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[工学]工程地质与水文地质课件


§4、地下水的分类及各类地下水的特征
一、地下水的分类: 1、按岩石空隙性质分类的地下水: 孔隙水、裂隙水、岩溶水 2、按埋藏条件分类的地下水: 上层滞水、潜水、承压水(自流水) 3、我国地下水分类: 孔隙(裂隙、岩溶)—上层滞水,孔隙(裂隙、岩 溶)—潜水,孔隙(裂隙、岩溶)—承压水。
一、自然界中水的 分布(海水97.41%,淡水2.59%=冰川
68.7%+地下水30.96%+河流湖泊0.34%) (海水97.41%,淡水2.59%=冰川68.7%+地下 水30.96%+河流湖泊0.34%) (海水97.41%,淡水2.59%=冰川68.7%+地下 水30.96%+河流湖泊0.34%)
溶隙的体积,通常 由钻孔中所取得的 岩心测量而得
二、水在岩土中的存在形式
沸石水、结晶水
地 矿物结合水 壳 岩 石 中 的 水 空隙中的水
结构水 结合水
强结合水(吸着水)
弱结合水(薄膜水)
液态水
固态水 气态水
重力水
毛细水
吸着水——又叫强结合水,指由分子引力和静电引力 牢固地吸附在土壤颗粒表面的薄层(通常只有几个水 分子厚)水膜。是一层近于固态的水。
孔隙 松散岩土
溶洞
+ + + + + + + 坚硬岩石,如花岗岩
可溶性岩石, 如灰岩
裂隙
1、孔隙:指松散岩土颗粒与颗粒集合体之间小孔状
或细管状的空隙。
孔隙体积多少用孔隙度(n)来量度。
n=(Vn/V )×100% V岩石总体积 孔隙的体积 影响孔隙度的因素:岩石的密实程度、颗粒的均匀性、 颗粒形状和颗粒间的胶结程度等。
二、地下水的概念
埋藏在地表以下岩土 空隙中的水。主要是 由渗透作用和凝结作 用形成的,此外还有 极少量的原生水。
§2 地下水的赋存状态
一、岩土的空隙性
二、水在岩土中存在的形式
三、岩土的水理性质
一、岩土的空隙性
岩土中的空隙是地下水的储存空间,岩土空 隙按其成因可分为孔隙、裂隙和溶隙(岩 溶溶洞)。
薄膜水——又叫弱结合水,是指在吸 着水层以外的液态水膜。这层水不受 重力影响,但由于引力不等薄膜水质 点可由厚的地方向薄处转移。
重力水——指在重力作用下,贮存 在岩石和土壤的非毛管孔隙中自由 运动的水。
薄膜水
吸着水
土粒
重力水
毛细管水——受毛管力作用而保持在土壤毛细 管孔隙(直径0.001-0.1毫米)中的水。

容水性— 指岩石空隙能容纳一定水量的性能。
用容水度衡量,数值上等于岩土的 孔隙度、裂隙度或岩溶率。

持水性— 指岩土体在重力作用下释水后仍能保
持住的一定水量的性质。用持水度衡 量。松散岩土颗粒越小,其表面积越 大,表面吸附的结合水越多,持水度 越大;而坚硬岩石的裂隙和溶隙持水 度几乎为零。

给水性— 指饱和含水的岩石在重力作用下,能自 由流出(排出)若干水量的性能。以给 水度(μ)作为衡量指标,数值上等于 容水度减去持水度。
孔隙度测定方法
1、概略测定方法: n=V水/V砂
2、准确测定方法:
n=(1-δ/γ)×100% δ—松散岩石的容重 γ—松散岩石的比重 3、坚硬岩石:饱和液体法
液 面
水 砂 子
2、裂隙:指固结的坚硬岩石在构造运动以及其他各
种内、外地质营力作用下,产生于岩体中的各种扁平 状空隙。
用裂隙度(Kt)来衡量。

松散含水层
泥岩
砂岩含水层
二、构成含水层的基本条件


1、储水空间。即应有孔隙、裂隙和溶隙等空隙。 这是储存地下水的前提条件。 2、储水构造。有了储水空间,只是有了能含水的 条件,但能否储存水,成为含水层,还必须具备保 存住地下水的地质构造:下部要有隔水层托住重力 水,并在水平方向上具有某种隔水边界,使之不致 完全流失,水能在岩层空隙中保存住,从而形成含 水层。也就是说,透水岩层与隔水岩层组合起来, 才能成为含水层。 3、良好的补给来源。 有足够的水源,使储水空间 能不断地获得补给,方能成为含水层。 湖
第一章
地下水的基本知识
重点:岩土的水理性质、含水层与隔水层、降落漏斗、 影响半径、地下水的分类及各类地下水的特征,等水 位线图和等水压线图及其作用。 §1 地下水的概念
§2 地下水的赋存状态
§3 含水层和隔水层
§4 地下水分类及各类地下水的特征
§5 地下水的循环 §6 地下水运动的基本规律
§1 地下水的概念
表示岩土透水性能大小的指标,称为渗透系数, 用符号K表,单位m/d(米/天)

§3 含水层和隔水层
一、概 念
二、构成含水层的基本条件一源自 概念含水层: 指能够透过并给出相当数量水的岩层。
隔水层: 不能透过也不能给出水的岩层,或透过 和给出水的数量微不足道的岩层(渗 透系数<0.001m/d)
Kt=(Vt /V )×100%
裂隙的体积 V岩石总体积
=(∑L· b)/F ×100%
露头中裂隙的长 度
岩层露头面积
裂隙的平均宽度
3、溶隙:可溶性岩体中的裂隙再经过地下水流的长
期溶蚀、冲刷而形成的空隙或空洞称为溶隙或溶洞。
用溶洞(岩溶)率(Kk)来衡量。
Kk =(Vk/V )×100%
V岩石总体 积
各种形式的水在地壳中的分布
地表 气态水 吸着水 结合水 薄膜水 毛细水 地下水面
水井
包 气 带
重力水
饱 水 带
三、岩土的水理性质

岩石的空隙虽然为地下水提供了储存的 空间,但是水能否自由进出这些空间却 与岩石表面控制水分活动的条件、性质 有很大关系。与水分的贮存运移有关的 岩石性质称为岩石的水理性质。包括容 水性、持水性、给水性和透水性。

常见松散岩土的给水度
岩石名称 砾石
粗砂 中砂
给水度(μ) 0.35-0.30
0.30-0.25 0.25-0.2
岩石名称 给水度(μ) 细砂
极细砂 粘土
0.20-0.15
0.15-0.10 <0.10
指在一定压力梯度下岩石允许水透过 透水性— 的性能。取决于空隙直径的大小和连 通程度,其次是空隙的多少。
砂 卵石 页岩 粉质粘土 粉土 黄土 淤泥 泥岩 砂岩 裂隙与岩溶发育的坚硬岩石 裂隙与岩溶不太发育的坚硬岩石 粘土 裂隙和溶隙不发育的坚硬岩石 砾
1.
2.
3.
岩土根据透水性好坏可分为: 砂、 砾、卵石、 砂岩、 透水岩土: 裂隙与岩溶发育的坚硬岩石; 半透水岩土: 粉质粘土、 粉土、 黄土、 裂隙与岩溶不太发育的坚硬岩石; 不透水岩土: 粘土、淤泥、 泥岩、页岩、 裂隙和溶隙不发育的坚硬岩石。
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