì)構(gòu)造（4）水的作用二、地下水的沉積作用及沉積地貌地下水所溶運(yùn)的各種礦物質(zhì)，如在滲流過程中因水溫、壓力等無理?xiàng)l件的改變，可使溶液迅速達(dá)到過飽和狀態(tài)，并發(fā)生沉淀。如富含Ca（HCO3）2的地下水，在壓力驟然降低，溫度升高的情況下，由于水中的CO2逸出及水份蒸發(fā)，水中的CaCO3

會(huì)迅速地達(dá)到過飽和狀態(tài)而發(fā)生沉淀。這就是按沉淀方式形成的地下水化學(xué)沉積作用。

機(jī)械沉積作用化學(xué)沉積作用喀斯特作用的過程CO2+H2OH++（HCO3）-H2CO3+CaCO3Ca2++2（HCO3）-孔隙沉積：膠結(jié)物裂隙沉積：脈體溶洞沉積：鐘乳石CaCO3+CO2+H2OCa2++2HCO3影響因素：溫度、壓力、蒸發(fā)懸掛在洞頂?shù)腻F體CaCO3沉積物稱石鐘乳（stalactite）滴至洞底后向上增長的CaCO3沉積體石筍（stalagmite）鐘乳石類型石柱桂林蘆笛巖石鐘乳

若水沿洞壁裂隙滲出，可以形成帷幕狀的沉淀物稱石幔古巖溶是地質(zhì)歷史、人類發(fā)展及巖溶發(fā)育歷史的重要資料；是分析地殼運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的重要依據(jù)；有助于分析古地理和古氣候；是油氣儲(chǔ)存的良好通道。重要術(shù)語