南京大学普通地质学13普地地下水.pptx
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1、 第十三章第十三章 地下水及其地地下水及其地质作用作用 地下水地下水 underground waterunderground water,水文水文 HydrologyHydrology定定义:赋存在地表以下岩存在地表以下岩层空隙中的水。是水空隙中的水。是水资源重源重 要的要的组成部分。成部分。地下水与生命密切相关;水是社会文明的地下水与生命密切相关;水是社会文明的标志。志。第一第一节 地下水的基本概念地下水的基本概念一一.地下水的地下水的赋存条件存条件1.1.岩石空隙岩石空隙:孔隙孔隙(松散沉松散沉积物或沉物或沉积岩岩颗粒之粒之间的的 空空间);裂隙裂隙(岩石中的破裂岩石中的破裂);洞穴洞穴
2、(Cave(Cave 可溶性可溶性 岩石溶岩石溶蚀后形成的空洞后形成的空洞)=Vn/V100%=Vn/V100%,孔隙度,孔隙度(孔隙的数量孔隙的数量);VnVn,孔隙体,孔隙体积;V V,沉,沉积物或岩石物或岩石总体体积影响孔隙度的影响孔隙度的4 4因素因素:颗粒粗粒粗则低、低、颗粒形粒形态不不规 则则低、分低、分选性差性差则低、胶低、胶结好好则低。低。2.2.岩石的透水性岩石的透水性perviousnessperviousness :岩石的岩石的透水能力透水能力 取决于空隙大小与取决于空隙大小与贯通程度(能否自由透水)通程度(能否自由透水)以及空隙大小(透水多少)以及空隙大小(透水多少)透
3、水透水层:水能自由通:水能自由通过的地的地层。隔水隔水层:(不透水不透水层)水不能自由通水不能自由通过的地的地层含水含水层:饱含地下水的隔水含地下水的隔水层。3.3.地下水面地下水面:某地区内地下彼此某地区内地下彼此连通通连续的水的水 面面,为饱水水带顶面。面。地下水位地下水位:地下水的出露高度:地下水的出露高度(不同地方不同地方地下地下 水位水位高度高度并不同,与地表起伏无关并不同,与地表起伏无关)。包气包气带:地下水面以上部分岩:地下水面以上部分岩层空隙中的气空隙中的气 体与大气相通,含不体与大气相通,含不饱和液和液态水。水。饱水水带saturated zonesaturated zone
4、 :地下水面以下的部:地下水面以下的部 分分,岩石空隙中充岩石空隙中充满了水。了水。泉水的各种形成条件泉水的各种形成条件a,b,c,i:含水层被含水层被 侵蚀;侵蚀;d,e,f,g:水流被水流被隔隔水层阻挡;水层阻挡;h:水流被水流被断层阻挡断层阻挡;j:水流水流沿沿导水断层导水断层上升上升1,隔水层隔水层2,透水层透水层3,致密基岩致密基岩4,裂隙岩石裂隙岩石5,断层断层6,地下水面地下水面 7,下降泉下降泉 8,上升泉上升泉二二地下水的化学成分地下水的化学成分1.1.自然界中自然界中绝大多数元素在地下水均被大多数元素在地下水均被发现。2.2.O K Na Ca Mg ClO K Na Ca
5、 Mg Cl等以离子状等以离子状态大量存在于大量存在于 水中。水中。O K Na Ca MgO K Na Ca Mg克拉克克拉克值大大,溶解度也大,水溶解度也大,水 中含量就高。中含量就高。ClCl克拉克克拉克值小小,但溶解度大但溶解度大,故水中含量高。故水中含量高。SiSi,FeFe克拉克克拉克值大大,但溶解度小但溶解度小,故水中含故水中含 量就小。量就小。3.3.矿化度化度:地下水中地下水中诸元素的元素的总量量,单位位:克克/升升矿泉水泉水(mineral watermineral water):含有:含有对人体有益人体有益矿 物物质的地下水。的地下水。degree of minerali
6、zationdegree of mineralization 如地下水中含无益的如地下水中含无益的矿物物质,则会形成人体会形成人体结石石 (类似于似于玛瑙)和瑙)和马宝(宝(动物体内物体内结石)。石)。三三.地下水的地下水的补给与排泄与排泄1 1.含水含水层失去水量称失去水量称排泄排泄(drainage)(drainage),含水,含水层 从外界从外界获得水称得水称补给(recharge)(recharge)。流流动的地下水称地下的地下水称地下径流径流(run off(run off)。它从。它从 补给区向排泄区流区向排泄区流动。2.2.补给来源来源:大气降水、地表水。:大气降水、地表水。3.
7、3.地下水的露地下水的露头:地下水的人工露:地下水的人工露头为井井wellwell,天然露天然露头为泉泉 springspring(上升急(上升急喷的泉即的泉即喷泉泉,重力向下者重力向下者为下降泉下降泉)。)。台湾和云南有台湾和云南有“蝴蝶泉蝴蝶泉”;南京有南京有“珍珠泉珍珠泉”、“江南江南 第二泉第二泉”(南宋南宋陆游游题);济南有南有“趵趵(bao)(bao)突泉突泉”。第二第二节 地下水的地下水的类型型一一.根据埋藏条件分根据埋藏条件分类1.1.包气包气带水水:包括气:包括气态水、水、结合水、毛合水、毛细管水、管水、过路重力水、上路重力水、上层滞水滞水(局部隔水局部隔水层中蓄的水中蓄的水
8、)2.2.潜水潜水(phreatic water)(phreatic water):地面下第一个地面下第一个稳定定 隔水隔水层上的上的饱和水和水(saturated watersaturated water)。潜水潜水层厚度厚度=潜水面至下伏隔水潜水面至下伏隔水层顶板的距离板的距离 潜水埋藏深度潜水埋藏深度=潜水面至地表的距离潜水面至地表的距离 潜水面的特征:波状起伏、随季潜水面的特征:波状起伏、随季节而而变化。化。3.3.承承压confinedconfined水:充水:充满于二个隔水于二个隔水层中中间的的 含水含水层中的地下水。中的地下水。承受着一定的静水承受着一定的静水压力,力,形成形成环
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