-不同含水介质中的地下水-课件.ppt

1、2023-1-30 根据含水层的空隙性质，地下水可分为孔隙水，裂隙根据含水层的空隙性质，地下水可分为孔隙水，裂隙水和岩溶水，它们广泛存在于各种不同地貌单元中，并显水和岩溶水，它们广泛存在于各种不同地貌单元中，并显示出不同的规律性及特征。示出不同的规律性及特征。我国地下水资源储量概况我国地下水资源储量概况总量：总量：8186.348186.34亿亿m m3 3/年年（可更新资源量）（可更新资源量）山区约山区约67006700亿亿m m3 3/年，平原约年，平原约25002500亿亿m m3 3/年年 可开采淡水量：可开采淡水量：29002900亿亿m m3 3 /年年组成情况：组成情况：孔隙水，

2、约孔隙水，约30003000亿立方米亿立方米/年年 岩溶水，约岩溶水，约20002000亿立方米亿立方米/年年 裂隙水，约裂隙水，约40004000亿立方米亿立方米/年年分布情况：分布情况：南方，南方，58005800亿立方米亿立方米/年，约占年，约占70%70%北方，北方，28002800亿立方米亿立方米/年，约占年，约占30%30%2023-1-30 基基基基基基 本本本本本本 内内内内内内 容容容容容容3.3.岩溶中的岩溶水岩溶中的岩溶水1.1.松散岩层中的孔隙水松散岩层中的孔隙水2.2.坚硬岩石中的裂隙水坚硬岩石中的裂隙水2023-1-303-1 3-1 松散岩石中的孔隙水松散岩石中的

3、孔隙水 孔隙水：赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙网络之中的孔隙水：赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙网络之中的地下水。在我国，第四系与部分第三系属未胶结或半胶结的地下水。在我国，第四系与部分第三系属未胶结或半胶结的松散沉积物中赋存孔隙地下水。松散沉积物中赋存孔隙地下水。孔隙水的特点：孔隙水的特点：（1 1）一般呈层状分布（与沉积时的分层特征一致）；）一般呈层状分布（与沉积时的分层特征一致）；（2 2）水量空间分布均匀，连续性好；）水量空间分布均匀，连续性好；（3 3）同一含水层中的孔隙水具有密切的水力联系，并）同一含水层中的孔隙水具有密切的水力联系，并具有统一的地下水位；具有统一的地下水位；（4 4

4、）其透水性、给水性及分布埋藏条件，主要受）其透水性、给水性及分布埋藏条件，主要受岩土岩土成因类型成因类型、地貌条件地貌条件和和水文气象条件水文气象条件的控制。的控制。2023-1-30一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水2023-1-30一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水洪积扇的形成洪积扇的形成 形成条件：干旱半干旱地区的山前地带，山区洪流沿形成条件：干旱半干旱地区的山前地带，山区洪流沿河槽流出山口，进入平原或盆地，不再受河槽的约束，加河槽流出山口，进入平原或盆地，不再受河槽的约束，加之地势突然转为平坦，集中的洪流转为辫状散流（如图）之地势突然转为平坦

5、，集中的洪流转为辫状散流（如图）水的流速顿减，搬运能力急剧水的流速顿减，搬运能力急剧降低，降低，洪流所携带的物质以山洪流所携带的物质以山口为中心堆积成扇形，称为洪口为中心堆积成扇形，称为洪积扇。积扇。2023-1-30一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水洪积物的沉积特征洪积物的沉积特征 由山口向平原（盆地），由于水动力条件控制着沉积由山口向平原（盆地），由于水动力条件控制着沉积作用，洪积扇显示良好的地貌岩性分带；地貌上坡度由陡作用，洪积扇显示良好的地貌岩性分带；地貌上坡度由陡变缓，岩性上由粗变细、分选由差变好。（变缓，岩性上由粗变细、分选由差变好。（地形和粒度变地形和粒度变

6、化化）2023-1-30一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水洪积扇中的地下水特征洪积扇中的地下水特征 地貌岩性的分带性又决定了地下水的分带性。地貌岩性的分带性又决定了地下水的分带性。由山口扇顶向平原（扇前缘）岩层透水性由好到差，由山口扇顶向平原（扇前缘）岩层透水性由好到差，地下水位埋深由大变小，补给条件由好到差；随之，排泄地下水位埋深由大变小，补给条件由好到差；随之，排泄由径流为主转化为以蒸发为主（特别是在干旱半干旱气候由径流为主转化为以蒸发为主（特别是在干旱半干旱气候下），水化学作用由溶滤到浓缩，矿化度由小到大，水化下），水化学作用由溶滤到浓缩，矿化度由小到大，水化学类型

7、也产生相应变化；地下水位的变动（变幅）也由大学类型也产生相应变化；地下水位的变动（变幅）也由大到小。到小。按水文特征可以划分为按水文特征可以划分为3 3个带。个带。2023-1-30一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水1.1.潜水深埋带（补给径流带）潜水深埋带（补给径流带）位置：洪积扇顶部，靠近出口。位置：洪积扇顶部，靠近出口。地貌特征：地形坡度大；地貌特征：地形坡度大；物质特征：粗大砾石、砂砾类物质。具良好的渗透性能、补给径物质特征：粗大砾石、砂砾类物质。具良好的渗透性能、补给径流条件和储水空间。流条件和储水空间。水文特征：能大量吸收大气降水及来自山区的地表水及地下径流，

8、水文特征：能大量吸收大气降水及来自山区的地表水及地下径流，含丰富潜水。岩层厚，地下水埋藏较深，蒸发作用微弱，故称潜水深含丰富潜水。岩层厚，地下水埋藏较深，蒸发作用微弱，故称潜水深埋带。径流条件好，又是洪积扇的主要补给区，故又称补给径流带。埋带。径流条件好，又是洪积扇的主要补给区，故又称补给径流带。此带溶滤作用强，水的矿化度低，一般小于此带溶滤作用强，水的矿化度低，一般小于1g/L1g/L，水质良好，水化学，水质良好，水化学类型大多是重碳酸型水。类型大多是重碳酸型水。上中下2023-1-30一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水2.2.潜水溢出带（潜水浅埋带）潜水溢出带（潜水浅

9、埋带）位置：洪积扇中部。位置：洪积扇中部。地貌：地形坡度变缓。地貌：地形坡度变缓。物质特征：岩性逐渐变细，由砂砾过渡到砂、亚砂土物质特征：岩性逐渐变细，由砂砾过渡到砂、亚砂土和亚粘土，剖面上粗细粒岩层交互沉积。和亚粘土，剖面上粗细粒岩层交互沉积。水文特征：由于含水层颗粒变细，厚度减薄，透水性水文特征：由于含水层颗粒变细，厚度减薄，透水性变差，迫使地下水位抬高，潜水埋藏深度变浅，故称潜水变差，迫使地下水位抬高，潜水埋藏深度变浅，故称潜水浅埋带。在粘性土阻挡处往往溢出地表，形成泉群或沼泽，浅埋带。在粘性土阻挡处往往溢出地表，形成泉群或沼泽，故又称潜水溢出带。故又称潜水溢出带。上中下2023-1-3

10、0一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水2.2.潜水溢出带（潜水浅埋带）潜水溢出带（潜水浅埋带）因地下水埋藏浅，岩性变细因地下水埋藏浅，岩性变细，毛细作用增强，特别在干旱、，毛细作用增强，特别在干旱、半干旱气候条件下，蒸发作用加强，半干旱气候条件下，蒸发作用加强，矿化度明显增高矿化度明显增高，常，常在在1-2g/L1-2g/L之间，水化学类型为重碳酸盐水或硫酸重碳酸盐之间，水化学类型为重碳酸盐水或硫酸重碳酸盐水。富水性较顶部径流带显著减弱，但在砂层和粘土层互水。富水性较顶部径流带显著减弱，但在砂层和粘土层互层区，常埋有层区，常埋有承压水承压水，由上游地下水补给，在地形低洼处，

11、由上游地下水补给，在地形低洼处可以形成自流，受蒸发影响弱，水质较潜水好。可以形成自流，受蒸发影响弱，水质较潜水好。上中下2023-1-30一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水3.3.潜水下沉带（垂直交替带）潜水下沉带（垂直交替带）位置：洪积扇前缘，逐渐进位置：洪积扇前缘，逐渐进入平原地区或盆地中心，常与冲积物形成互层沉积。入平原地区或盆地中心，常与冲积物形成互层沉积。地形：平缓。地形：平缓。物质：岩性多属透水性弱的细粒亚砂土、亚粘土加少物质：岩性多属透水性弱的细粒亚砂土、亚粘土加少量砂层，径流缓慢。量砂层，径流缓慢。水文特征：在平原河流的排泄的影响下，地下水埋藏水文特征：在

12、平原河流的排泄的影响下，地下水埋藏深度比溢出带稍有加大，因而称潜水下沉带。由于粘性土深度比溢出带稍有加大，因而称潜水下沉带。由于粘性土的毛细水上升高度大，在干旱、半干旱气候条件下，地下的毛细水上升高度大，在干旱、半干旱气候条件下，地下水排泄以垂直方向（蒸发）为主，故又称垂直交替带。水排泄以垂直方向（蒸发）为主，故又称垂直交替带。上中下2023-1-30一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水3.3.潜水下沉带（垂直交替带）潜水下沉带（垂直交替带）地下水大量消耗于蒸发，地下水大量消耗于蒸发，而将水中盐分聚集起来，矿化度而将水中盐分聚集起来，矿化度一般为一般为3-5g/L3-5g/

13、L，有时高达，有时高达10 g/L10 g/L，常造成土壤盐渍化。地，常造成土壤盐渍化。地下水类型为硫酸氯化物或氯化物硫酸盐水，最后可成为氯下水类型为硫酸氯化物或氯化物硫酸盐水，最后可成为氯化物水。化物水。局部形成的承压水，水质较上部潜水好，可作为供水局部形成的承压水，水质较上部潜水好，可作为供水水源。水源。上中下2023-1-30一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水2023-1-30一、山前倾斜平原区中的地下水一、山前倾斜平原区中的地下水不同地区水文地质特征的差异，主要受控于：1.基底构造条件：新构造运动使山区上升而山前持续下降形成巨后的山前冲积物，含水层厚，分布范围广，

14、含水丰富。2.气候条件：湿润区降水充沛，地下水资源丰富，水位埋深浅，水质淡化；干旱区，补给相对匮乏，潜水蒸发强度高，埋藏较深，水的矿化度较高。2023-1-30二、冲积物中的地下水二、冲积物中的地下水新疆阿克苏河冲积平原u松辽平原（东北平原）松辽平原（东北平原）u黄淮海平原黄淮海平原u长江中下游平原长江中下游平原 2023-1-30二、冲积物中的地下水二、冲积物中的地下水冲积物特征冲积物特征：u冲积物是常年流水形成沉积物，分选性较好。冲积物是常年流水形成沉积物，分选性较好。u冲积所形成的砂、砾石层往往都是较好的含水层；冲积所形成的砂、砾石层往往都是较好的含水层；u冲积砂砾层的粒度、厚度、结构和

15、分布规模等常决定了冲积砂砾层的粒度、厚度、结构和分布规模等常决定了地下水水量的大小，埋藏分布情况，以及水质的好坏。地下水水量的大小，埋藏分布情况，以及水质的好坏。u由于河流上游、中游与下游的水动力条件不同，它们的由于河流上游、中游与下游的水动力条件不同，它们的冲积物岩性、结构、厚度等均不一样，因此，其地下水的冲积物岩性、结构、厚度等均不一样，因此，其地下水的特点也不相同。特点也不相同。2023-1-30二、冲积物中的地下水二、冲积物中的地下水1.1.山区河流上游河谷冲积层中的地下水山区河流上游河谷冲积层中的地下水 地形地貌特征：河谷狭窄，坡度大，阶地和河漫滩发地形地貌特征：河谷狭窄，坡度大，阶

16、地和河漫滩发育。育。冲积层特征：分布狭窄，厚度不大，主要有粗砂与砾冲积层特征：分布狭窄，厚度不大，主要有粗砂与砾石组成。石组成。水文特征：常埋藏潜水。接受大气降水与山区基岩地水文特征：常埋藏潜水。接受大气降水与山区基岩地下水的补给，向河流排泄，水交替积极，地下水动态变化下水的补给，向河流排泄，水交替积极，地下水动态变化大，含水层透水性强，但水量不大，水质好，一般为重碳大，含水层透水性强，但水量不大，水质好，一般为重碳酸钙型水。酸钙型水。2023-1-30二、冲积物中的地下水二、冲积物中的地下水2.2.山区河流中游河谷冲积层的地下水山区河流中游河谷冲积层的地下水 地形地貌特征：河谷变宽，阶地发育

17、，常发育多级阶地形地貌特征：河谷变宽，阶地发育，常发育多级阶地。地。冲积层特征：低级阶地堆积物在垂向上多具有多层结冲积层特征：低级阶地堆积物在垂向上多具有多层结构特征，上层的细粒河漫滩沉积物多具隔水性；下层砂层构特征，上层的细粒河漫滩沉积物多具隔水性；下层砂层或砂砾层粗粒沉积物透水性较强，地下水的补给、径流较或砂砾层粗粒沉积物透水性较强，地下水的补给、径流较好。好。水文特征：低阶地富水性强，水质好，尤其是厚层含水文特征：低阶地富水性强，水质好，尤其是厚层含水层，是理想的供水源地。地下水动态受气候季节影响。水层，是理想的供水源地。地下水动态受气候季节影响。高阶地分布不连续，由于形成时间早，部分已

18、开始固结，高阶地分布不连续，由于形成时间早，部分已开始固结，因此，渗水性能差，储水条件不好，水质亦较差。因此，渗水性能差，储水条件不好，水质亦较差。2023-1-30二、冲积物中的地下水二、冲积物中的地下水3.3.河流下游冲积平原中的地下水河流下游冲积平原中的地下水 地形地貌特征：平缓开阔。地形地貌特征：平缓开阔。冲积层特征：厚度大。受气候条件影响，南北方差异较冲积层特征：厚度大。受气候条件影响，南北方差异较大。大。（1 1）北方冲积平原）北方冲积平原：厚度变化大，由数百米到几十米。：厚度变化大，由数百米到几十米。冲积物特点：水平方向上岩性成规律性分布，河床相为冲积物特点：水平方向上岩性成规律

19、性分布，河床相为中粗砂和砾石层，呈条带状分布，河漫滩及阶地上部多为粉中粗砂和砾石层，呈条带状分布，河漫滩及阶地上部多为粉砂、亚粘土和粘土；在垂向，由于河床多次变迁，不同岩性砂、亚粘土和粘土；在垂向，由于河床多次变迁，不同岩性的沉积物互相叠置，形成多层结构，组成统一的含水层。的沉积物互相叠置，形成多层结构，组成统一的含水层。2023-1-30二、冲积物中的地下水二、冲积物中的地下水3.3.河流下游冲积平原中的地下水河流下游冲积平原中的地下水 （1 1）北方冲积平原）北方冲积平原 水文特征：含水层厚度大。地下水的补给以大气降水水文特征：含水层厚度大。地下水的补给以大气降水入渗为主，同时还有地表水的

20、渗入。由于地形平坦，地下入渗为主，同时还有地表水的渗入。由于地形平坦，地下水径流微弱，埋深较浅，或排入湖泊、沼泽。在北方干旱水径流微弱，埋深较浅，或排入湖泊、沼泽。在北方干旱气候条件下，浅层水的矿化度由河流向两侧递增，水化学气候条件下，浅层水的矿化度由河流向两侧递增，水化学类型也由重碳酸盐型过渡到硫酸盐或氯化物型。类型也由重碳酸盐型过渡到硫酸盐或氯化物型。2023-1-30二、冲积物中的地下水二、冲积物中的地下水3.3.河流下游冲积平原中的地下水河流下游冲积平原中的地下水 黄河下游冲积平原的特殊性黄河下游冲积平原的特殊性 黄河中游是广袤的黄土高原，很容易遭受水流侵蚀带黄河中游是广袤的黄土高原，

21、很容易遭受水流侵蚀带入黄河。郑州以上，黄河在峡谷中流动，以侵蚀搬运作用入黄河。郑州以上，黄河在峡谷中流动，以侵蚀搬运作用为主。郑州以下，进入华北平原，坡降变小，黄河以堆积为主。郑州以下，进入华北平原，坡降变小，黄河以堆积作用为主，河床不断淤浅。洪水期水流漫溢出河床堆积形作用为主，河床不断淤浅。洪水期水流漫溢出河床堆积形成成自然堤自然堤。河床不断淤浅，河床高出周围地区，成为。河床不断淤浅，河床高出周围地区，成为地上地上河河。洪水期黄河冲决自然堤形成泛滥平原，同时频繁改道。洪水期黄河冲决自然堤形成泛滥平原，同时频繁改道最终形成冲积平原。最终形成冲积平原。2023-1-30二、冲积物中的地下水二、冲

22、积物中的地下水3.3.河流下游冲积平原中的地下水河流下游冲积平原中的地下水 黄河下游冲积平原水文地质示意剖面黄河下游冲积平原水文地质示意剖面2023-1-30二、冲积物中的地下水二、冲积物中的地下水3.3.河流下游冲积平原中的地下水河流下游冲积平原中的地下水 （2 2）南方冲积平原）南方冲积平原 冲积物特征：厚度不大，一般为冲积物特征：厚度不大，一般为20602060米。含水层以米。含水层以砂砾石为主，透水性好，潜水在广大平原内均为统一的含砂砾石为主，透水性好，潜水在广大平原内均为统一的含水层。水层。水文特征：地下水补给、径流、排泄条件良好，水量水文特征：地下水补给、径流、排泄条件良好，水量较

23、丰富，多为低矿化度的重碳酸钙型水。其中古河床是重较丰富，多为低矿化度的重碳酸钙型水。其中古河床是重要的富水部位。要的富水部位。2023-1-30二、冲积物中的地下水二、冲积物中的地下水3.3.河流下游冲积平原中的地下水河流下游冲积平原中的地下水 冲积平原地下水的分带性特点的总结表冲积平原地下水的分带性特点的总结表 2023-1-30三、黄土区的地下水三、黄土区的地下水 黄土是特定地质历史时期的沉积物，在我国西部大面黄土是特定地质历史时期的沉积物，在我国西部大面积分布。而西部地区又是我国干旱半干旱气候区，水资源积分布。而西部地区又是我国干旱半干旱气候区，水资源严重匮乏，基本上无常年性河流（或地表

24、水），地下水水严重匮乏，基本上无常年性河流（或地表水），地下水水量也不丰富，赋存于黄土量也不丰富，赋存于黄土孔隙与裂隙孔隙与裂隙中的地下水是当地人中的地下水是当地人民生活的主要水源。民生活的主要水源。2023-1-30 （1 1）黄土特征）黄土特征 厚度大，结构疏松，粉粒含量大于厚度大，结构疏松，粉粒含量大于60%60%，含钙质结核，含钙质结核，呈棕黄，微红，棕黑色，形成于中、下更新世（呈棕黄，微红，棕黑色，形成于中、下更新世（Q Q2 2与与Q Q3 3黄黄土）；黄土均发育垂直节理，其垂向渗透系数常比水平方土）；黄土均发育垂直节理，其垂向渗透系数常比水平方向大几倍到几十倍，随着埋藏深度加大，

25、黄土中大孔隙减向大几倍到几十倍，随着埋藏深度加大，黄土中大孔隙减少，渗透性明显降低。少，渗透性明显降低。（2 2）地貌特征）地貌特征 黄土地区的地貌形态有塬、梁峁，黄土杖（撑）地黄土地区的地貌形态有塬、梁峁，黄土杖（撑）地三、黄土区的地下水三、黄土区的地下水2023-1-30 （3 3）黄土区的地下水）黄土区的地下水 黄土高原地区降水量小而集中，多为暴雨，不利于雨水黄土高原地区降水量小而集中，多为暴雨，不利于雨水的入渗补给；黄土中缺乏隔水层，地形切割强烈，沟谷深的入渗补给；黄土中缺乏隔水层，地形切割强烈，沟谷深切；从而使地下水埋深加大，水量相对较少。切；从而使地下水埋深加大，水量相对较少。黄土

26、水平渗透系数小，侧向井流微弱，不易脱盐；且黄土水平渗透系数小，侧向井流微弱，不易脱盐；且气候干旱，降水量少，故地下水矿化度普遍偏高。气候干旱，降水量少，故地下水矿化度普遍偏高。黄土中地下水的特征与地貌条件密切相关。黄土中地下水的特征与地貌条件密切相关。三、黄土区的地下水三、黄土区的地下水2023-1-30 （3 3）黄土区的地下水）黄土区的地下水 黄土塬：有较为宽广的平台。切割较弱，故有利于降水黄土塬：有较为宽广的平台。切割较弱，故有利于降水入渗而不利于迅速排泄，故赋存地下水比较丰富。入渗而不利于迅速排泄，故赋存地下水比较丰富。黄土塬从塬中到塬边地下水显示良好的分带性特点：黄土塬从塬中到塬边地

27、下水显示良好的分带性特点：三、黄土区的地下水三、黄土区的地下水2023-1-30 黄土高原地下水示意图黄土高原地下水示意图 （a a）黄土塬（）黄土塬（b b）黄土梁峁（）黄土梁峁（c c）黄土杖（撑）地）黄土杖（撑）地 三、黄土区的地下水三、黄土区的地下水2023-1-30 由此可见，黄土塬区有利打井取水区为塬中心，或边由此可见，黄土塬区有利打井取水区为塬中心，或边坡地带。坡地带。黄土梁、峁：地面起伏大，不利于降水入渗和地下水的黄土梁、峁：地面起伏大，不利于降水入渗和地下水的赋存，水位埋深大。赋存，水位埋深大。黄土杖地：赋存有水量较小，水位较浅的地下水，可黄土杖地：赋存有水量较小，水位较浅的

28、地下水，可供少量居民用水或畜牧用水。供少量居民用水或畜牧用水。三、黄土区的地下水三、黄土区的地下水2023-1-30四、湖泊沉积物中的地下水四、湖泊沉积物中的地下水 沉积特征沉积特征 ：颗粒分选良好，层理细密。：颗粒分选良好，层理细密。岸边浅水处岸边浅水处沉积砂砾等粗粒物质，向湖心逐渐过渡为粘土。沉积砂砾等粗粒物质，向湖心逐渐过渡为粘土。含水层特征含水层特征：主要含水层为砂砾，展布广、厚度大：主要含水层为砂砾，展布广、厚度大（甚至可高达（甚至可高达l00ml00m以上以上)。剖面上为层状或延伸远的长透镜。剖面上为层状或延伸远的长透镜状。状。随着气候与构造运动的变化，湖盆发生变化，沉积物的随着气

29、候与构造运动的变化，湖盆发生变化，沉积物的特征也随之变化。气候的周期交替特征也随之变化。气候的周期交替(或构造下降与停顿交或构造下降与停顿交替替)，可形成砂砾层与粘土层交替堆积，形成多个被粘土分，可形成砂砾层与粘土层交替堆积，形成多个被粘土分隔的含水砂层。隔的含水砂层。2023-1-30典型湖泊沉积物的分带特征典型湖泊沉积物的分带特征 四、湖泊沉积物中的地下水四、湖泊沉积物中的地下水2023-1-30 地下水的特征地下水的特征 ：湖泊初期，湖积物发育，后期湖泊萎：湖泊初期，湖积物发育，后期湖泊萎缩，湖积物多被冲积物所覆盖。缩，湖积物多被冲积物所覆盖。由于湖积物是砂砾石与粘土的互层，垂向越流补给

30、与天由于湖积物是砂砾石与粘土的互层，垂向越流补给与天窗补给比较少。侧向上湖积砂砾含水层主要通过进入湖泊窗补给比较少。侧向上湖积砂砾含水层主要通过进入湖泊的冲积砂层与外界联系。但补给范围小。的冲积砂层与外界联系。但补给范围小。与外界联系较差，补给困难，地下水资源更新困难。地与外界联系较差，补给困难，地下水资源更新困难。地下水资源一般并不丰富。下水资源一般并不丰富。四、湖泊沉积物中的地下水四、湖泊沉积物中的地下水2023-1-30五、滨海沉积物中的地下水五、滨海沉积物中的地下水 沉积物特征沉积物特征：海陆交错沉积地带，岩性一般为砂、粉：海陆交错沉积地带，岩性一般为砂、粉土、粉质粘土及含有较多有机质

31、的淤泥，具明显的层理和土、粉质粘土及含有较多有机质的淤泥，具明显的层理和分选性，含水层呈多层结构。分选性，含水层呈多层结构。水文特征水文特征：地下水以层间承压水为主，地下水化学成：地下水以层间承压水为主，地下水化学成分具有大陆淡水河海洋咸水混合过渡的特征。由内陆向海分具有大陆淡水河海洋咸水混合过渡的特征。由内陆向海洋方向线水层逐渐增厚，地下水的矿化度逐渐增高，化学洋方向线水层逐渐增厚，地下水的矿化度逐渐增高，化学类型也呈现有规律的过渡。类型也呈现有规律的过渡。2023-1-30滨海地区咸淡水关系示意图滨海地区咸淡水关系示意图五、滨海沉积物中的地下水五、滨海沉积物中的地下水2023-1-30上海

32、地区水文地质剖面图上海地区水文地质剖面图五、滨海沉积物中的地下水五、滨海沉积物中的地下水河口三角洲水文地质条件复杂：滨海相、河湖相沉积2023-1-303-2 3-2 坚硬岩石中的裂隙水坚硬岩石中的裂隙水 裂隙水：贮存并运移在基岩裂隙系统中的地下水。裂隙水：贮存并运移在基岩裂隙系统中的地下水。裂隙含水系统的现象裂隙含水系统的现象 在基岩裂隙系统中，打井取水、开挖或观测地下水会有在基岩裂隙系统中，打井取水、开挖或观测地下水会有许多与孔隙水完全不同的现象：许多与孔隙水完全不同的现象：水量悬殊水量悬殊：某些情况下，打在同一岩层中相距很近的钻：某些情况下，打在同一岩层中相距很近的钻孔，出水量差异大，甚

33、至一孔有水而邻孔无水；孔，出水量差异大，甚至一孔有水而邻孔无水；水位差异水位差异：在相距很近的井孔测得的地下水位差别很大，：在相距很近的井孔测得的地下水位差别很大，包括水质与动态也有明显不同；包括水质与动态也有明显不同；2023-1-303-2 3-2 坚硬岩石中的裂隙水坚硬岩石中的裂隙水 局部出现涌水局部出现涌水：在裂隙岩层中开挖矿井，通常涌水量不：在裂隙岩层中开挖矿井，通常涌水量不大的岩层中局部可能大量涌水；在裂隙岩层中抽取地下水往大的岩层中局部可能大量涌水；在裂隙岩层中抽取地下水往往发生这种情况。往发生这种情况。不同方向变化差异不同方向变化差异：某一方向上离抽水井很远的观测孔：某一方向上

34、离抽水井很远的观测孔水位已明显下降，而在另一方向上离抽水井很近的观测孔水水位已明显下降，而在另一方向上离抽水井很近的观测孔水位却无变化。位却无变化。上述现象说明，与孔隙水相比，裂隙水表现出更强烈的上述现象说明，与孔隙水相比，裂隙水表现出更强烈的不均匀性和各向异性。不均匀性和各向异性。裂隙含水系统的现象裂隙含水系统的现象 2023-1-303-2 3-2 坚硬岩石中的裂隙水坚硬岩石中的裂隙水 裂隙水空裂隙水空间分布不均匀间分布不均匀：局部发育，呈脉状分布，导：局部发育，呈脉状分布，导致同一岩层中相距很近的钻孔，水量悬殊；致同一岩层中相距很近的钻孔，水量悬殊；渗透的渗透的各向异性各向异性：一般第三

35、方向不发育，空间展布具：一般第三方向不发育，空间展布具有方向性（不同方向发育差异）；有方向性（不同方向发育差异）；水力联系不统一水力联系不统一：裂隙连通性较差，很难形成统一的：裂隙连通性较差，很难形成统一的含水层，当不同方向相连通时形成裂隙含水系统。含水层，当不同方向相连通时形成裂隙含水系统。坚硬基岩的裂隙率，要比松散岩石的孔隙度小一到两坚硬基岩的裂隙率，要比松散岩石的孔隙度小一到两个数量级。个数量级。裂隙水的埋藏和分布主要受裂隙水的埋藏和分布主要受地质构造地质构造、岩性岩性、地貌地貌等等条件的控制。条件的控制。裂隙水的特征（与孔隙水相比）裂隙水的特征（与孔隙水相比）2023-1-306-2

36、6-2 坚硬岩石中的裂隙水坚硬岩石中的裂隙水 裂隙岩层一般并不形成具有统一水力联系、水量分布均裂隙岩层一般并不形成具有统一水力联系、水量分布均匀的含水层，而通常由部分裂隙在岩层中某些局部范围内连匀的含水层，而通常由部分裂隙在岩层中某些局部范围内连通构成若干通构成若干带状带状或或脉状脉状裂隙含水系统。裂隙含水系统。岩层中各裂隙含水系统内部具有统一的水力联系，水位受岩层中各裂隙含水系统内部具有统一的水力联系，水位受该系统最低出露点控制。该系统最低出露点控制。各个系统与系统之间没有或仅有微弱的水力联系，各有自各个系统与系统之间没有或仅有微弱的水力联系，各有自己的补给范围、排泄点及动态特征，其水量的大

37、小取决于自己的补给范围、排泄点及动态特征，其水量的大小取决于自身的规模。规模大的系统贮容能力大，补给范围广，水量丰身的规模。规模大的系统贮容能力大，补给范围广，水量丰富，动态比较稳定。富，动态比较稳定。裂隙含水系统的具体特征取决于裂隙含水系统的具体特征取决于裂隙的成因和分布裂隙的成因和分布裂隙含水系统的特点裂隙含水系统的特点2023-1-30一、面状裂隙水一、面状裂隙水u面状裂隙水主要分布在各种基岩表部的风化裂隙中。面状裂隙水主要分布在各种基岩表部的风化裂隙中。u风化裂隙风化裂隙是地表的岩石在温差和水、空气、生物等风化是地表的岩石在温差和水、空气、生物等风化营力作用下形成的裂隙。通常密集均匀、

38、无明显方向性，营力作用下形成的裂隙。通常密集均匀、无明显方向性，是连通良好的裂隙网络。是连通良好的裂隙网络。1 1 母岩母岩 2 2 风化带风化带 2 2 粘土粘土 4 4 季节性泉季节性泉 5 5 常年性泉常年性泉 6 6 井及地下水位井及地下水位2023-1-30一、面状裂隙水一、面状裂隙水基本特征：基本特征：u含水层为似层状，呈面状分布，多为裂隙潜水。一些埋含水层为似层状，呈面状分布，多为裂隙潜水。一些埋藏的古风化壳，如果被隔水层覆盖，也可以形成承压水。藏的古风化壳，如果被隔水层覆盖，也可以形成承压水。u风化裂隙水的分布下限取决于风化带的厚度。风化裂隙水的分布下限取决于风化带的厚度。u其

39、埋藏与富水部位主要受其埋藏与富水部位主要受地形地形、岩性及地质构造的影响。、岩性及地质构造的影响。u一般分布于山区，就地补给排泄，径流途径短，主要接一般分布于山区，就地补给排泄，径流途径短，主要接受大气降水的补给，常出露成泉或补给河水。受大气降水的补给，常出露成泉或补给河水。2023-1-30二、层状裂隙水二、层状裂隙水u成岩裂隙成岩裂隙：岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原：岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原生裂隙，其特点是受是受岩性控制，发育均匀，呈层状分布，生裂隙，其特点是受是受岩性控制，发育均匀，呈层状分布，多富集潜水。多富集潜水。陆地喷溢的玄武岩成岩裂隙最为发育陆地喷溢的玄

40、武岩成岩裂隙最为发育 岩浆冷凝收缩时，由于内部张力作用产生垂直于冷凝面的岩浆冷凝收缩时，由于内部张力作用产生垂直于冷凝面的六方柱状节理及层面节理。裂隙张开且密集均匀，连通良好，六方柱状节理及层面节理。裂隙张开且密集均匀，连通良好，构成层状裂隙含水层。当玄武岩为致密块状结构时就构成隔构成层状裂隙含水层。当玄武岩为致密块状结构时就构成隔水层。水层。2023-1-30u层状构造裂隙水层状构造裂隙水 构造裂隙是在地壳运动过程中岩石在构造应力作用下构造裂隙是在地壳运动过程中岩石在构造应力作用下产生的。产生的。发育于脆性和塑性岩层相间地区的脆性岩层（砂、砾发育于脆性和塑性岩层相间地区的脆性岩层（砂、砾岩、

41、大理岩、石英岩）所构成的含水层中，多具岩、大理岩、石英岩）所构成的含水层中，多具承压性质承压性质。其构造裂隙水的埋藏和分布主要受地层岩性的控制，富水其构造裂隙水的埋藏和分布主要受地层岩性的控制，富水性则取决于含水层厚度、裂隙发育程度以及地形和补给条性则取决于含水层厚度、裂隙发育程度以及地形和补给条件。件。二、层状裂隙水二、层状裂隙水2023-1-30层状裂隙水层状裂隙水 构造裂隙的分类构造裂隙的分类 根据岩石受力后，表现出来的破坏特点分为脆性和塑性根据岩石受力后，表现出来的破坏特点分为脆性和塑性两种。两种。塑性岩石：以页岩、泥岩、凝灰岩、千枚岩等为代表，塑性岩石：以页岩、泥岩、凝灰岩、千枚岩等

42、为代表，受力后发生塑性形变，常形成闭合的乃至隐蔽的裂隙。这类受力后发生塑性形变，常形成闭合的乃至隐蔽的裂隙。这类岩石多构成隔水（或弱透水）层。岩石多构成隔水（或弱透水）层。脆性岩石：以块状致密石灰岩、非泥质胶结的砂岩为脆脆性岩石：以块状致密石灰岩、非泥质胶结的砂岩为脆性岩石的代表。岩石主要呈现弹性形变，破坏时以拉断为主；性岩石的代表。岩石主要呈现弹性形变，破坏时以拉断为主；裂隙稀疏，但张开性好，延伸远，导水能力好。这类岩石多裂隙稀疏，但张开性好，延伸远，导水能力好。这类岩石多构成含水（或透水）层。构成含水（或透水）层。2023-1-30层状裂隙水层状裂隙水 裂隙岩层的透水性裂隙岩层的透水性 构

43、造裂隙的渗透性与岩相和应力分布特征有关。构造裂隙的渗透性与岩相和应力分布特征有关。与碎屑岩的岩相（粒度）和胶结物有关：与碎屑岩的岩相（粒度）和胶结物有关：岩石颗粒越粗，裂隙越容易岩石颗粒越粗，裂隙越容易发育，渗透性越大（如图）。发育，渗透性越大（如图）。粗颗粒的砂砾岩，裂隙张开性粗颗粒的砂砾岩，裂隙张开性优于细粒的粉砂岩。优于细粒的粉砂岩。钙质胶结者显示脆性岩石特钙质胶结者显示脆性岩石特征。征。泥质及硅质胶结的与塑性岩泥质及硅质胶结的与塑性岩石相近。石相近。2023-1-30层状裂隙水层状裂隙水 与应力分布的关系：应力集中，裂隙发育，岩层透水性与应力分布的关系：应力集中，裂隙发育，岩层透水性好

44、的部位好的部位 应力集中的部位，裂隙常较发育，岩层透水性也好。同应力集中的部位，裂隙常较发育，岩层透水性也好。同一裂隙含水层中，背斜轴部常较两翼富水，倾斜岩层较平一裂隙含水层中，背斜轴部常较两翼富水，倾斜岩层较平缓岩层富水，断层带附近往往格外富水。缓岩层富水，断层带附近往往格外富水。层状岩石裂隙的发育方向、张开度和密集程度，与构造层状岩石裂隙的发育方向、张开度和密集程度，与构造部位密切相关部位密切相关夹于塑性岩层中的薄层脆性岩层，往往发育密集而均匀夹于塑性岩层中的薄层脆性岩层，往往发育密集而均匀的张开裂隙。褶皱时被拉断形成张裂隙的张开裂隙。褶皱时被拉断形成张裂隙 透水性通常随深度增大而减弱。深

45、度大，围压增大，地透水性通常随深度增大而减弱。深度大，围压增大，地温上升，岩石的塑性加强，裂隙张开性较差。温上升，岩石的塑性加强，裂隙张开性较差。2023-1-301.1.近似水平蓄水构造近似水平蓄水构造 水平分布的透水岩层夹有相对隔水层时，相对隔水层水平分布的透水岩层夹有相对隔水层时，相对隔水层阻碍了地下水向深处渗流，从而形成近水平的蓄水构造。阻碍了地下水向深处渗流，从而形成近水平的蓄水构造。2.2.单斜蓄水构造单斜蓄水构造 透水岩层和隔水岩层互层组成单斜构造，在适宜情况透水岩层和隔水岩层互层组成单斜构造，在适宜情况下可形成近似层状分布的蓄水构造。下可形成近似层状分布的蓄水构造。3.3.褶皱

46、蓄水构造褶皱蓄水构造 褶皱由脆性和塑性岩层相间形成，脆性岩层裂隙发育褶皱由脆性和塑性岩层相间形成，脆性岩层裂隙发育构成主要含水层。构成主要含水层。二、层状裂隙水二、层状裂隙水2023-1-30三、脉状裂隙水三、脉状裂隙水 脉状裂隙水脉状裂隙水存在于存在于断裂破碎带断裂破碎带、火成岩体的侵入接触带、火成岩体的侵入接触带、岩脉的节理等。前者常含有丰富的地下水岩脉的节理等。前者常含有丰富的地下水,后两种水量较小。后两种水量较小。脉状裂隙水具承压水的特点脉状裂隙水具承压水的特点,含水一般不均匀。含水一般不均匀。u构造裂隙带中，一般沿断裂带呈带状或脉状分布，长度和构造裂隙带中，一般沿断裂带呈带状或脉状分

47、布，长度和深度远比宽度达，固具有一定的方向性。深度远比宽度达，固具有一定的方向性。其导水性和富水性其导水性和富水性主要却决于断主要却决于断裂带的岩性裂带的岩性和和断层的力学性质断层的力学性质。2023-1-30构造裂隙与构造裂隙水构造裂隙与构造裂隙水 （1 1）断层两盘的岩性）断层两盘的岩性 断层两盘均为脆性岩，导水；断层两盘均为脆性岩，导水；断层一盘为脆性岩，一盘为塑性岩，部分导水；断层一盘为脆性岩，一盘为塑性岩，部分导水；断层两盘均为塑性岩，一般不导水。断层两盘均为塑性岩，一般不导水。（2 2）断层的力学性质）断层的力学性质 张性断裂带通常导水；张性断裂带通常导水；压性断裂带通常不导水，有

48、时与两盘岩性有关；压性断裂带通常不导水，有时与两盘岩性有关；扭性断裂的导水性介乎张性断裂与压性断裂之间。扭性断裂的导水性介乎张性断裂与压性断裂之间。2023-1-30三、构造裂隙与构造裂隙水三、构造裂隙与构造裂隙水 发育于脆性岩层中的发育于脆性岩层中的张性断裂张性断裂，中心部分多为疏松多孔，中心部分多为疏松多孔的构造角砾岩，两侧为张开度及裂隙率都增大的裂隙增强带，的构造角砾岩，两侧为张开度及裂隙率都增大的裂隙增强带，具良好的导水能力；发育于塑性岩层中的张性断裂，构造岩具良好的导水能力；发育于塑性岩层中的张性断裂，构造岩夹有大量泥质，两侧的裂隙增强不明显，往往导水不良甚至夹有大量泥质，两侧的裂隙

49、增强不明显，往往导水不良甚至隔水。隔水。在塑性岩层中，在塑性岩层中，压性断裂压性断裂中心部分为致密不透水的糜棱中心部分为致密不透水的糜棱岩、断层泥等，两侧多发育张开性差的扭节理，通常是隔水岩、断层泥等，两侧多发育张开性差的扭节理，通常是隔水的；在脆性岩层中，压性断裂中心部分的构造岩细碎紧密，的；在脆性岩层中，压性断裂中心部分的构造岩细碎紧密，透水性很差，但断层面两侧多发育开张性较好的扭张裂隙，透水性很差，但断层面两侧多发育开张性较好的扭张裂隙，成为导水带。成为导水带。扭性断裂扭性断裂的导水性介乎张性断裂与压性断裂之间。的导水性介乎张性断裂与压性断裂之间。2023-1-30三、脉状裂隙水三、脉状

50、裂隙水 u构造裂隙带中，一般沿断裂带呈带状或脉状分布，长度和构造裂隙带中，一般沿断裂带呈带状或脉状分布，长度和深度远比宽度达，固具有一定的方向性。深度远比宽度达，固具有一定的方向性。其导水性和富水性其导水性和富水性主要却决于断裂带的岩性和断层的力学性质。主要却决于断裂带的岩性和断层的力学性质。u脉状裂隙水的补给源一般较远、循环深度较大、水量交丰脉状裂隙水的补给源一般较远、循环深度较大、水量交丰富，一般具有同意的水面而且稳定，有些地段具有承压性质，富，一般具有同意的水面而且稳定，有些地段具有承压性质，水质良好，常为较好的水源地。水质良好，常为较好的水源地。2023-1-30四、裂隙水小结四、裂隙