第六章 地下水的地质作用
06第六章地下水的地质作用
石芽
2021/1/11
23
普通地质学
第二篇 动力地质作用 第六章 地下水的地质作用
第三节 地下水的地质作用
二、喀斯特作用（岩溶作用）
在包气带，地下水在可 溶性岩石的裂缝中向下 渗流，使裂缝不断加深 加宽，石芽不断升高。 在岩石成分较纯、岩层 巨厚、岩层倾角平缓的 可溶性岩石地区，石芽 可高达几十米，远望宛 如树林，称为石林。规 模较大者称为峰林。
2021/1/11
21
第三节 地下水的地质作用
一、地下水的机械作用（略）
二、喀斯特作用（岩溶作用） 喀斯特： 指水流（主要指地下水）与可溶性岩石相互
作用的过程及其所产生的各地质、地貌现象。
基本条件：喀斯特发育首先应具备具有溶蚀性水和具
有可溶性岩石。
可溶性岩石：包括卤化物类岩石(岩盐、钾盐、镁盐
等)，硫酸盐类岩石(石膏、芒硝……)及碳酸盐类岩石 (石灰岩、白云岩、大理岩)等。 地下水对可溶性岩石的溶解破坏作用称为溶蚀作用，因 为溶蚀作用在地表以下进行，故称为“潜蚀”。
下降泉
2021/1/11
18
普通地质学
第二篇 动力地质作用 第六章 地下水的地质作用
地下河
2021/1/11
19
普通地质学
第二篇 动力地质作用 第六章 地下水的地质作用
地下水与地表水（河流、湖
泊、海洋）的动态交换体现了水 圈作为统一体的相互作用关系
地下水呈气态与大气圈的动
态交换体现了地球作为统一体， 其外层各圈层之间的相互作用关 系。
断地通过毛细作用上升补
2. 泄流
给，使蒸发不断进行。蒸
地下水以线状形式向河流排泄。
发的结果，潜水面下降，
当流河。流河切床割断含面水揭层露时的，含地水下层水的在面水积位越差大的，压泄力流作量用盐 带就下分 的越，大滞 上向。留缘河并；床浓当方集降向流在雨动毛时，细，补水部给河
地下水及其地质作用
外动力地质作用－地下水的地质作用
3.地下水地质作用－剥蚀作用
岩 溶 地 形－石芽
石芽
外动力地质作用－地下水的地质作用
3.地下水地质作用－剥蚀作用
岩 溶 地 形－石 林
石林
外动力地质作用－地下水的地质作用
3.地下水地质作用－剥蚀作用
云南 石林
外动力地质作用－地下水的地质作用
3.地下水地质作用－剥蚀作用
1.地下水的一般特征
地下水的补给与排泄
外动力地质作用－地下水的地质作用
2.地下水的基 本 类 型
地下岩土含水情况可分为两个带
包气带
固体颗粒＋水＋气，3相 固体颗粒＋水，2相
包水带
外动力地质作用－地下水的地质作用
2.地下水的基 本 类 型
按埋藏条件划分
包 气 带 水 潜 水 承 压 水
外动力地质作用－地下水的地质作用
1.地下水的一般特征
地 下 水 的 运 动 条 件 － 空 隙－裂隙
裂隙： 存在于 坚硬岩 石中的 裂缝状 空隙称 裂隙
裂隙主要是地壳运动对岩石造成破坏而形成的， 岩石成岩时及在地表遭受风化也会形成裂隙。 岩石的裂隙率一般比松散泥积物的孔隙率小得 多。裂隙率常小于3%
外动力地质作用－地下水的地质作用
隔水层
可以透水，渗透系数较大的 地层。但(目前)不一定含水
透水层
相对不透水的岩层。它可以 是饱水的粘土层，也可以是 致密完整的基岩
外动力地质作用－地下水的地质作用
1.地下水的一般特征
地下水的补给与排泄
地下水补给
含水层从外界获得水
地下水排泄
含水层失去水
大气降水
蒸发
地表水渗入
泉 泉
地下水对地质的作用
地下水的地质作用地下水与土石相互作用会使土体和岩体的强度和稳定性降低，产生各种不良的自然地质现象和工程地质现象，给工程的建筑和正常使用造成危害。
滑坡、岩溶、潜蚀、土体盐渍化和路基盐胀、多年冻土和季节冻土中冰的富集、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等都与地下水的存在和活动有关，地下水还常常给隧道施工和运营带来困难，甚至带来灾害。
因此地下水对工程有极其重要的影响。
地下水指的是埋藏在地表下面土中孔隙、岩石孔隙和裂隙中的水。
地下水的富集必须具备三个条件，有较多的储水空间，有充足的补给水源和有良好的汇水条件。
地下水长期在地下运动，可从岩石中获得大量可溶性的物质成分，使之成为成分复杂的溶液。
其常见成分有O、K、Na、Ca、Mg、C1等地下水中常见元素；主要离子元素有氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、钠离子、钾离子；常见的气体有O2、N2、CO2、H2S；地下水中还含有大量的胶体物质Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2及以胶体形式存在的有机质。
多数地下水的PH在6.5到8.5之间。
地下水是自然界水的一部分。
据估算，埋藏在地下17Km以内的地下水总量约为8.4×1015m3，其中有一半埋藏在地面以下1Km的范围内。
地下水能在岩石中储存和运动是因为岩石具孔隙度和渗透性，地下水能否在岩石中运动取决于岩石的渗透性。
地下水据其在孔隙中的存在形式可分为吸附水、薄膜水、毛细水和重力水。
吸附水是受静电引力作用以分子状态吸附于岩石表面的水。
吸附水厚度大于几个到几百个水分子直径时，便形成薄膜状即薄膜水。
当孔径小，水量增多时，水受表面张力作用逆重力方向运动，称毛细水。
若孔径较大，水的重力大于表面张力和静电引力时，水受重力影响垂直渗流即重力水。
根据地下水的运动方向分为包气带地下水和饱气带地下水。
包气带地下水是呈垂直方向运动的水。
埋藏在包气带中的地下水，主要以吸附水、薄膜水和毛细水形成存在。
在包气带内局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水称为上层滞水，它是埋藏在地面以下包气带岩土层中的水，它在距地表很近的包气带内，局部的隔水层上。
地下水的地质作用
（一）、岩石空隙的类型 1、松散岩石中的孔隙 2、坚硬岩石中的裂隙 3、可溶岩石中的溶穴
1、孔隙
在颗粒或颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。 岩石中孔隙体积的多少影响其储容地下水能力大小的重要因素。 孔隙体积的多少，可用孔隙度表示，它是 指某一体积岩石中孔隙 体积所占的比例（用n表示）。
• 4、地下水流动的影响
• 地下水流动是岩溶发育的主要因素。只有当地下水不断流动，水中溶蚀的物质被 带走，富含CO2的渗入水不断补充更新，水才能经常保持侵蚀性，溶蚀作用才能 持续进行。地下水径流条件好坏事孔子岩溶发育的最活跃因素。
• 控制岩溶发育的各种自然地理、地质构造，在很大程度上正是通过影响地下水的 径流起作用。
包括固体骨架在内的整个渗流场中，就是用一种假想的渗流来代替复杂的实
际渗流，如图
这样一来，就可以将假想渗流作为连
续水流看待。
法国水力学家达西
地下水运动线性渗
规律。
第三节、地下水的潜蚀作用
地下水对地壳岩石圈产生剥蚀作用，由于其在地下进行，故常称为潜蚀作用。按 作用方式可分为机械冲刷和化学溶蚀。
一、机械冲刷
• 2、裂水 • 隙裂隙水系指贮存于岩石裂隙中的地下水。 • 由于岩石裂隙成因不同，致使岩石的裂隙率大小、裂隙的张开程度、连通情
况常常差异颇大，裂隙通道在空间上的展布具有明显的方向性，因而裂隙水 的分布一般很不均匀。 • 与孔隙水相比，裂隙水表现出强烈的不均匀性和各向异性。
• 3、岩溶水 • 岩溶水特指贮存于可溶岩石的溶蚀裂隙、溶穴、暗河中的地下水。 • 它的分布较裂隙水更不均匀，常常相对集中且流动迅速，可能承压亦不能承
越大，则透水性愈好
地下水的地质作用
地下水的地质作用一、地下水的贮存（一）岩土中的空隙1、孔隙松散岩土(如粘土、砂土、砾石等)中颗粒或颗粒集合体之间存在的空隙，称为孔隙。
岩石中孔隙体积的多少直接影响储容地下水的能力大小。
孔隙体积的多少可用孔隙度(n)表示。
孔隙度是孔隙体积(Vn)与包括孔隙在内的岩石总体积(V)的比值，用小数或百分数表示，即：或孔隙度的大小主要取决于岩土的密实程度及分选性。
此外，颗粒形状和胶结程度对孔隙度也有影响。
岩石越疏松、分选性越好，孔隙度越大。
相反，岩石越紧密图)或分选性越差，孔隙度越小。
孔隙若被胶结物充填，则孔隙度变小。
几种典型松散岩土的孔隙度的参考值2、裂隙固结的坚硬岩石受地壳运动及其它内外地质营力作用的影响产生的空隙，称为裂隙。
裂隙发育程度除与岩石受力条件有关外，还与岩性有关，坚脆的岩石裂隙发育，透水性好，质软具塑性的岩石裂隙不发育，透水性差。
裂隙的多少用裂隙率(Kt)表示，裂隙率是裂隙体积(Vt)与包括裂隙体积在内的岩石总体积的比值，用小数或百分数表示：几中岩石裂隙的参考值3、溶隙可溶岩(石灰岩、白云岩等)中的裂隙经地下水长期溶蚀而形成的空隙称溶隙。
溶隙的发育程度用溶隙率(K k)表示，溶隙率(K k )是溶隙的体积(V k )与包括溶隙在内的岩石总体积(V)的比值，用小数或百分数表示：研究岩石的空隙时，不仅要研究空隙的多少，还要研究空隙的大小、空隙间的连通性和分布规律。
松散土孔隙的大小和分布都比较均匀，且连通性好，所以，孔隙度可表征一定范围内孔隙的发育情况，岩石裂隙无论其宽度、长度和连通性差异都很大，分布也不均匀，因此，裂隙率只能代表被测定范围内裂隙的发育程度；溶隙大小相差悬殊，分布很不均匀，连通性更差，所以，溶隙率的代表性更差。
（二）岩土中水的存在形式1、气态水气态水，即水蒸气，存在于未饱和的岩土空隙中。
岩土中的气态水可由大气中的气态水进人地下形成，也可由地下液态水蒸发而成。
气态水有极大的活动性，可随空气流动而流动，也可由绝对湿度大的部位向绝对湿度小的部位运移。
地下水地质作用
地下水地质作用地下水是指地球表面以下的水体，它在地下岩石层中流动，并发挥着重要的地质作用。
地下水地质作用是指地下水通过溶解、沉积、侵蚀等过程对地质体产生的变化和影响。
本文将从地下水溶解作用、地下水沉积作用和地下水侵蚀作用三个方面详细介绍地下水地质作用。
地下水溶解作用是指地下水通过溶解岩石中的溶质物质，加速了地质体的溶解作用。
地下水中含有溶解性较强的二氧化碳，当地下水与含有碳酸盐的岩石接触时，二氧化碳会与岩石中的碳酸盐反应生成碳酸，导致岩石的溶解。
这种溶解作用在石灰岩地区尤为明显，形成了众多的溶洞、地下河等地下溶蚀地貌。
例如中国的桂林地区就有着著名的喀斯特地貌，其中的龙胜地下河就是地下水溶解作用的产物。
地下水沉积作用是指地下水通过沉积作用对地质体产生变化和影响。
地下水中含有溶解的物质，在特定条件下会发生沉积作用。
当地下水中的溶解物质超过饱和度时，会发生沉积，形成沉积物。
沉积物的特点是颗粒细小、排列规则，形成了地下水沉积岩。
典型的地下水沉积岩有石英砂岩、石膏石等。
此外，地下水还能通过沉积作用形成坑穴、地下沉积湖等地下沉积地貌。
例如中国的乌鲁木齐地区有着著名的石灰岩坑穴地貌，就是地下水沉积作用的产物。
地下水侵蚀作用是指地下水通过侵蚀作用对地质体产生变化和影响。
由于地下水的流动，其所含的溶解物质会对地下岩石进行侵蚀，加速地质体的破坏和溶解。
地下水侵蚀作用主要表现为岩溶漏斗、溶洞和地下河等地貌。
例如中国的贵州地区就有着众多的喀斯特地貌，其中的黄果树大瀑布就是地下水侵蚀作用的产物。
地下水地质作用主要包括溶解作用、沉积作用和侵蚀作用。
地下水溶解作用通过溶解岩石中的溶质物质加速了地质体的溶解作用；地下水沉积作用通过沉积作用对地质体产生变化和影响；地下水侵蚀作用通过侵蚀作用对地质体产生变化和影响。
这些地下水地质作用在地质学和地貌学研究中具有重要的意义，对于人类的生产生活也有着重要的影响。
因此，加深对地下水地质作用的研究，对于认识地球的演化历史和地质过程，以及保护地下水资源具有重要的意义。
地下水的地质作用
地下水的地质作用：技术专业知识点、浏览量大标题与数值分析一、地下水的地质作用概述地下水是地球上重要的水资源之一，它在自然环境和人类生活中都起着重要的作用。
地下水的地质作用主要是指地下水在地球内部和地表的运动和变化过程中所起的作用。
地下水在岩石和土壤中流动时，会对岩石和土壤产生物理、化学和生物作用，这些作用会影响地下的稳定性和地表的变化。
因此，对地下水的地质作用进行深入的研究和理解，对于保护水资源、防止地质灾害、合理利用地下资源等方面都具有重要的意义。
二、地下水的物理性质和化学成分1.地下水的物理性质地下水的物理性质主要包括温度、颜色、气味、透明度、密度、表面张力等。
地下水的温度通常与周围环境的温度相近，但在地下深处，由于地球内部的影响，水温可能会升高。
地下水的颜色通常为无色或浅色，但受到污染或含有某些化学物质时，颜色可能会发生变化。
地下水的气味通常为无味或略有泥土味，但受到污染时，可能会出现异味。
地下水的透明度通常较低，因为水中含有大量的悬浮物和溶解物质。
地下水的密度通常比地表水低，因为地下水中含有的矿物质和溶解物质较少。
地下水的表面张力通常较低，因为水中含有大量的矿物质和溶解物质。
2.地下水的化学成分地下水中的化学成分主要取决于周围环境和岩石的性质。
地下水中的主要离子包括钙离子、镁离子、钠离子、钾离子等，这些离子主要来自于岩石的风化和溶解。
此外，地下水中还含有大量的溶解气体和有机物，这些物质的含量通常较低，但会受到污染的影响。
三、地下水的水力学特征1.地下水的流动特征地下水在地下的流动过程中，会受到周围岩石和土壤的限制和影响。
因此，地下水的流动速度通常较慢，流动路径也不规则。
在某些情况下，地下水可能会在地表以下较深处形成蓄水层，这些蓄水层的水位可能会受到气候、地形、地质等因素的影响。
2.地下水的压力特征地下水的压力通常来自于水的重力和水深度的压力。
在地下深处，由于岩石和土壤的限制，水的压力可能会增大。
地下水的地质作用
透水程度 渗透系数 良透水的 ＞10 透水的 弱透水的 微透水的 不透水的
岩石名称
砾石、粗砂、岩溶发育的岩石、裂隙发 且很宽的岩石
10—1.0 粗砂、中砂、细沙、裂隙岩石 1.0—0.01 粘质粉土、细裂隙岩石 0.01—0.001 粉砂、粉质粘土、微裂隙岩石 ＜0.001 黏土、页岩
地下水的物理性质和化学成分
Kk=Vk/V
Kk=Vk/V ×100%
研究岩石的空隙时，不仅要研究空隙的多 少，还要研究空隙的大小、空隙间的连通 性和分布规律。
松散的土 孔隙度可表征一定范围内孔隙发育情况 岩石裂隙 裂隙率只能代表被测定范围内裂隙的发育程度 溶隙 大小悬殊 分布不均匀 连通性差 溶隙率 的代表性更 差
岩石越疏松、分选性越好，孔隙度越大； 反之，岩石越紧密、分选性越差，孔隙度 越小。 岩石的孔隙表
2 裂隙 坚硬岩石受地壳运动及其他内外地质营力 作用的影响产生的空隙。 裂隙发育程度用裂隙率Kt表示 Kt=Vt/V Kt=Vt/V ×100%
3 溶隙 可溶岩（石灰岩、白云岩）中的裂隙经 地下水流长期溶蚀作用而形成的空隙 溶隙的发育程度用Kk表示
地下水的地质作用
地下水：埋藏在地表下面土中孔隙、 岩石孔隙和裂隙中的水。
赋存在岩石孔隙中的地下水有气态、液态 和固态3种。其中一液态为主。 液态岩石中地下水水又分为吸着水、薄膜 水、毛细管水和重力水。（它是地下水存 在的最主要方式）
地下水在重力作用下不停地运动着。
地下水分布很广，与人们的生产、生活和 工程活动隔水层 岩石中各种状态的地下水，由于各类岩石 的水物理性质不同，可将各类岩石层划分 为含水层和隔水层。 含水层 能够给出并透过相当数量重力水的岩层。
第六章地下水的地质作用
第六章地下水的地质作用第六章地下水的地质作用教学目的要求：了解地下水、泉、地下热水的概念及特征；掌握地下水的赋存、运动及类型；初步掌握地下水潜蚀作用、沉积作用的基本原理和特征。
教学重点及难点：重点是地下水的赋存、运动及类型和地下水的潜蚀作用、溶蚀现象；难点是的地下水的溶蚀和沉淀过程。
第一节地下水概述——是指地表以下的岩石孔隙中或土层里的水，称为地下水。
地下水主要是由大气降水、地面流水、冰雪融水、湖泊水渗透到地下而形成的，称为渗透水。
此外还有凝结水、埋藏水、原生水等。
一、地下水的赋存及运动条件——岩石或土层允许水透过的性能称为透水性。
地下水能在岩石中赋存与运动，是因为岩石中具有一定的空隙。
空隙包括孔隙（岩石颗粒之间的空隙）、裂隙（岩石的裂缝）和洞穴（可溶性岩石受溶蚀后形成的孔洞）。
岩石孔隙度越大，含水量越大，透水性越好；孔隙度越小，含水量越少，透水性越差。
因此自然界的岩石可分为透水层和不透水层：透水层——能够透过地下水的岩层。
主要有：砂岩层、沙砾岩层以及裂隙、洞穴发育的其它岩石。
其中储满地下水的部分称为含水层。
不透水层——不能透过地下水的岩层。
主要有：粘土、页岩、岩浆岩、变质岩等。
不透水层对地下水的运动起着阻隔作用，又称为隔水层。
两者之间过渡类型称为半（弱）透水层。
如泥岩、亚粘土、黄土等。
二、地下水的类型地下水按照埋藏条件分为包气带水、潜水、承压水。
1.包气带水（土壤水）——从地面到地下水面（潜水面）之间的地带（包气带、不饱和带）所含的非重力地下水，以气态水、吸着水、薄膜水和毛细水等状态存在。
2.潜水——埋藏在地面以下，在第一个隔水层之上，具有自由表面的重力水，称为潜水。
潜水的表面称为潜水面，随地形起伏而变化，具有潜水流。
同时因季节变化而升降，雨季、旱季潜水面的不同而形成一个暂时饱和带。
3.层间水——埋藏在地下两个隔水层之间的含水层中的水。
承压水——当两个隔水层之间的含水层被水充满时，就是有了一定的静压力，称为承压水。
地下水的地质作用
地下水的地质作用地下水对岩层破坏和建造作用的总称。
地下水在流动过程中对流经的岩石可产生破坏作用，并把破坏的产物从一地搬运到另一地，在适宜的条件下再沉积下来。
因此，地下水的地质作用包括剥蚀作用、搬运作用和沉积作用。
剥蚀作用地下水的剥蚀作用是在地下进行的，所以又称为潜蚀作用。
按作用的方式分为机械潜蚀作用与化学溶蚀作用。
工程地质学中的潜蚀概念不包括可溶性岩石的化学溶蚀作用。
① 机械潜蚀作用。
地下水在流动过程中，对土、石的冲刷破坏作用。
地下水在土、石中渗透，水体分散，流速缓慢，动能很小，机械冲刷力量微弱，只能将松散堆积物中颗粒细小的粉沙、泥土物质冲走，使其结构变松，孔隙扩大。
但经过长时间的冲刷作用，也可以形成地下空洞，甚至引起地面陷落，出现落水洞和洼地。
这种现象常见于黄土发育地区。
疏松的钙质粉砂岩也易受到冲刷破坏。
地下水充满松散沉积物的孔隙时，水可润滑、削弱、以至破坏颗粒间的结合力,产生流沙现象;或浸润粘土物质,使之具有可塑性，引起粘土体积膨胀,导致土层蠕动和变形。
② 化学溶蚀作用。
地下水可溶解可溶性岩石所产生的破坏作用，又称喀斯特作用。
地下水中普遍含有一定数量的二氧化碳，这种水是一种较强的溶剂，它能溶解碳酸盐岩（如石灰岩，化学成分为碳酸钙），使碳酸盐变为溶于水的重碳酸盐，随水流失。
碳酸盐岩中常发育裂隙，更易遭受溶蚀，岩石中的裂隙逐渐扩大成溶隙或洞穴。
在碳酸盐岩地区，喀斯特作用可产生一系列如溶沟、石芽、溶洼、溶柱、落水洞、溶洞、暗河、地下湖和石林等喀斯特地形。
搬运作用地下水将其剥蚀产物沿垂直或水平运动方向进行搬运。
由于流速缓慢，地下水的机械搬运力较小，一般只能携带粉沙、细沙前进。
只有流动在较大洞穴中的地下河，才具有较大的机械动力，能搬运数量较多、粒径较大的砂和砾石，并在搬运过程中稍具分选作用和磨圆作用，这些特征类似于地表河流。
地下水主要进行化学搬运。
化学搬运的溶质成分取决于地下水流经地区的岩石性质和风化状况，通常以重碳酸盐为主，氯化物、硫酸盐、氢氧化物较少。
水文地质学基础第六章地下水
■地下水不是纯的H2O，而是天然溶液，含有各种组分。 ■水是良好的溶剂，在空隙中运移时，可溶解岩石中的成分。在自然界
水循环过程中，地下水与大气圈、水圈与生物圈同时发生着水量和化 学成分的交换。 ■ 物理性质：温度、颜色、嗅、味、密度、导电性、放射性。 ■ 化学性质：气体成分、离子成分、胶体物 质、有机质等。 ■ 水是岩石中元素迁移、分散与富集的载体。研究许多地质作用时都不 能不涉及地下水的化学作用。 ■ 不同的用水目的在利用地下水时，对水的质量有一定要求 （如：饮用水、锅炉用水、地下水对混凝土的侵蚀性等） ■ 研究地下水的化学成分与作用必须与地下水的流动条件结合
摩尔百分数） ■分式后：水温（oC) ■特点是直观、表示简单也较全面，可以反映水的成因类
型（常用方法）
6.1 地下水的化学成分
一、地下水中常见的气体成分
■ 氧（O2）、氮（N2）、二氧化碳（CO2）硫化氢 （H2S）、甲烷（CH4）
常见气体成分与地下水所处环境和地下水来源有关
二、地下水中主要离子成分
■地下水中含量多的有七种离子 ● 阴离子： HCO3-、 SO42- 、 Cl阳离子： Ca2+ 、 Mg2+ 、 K+ 、 Na+
地下水是如何保持它的溶解能力的？
地下水的流动（交替）性：
■ 地下水的径流速度和交替强度（ V 与Q ）
●停滞与流动很缓慢的地下水，溶解能力最终会降为零，溶滤作用 停止。
●水如果流动速度快，水交替（更新）迅速，CO2，O2不断被补 充，低TDS水不断更新—溶解能力已降低的水
■如果某地区地下水流动很快，水交替（循环）迅速，溶 滤作用很强烈，长期作用下去，地下水水化学特征如何？
认识地下水的地质作用
上一页 下一页 返回
６.２ 地下水的类型
• 在建筑工程中,上层滞水的存在乃是不利的因素.基坑开挖工程中经常 遇到这种水,这种水可能突然涌入基坑,妨碍施工,应注意排除.由于其水 量不大,故易于处理.
上一页 下一页 返回
６.２ 地下水的类型
• 潜水面到隔水底板的铅直距离称潜水含水层厚度,它是随潜水面变化 而变化的.当大面积不透水底板向下凹陷,潜水面坡度近于零,潜水几乎 静止不动时,称潜水湖.潜水在重力作用下从高处向低处流动时,称潜水 流.在潜水流的渗透途径上,任意两点的水位差与该两点之间的水平距 离之比,称潜水流在该处的水力坡度.一般潜水流的水力坡度很小,平原 区常为千分之几,山区可达百分之几.
• 地下水在地壳中的分布十分普遍,储藏量很大.据估计,地下水的总量约 为４亿km３,如果把这些地下水平均地铺在地球表面上,则水深可达７ ５０m.因此,地下水无论对人民生活和工程建设都有着重要的意义.
• 总之,地下水对工程建设有很大的影响,为了充分合理地利用地下水和 有效地防治地下水的不良影响,就必须对地下水的成分、性质、埋藏 和运动规律等进行充分的研究.
任务6 认识地下水的地质作用
• 6.1 地下水概述 • 6.2 地下水的类型 • 6.3 地下水对土木工程的影响
返回
６.１ 地下水概述
• 地下水是指存在于地表以下的岩石孔隙、裂隙和空洞中的水.它可以 呈各种物理状态存在,但大多呈液态.
• 地下水主要是由大气降水、融雪水和地表水(河水、湖水、海洋水等) 沿着地表岩石的孔隙、裂隙和空洞渗入地下而形成的,因此,地下水是 整个自然界中不断循环着的水的一部分.
地下水的地质作用
地下水的地质作用地下水是地球上重要的淡水资源之一，也是地质作用的重要表现形式之一。
地下水的地质作用主要包括溶蚀作用、沉积作用和侵蚀作用等。
以下将详细介绍地下水的地质作用。
地下水的地质作用首先表现为溶蚀作用。
地下水中的二氧化碳与地下岩石中的碳酸钙发生反应，形成碳酸溶液，通过溶解岩石的过程，将溶解物质带走，从而形成溶洞、地下河道、地下裂隙等地下空腔。
溶蚀作用还会导致地表下陷和地下水位下降等地质灾害。
地下水的地质作用还表现为沉积作用。
地下水中含有大量的溶解物质，当地下水通过岩石孔隙或裂隙流动时，会带走部分溶解物质，并在流速减小的地方沉积下来。
这种沉积作用形成的地质构造称为沉积构造，常见的有石笋、石柱、石钟乳等。
沉积作用还可以形成矿床，如地下水中的金属离子在流动过程中沉积下来，形成金属矿床。
地下水的地质作用还表现为侵蚀作用。
地下水流动中的冲刷作用、挟运作用和溢流作用等，会对地下岩石产生侵蚀作用。
地下水冲刷作用主要是通过地下水中的固体颗粒的磨蚀作用，使岩石表面逐渐被剥蚀；地下水挟运作用是指地下水中的固体颗粒随着地下水流动，将岩石颗粒带走；地下水溢流作用是指地下水超过岩石裂隙的容量，从而使岩石表面的部分颗粒被冲刷掉。
这些侵蚀作用会改变地下岩石的形态和结构，形成地下洞穴、地下隧道等。
除了以上几种地质作用，地下水还能通过溶解岩石中的矿物质，并在地下流动过程中重新沉积，从而形成新的矿物质。
这种作用被称为溶蚀-沉积转化作用。
地下水中的溶解物质与岩石中的矿物质发生反应，形成新的矿物质，并在地下流动过程中重新沉积。
这种地质作用对矿床的形成和演化具有重要影响。
地下水的地质作用包括溶蚀作用、沉积作用、侵蚀作用和溶蚀-沉积转化作用等。
这些地质作用不仅对地下岩石的形态和结构产生影响，也对地球的地貌和矿产资源的形成具有重要作用。
因此，地下水的地质作用是地球科学研究中的重要内容之一。
地下水的地质作用
◆温度
地下水的温度受地温控制，变温带地下水水温有较小的季节 性变化；常温带地下水水温与当地平均气温接近；增温带地下 水随地温梯度的增加而增加。通常情况下，地下水的温度接近 或低于当地年平均气温称为冷水，温度高于当地年平均气温称 为地下热水
低温20-40°,中温40-60°,高温60-100°,过热>100°。
好
透水层
岩石：透水性
坏
含 水
含水层
隔水层
◆不同埋藏条件
(1)包气带： 岩石上部水未饱和带，岩石孔隙或裂隙未被液态地 下水充满，含有大量空气。 (2)饱和带：当地下水向下运动到一定深处，遇到不透水层阻隔时， 就不能往下运动了，于是在不透水层之上，地下水便逐渐积成一 层饱和带。
包气带 饱水带
地下水的垂直分带
二.地下水的剥蚀作用
地下水的剥蚀作用称潜蚀作用（underground corrosion）。 按作用的方式可分为机械、化学两种。 地下水主要在岩石空隙中渗流，流动缓慢，水 量分散，冲击力甚小，所以其机械潜蚀作用占次要 地位；但水中常富含CO2和各种溶剂，这些成分能 与组成岩石的矿物颗粒广泛接触并发生化学反应， 因而化学潜蚀作用显著。
低于空气的温度时，空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙 中，在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。
●埋藏水：与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙
中而形成的地下水成为埋藏水。
●岩浆水：既不是降水渗入，也不是水汽凝结形成的，而是由
岩浆中分离出来的气体冷凝形成，这种水是岩浆作用的结果， 成为初生水。
◆地下水存在状态
岩溶地貌示意图
峰林地形——峰林或峰丛 孤峰—— 岩溶发育的阶段性： 早期——地表形成石芽、溶沟、 溶斗、 落水洞。 地下形成独立的洞穴。 中期——地表溶洼和峰林； 地下溶洞、洞穴系统。
地下水的地质作用与微生物的相关知识点
地下水的地质作用与微生物的相关知识点一、地下水的地质作用概述地下水是地球上重要的水资源之一，它在自然环境和人类生活中扮演着重要角色。
地下水的地质作用主要包括地下水的形成、运动、储存和变化等过程，这些过程受到地质构造、地貌形态、气候条件和人类活动等多种因素的影响。
二、地下水的形成地下水主要形成于大气降水和地表径流的下渗作用。
在雨水或雪水下渗过程中，水会溶解并携带大量的溶解物质，如二氧化碳、矿物质和有机物等。
这些物质在地下水中积累并随着水的流动而迁移，形成了地下水的化学和生物特性。
三、地下水的运动地下水的运动受到地下岩层和土壤的物理性质、地形地貌以及气候条件等多种因素的影响。
在运动过程中，地下水的水质和水量会发生改变，这主要与水中的物质发生溶解、沉淀、过滤和生物作用等有关。
四、地下水的储存和变化地下水被储存在地下岩层和土壤的空隙中，其储存量和流动性能取决于空隙的大小和连通性。
地下水的水位和水量会随着气候条件、地下水流动速度以及人类活动等因素的变化而发生改变。
五、地下水与微生物的关系地下水中存在着大量的微生物，这些微生物在地下水的化学和生物特性形成过程中起着重要作用。
微生物可以影响地下水的溶解和沉淀过程，改变水中有机物的分解和营养物质的循环。
此外，一些微生物还可以利用地下水中的有机物进行代谢活动，产生能量并影响地下水的化学性质。
六、微生物对地下水质量的影响微生物在地下水中的活动可以影响水的质量。
一些微生物可以降解有机物并产生酸性物质，降低地下水的pH值并导致水质恶化。
此外，微生物还可以在地下水中繁殖并形成生物膜，影响水的流动性和溶解性。
一些致病微生物也可能存在于地下水中并对人类和生态系统构成威胁。
因此，对地下水进行微生物检测和评估是非常重要的。
七、总结地下水是地球上宝贵的资源之一，它在地表水和大气水循环中起着关键作用。
地下水的地质作用和微生物活动对水的形成、运动、储存和质量产生重要影响。
了解这些影响因素有助于我们更好地保护和管理地下水资源，确保其可持续利用并为人类服务。
试论地下水的地质作用和对工程的影响
试论地下水的地质作用和对工程的影响摘要：地下水作为地球上重要的水体，与人类的关系十分密切，地下水可以满足人的日常生活的需要，但是，凡事过多都会出现问题，所以地下水有一个总体平衡的问题，地下水过多的话也会造成一些危害，会引起铁路、公路塌陷，淹没矿区坑道等。
地下水也不能盲目和过度开发，否则容易形成地下空洞、地层下陷等问题。
而且地下水本身的腐蚀，搬运，和堆积的地质作用对社会的发展中的一些工程也会造成一定的影响，所以在很多的地质工程上哪个都必须要考虑到地下水的影响作用。
关键词：地下水；地质作用；工程影响地质体内的地下水可以通过挖掘涌出，也会因为人类的日常生活向地下注水以及大量的灌溉还有降水的影响导致地下水增多，提高地下水位，对地质环境造成一定的影响。
如果在一些建筑场所发生地下水位上升涌出的情况，会及大程度上影响工程建设的进度。
除此之外还有由于地下水的地质作用产生的腐蚀性，以及自然条件下产生的流砂现象以及冻胀现象都对工程的建设有一定的不利影响。
所以在进行工程设计的问题上要充分的考虑地下水的地质作用带来的一些问题，以下将对这些作用及影响作出分析说明。
一．地下水的地质作用1．地下水的腐蚀作用在地下水下沿途的空隙里，在水的流动过程中，对土壤和岩石的冲刷作用，使岩石间杂质和松软的泥土被冲走，造成岩石间的缝隙增大，泥土的流失。
长时间作用下，会造成地面塌陷，地下空洞。
任何事物都是含有化学成分的，地下水和土地相互作用，产生化学反应，会形成一系列特殊的地质地貌。
2.地下水的搬运作用地下水的搬运作用主要是化学搬运，在搬运过程中携带一部分细沙和杂质，当某个地区地下水达到一定的饱和，在物理作用下，受力和气体等外界条件的影响，最终汇入河流和海洋。
3.地下水的堆积作用地下水在流动过程中，遇到较开阔的地方，水动力减小，流动速度慢，溶解在水中的杂质在重力作用下慢慢的堆积，形成泥土，甚至在地下水流出地表形成河流的时候，松散的堆积物在外力作用下日积月累形成岩石。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第六章地下水的地质作用教学目的要求：了解地下水、泉、地下热水的概念及特征；掌握地下水的赋存、运动及类型；初步掌握地下水潜蚀作用、沉积作用的基本原理和特征。
教学重点及难点：重点是地下水的赋存、运动及类型和地下水的潜蚀作用、溶蚀现象；难点是的地下水的溶蚀和沉淀过程。
第一节地下水概述——是指地表以下的岩石孔隙中或土层里的水，称为地下水。
地下水主要是由大气降水、地面流水、冰雪融水、湖泊水渗透到地下而形成的，称为渗透水。
此外还有凝结水、埋藏水、原生水等。
一、地下水的赋存及运动条件——岩石或土层允许水透过的性能称为透水性。
地下水能在岩石中赋存与运动，是因为岩石中具有一定的空隙。
空隙包括孔隙（岩石颗粒之间的空隙）、裂隙（岩石的裂缝）和洞穴（可溶性岩石受溶蚀后形成的孔洞）。
岩石孔隙度越大，含水量越大，透水性越好；孔隙度越小，含水量越少，透水性越差。
因此自然界的岩石可分为透水层和不透水层：透水层——能够透过地下水的岩层。
主要有：砂岩层、沙砾岩层以及裂隙、洞穴发育的其它岩石。
其中储满地下水的部分称为含水层。
不透水层——不能透过地下水的岩层。
主要有：粘土、页岩、岩浆岩、变质岩等。
不透水层对地下水的运动起着阻隔作用，又称为隔水层。
两者之间过渡类型称为半（弱）透水层。
如泥岩、亚粘土、黄土等。
二、地下水的类型地下水按照埋藏条件分为包气带水、潜水、承压水。
1.包气带水（土壤水）——从地面到地下水面（潜水面）之间的地带（包气带、不饱和带）所含的非重力地下水，以气态水、吸着水、薄膜水和毛细水等状态存在。
2.潜水——埋藏在地面以下，在第一个隔水层之上，具有自由表面的重力水，称为潜水。
潜水的表面称为潜水面，随地形起伏而变化，具有潜水流。
同时因季节变化而升降，雨季、旱季潜水面的不同而形成一个暂时饱和带。
3.层间水——埋藏在地下两个隔水层之间的含水层中的水。
承压水——当两个隔水层之间的含水层被水充满时，就是有了一定的静压力，称为承压水。
自流井——当打井凿穿上部隔水层时，如果承压水的静水压力所达到的水头高度超过井口地面时，则自行喷溢出地表，形成自流井。
自流井最适宜的构造类型为向斜盆地和单斜构造。
自流水坟地可以分为三个区：补给区、承压区和排泄区。
在承压区形成自流井，在排泄区形成上升泉。
三、泉及其分类——地下水在地表的天然出露，叫做泉。
泉主要分布在山区、丘陵区的沟、谷中及山麓边缘，平原地区极为少见。
泉的分类：1.根据成因分为：①接触泉不同透水性的岩层相接触，地下水沿接触面出露；②侵蚀泉因沟谷切割含水层而出现的泉；③裂隙泉由岩石裂隙中流出；④断层泉因断层作用，隔水层阻挡了地下水流，地下水循断层出露⑤溶洞泉自溶洞中流出。
2.根据泉水运动的特点分为：①上升泉；②下降泉。
3.按泉水温度分为：①冷泉；②温泉。
一般将泉水温度超过20℃的泉称为温泉。
温泉是地热异常的一种显示方式，是地下热能的天然露头。
温泉的热量来源：一是受地下是受地下岩浆热的影响，如云南腾冲的温泉、台湾的北投温泉；二是受地下深处地热的影响，深部承受水沿大断层上升至地面形成的，如南京汤山温泉、云南洱源牛街温泉等。
第二节地下水的潜蚀作用地下水的剥蚀作用发生在地面以下，故称为潜蚀作用。
——地下水在缓慢的运动过程中，不断对周围的岩石进行着破坏和改造，称为地下水的潜蚀作用。
可以分为：机械潜蚀作用和化学溶蚀作用。
一、机械潜蚀作用地下水对岩石的冲刷破坏作用称为机械潜蚀作用。
总的来说是很微弱的。
由黄土、砂岩组成的地壳表层，经地下水长期机械潜蚀作用，颗粒大量流失，致使岩石内孔隙增加、扩大，从而形成大大小小的、错综复杂的地下洞穴，并由于地下洞穴扩大导致顶部岩层失去支撑而垮塌，使地面洼地毗邻，形成与下面将要阐述的“岩溶”地区相似的地质发展过程（如黄土湿陷、丹霞地貌）。
称为“假岩溶”作用过程。
二、化学溶蚀作用与岩溶（喀斯特）地下水的溶蚀现象——地下水对可溶性岩石的溶解破坏作用，称为化学溶蚀作用。
（一）岩溶现象岩溶（也称为喀斯特）——是指可溶性岩石在地下水和地表水的共同破坏作用下，所形成的特殊地貌和水文网的总称。
喀斯特一词来源于南斯拉夫西北部沿海一带石灰岩高原的地名，那里发育着各种奇特的石灰岩地形。
十九世纪末，南斯拉夫学者司威治(J．Cvijic)对这个地区首先进行了研究，并借用“喀斯特”一词来称呼石灰岩地区的一系列特殊的地貌形成过程和水文现象。
至今喀斯特一词已成为世界各国通用的专门术语，特指主要由地下水(兼有，对可溶性岩石进行以化学溶蚀为主、机械冲刷为辅的)部分地表水．地质作用以及由这些地质作用所产生的地貌。
1966年在我国第二次喀斯特会议上决定，将喀斯特一词改称为岩溶。
典型的岩溶地貌有：①溶沟与石芽（婆婆脸）；②溶斗与落水洞；③溶洞与地下河；④溶蚀谷与天生桥；⑤峰林、峰丛和孤峰如地壳上升，潜水面下降，沿地下水面发育的溶洞就抬高而成为干洞。
随后，如地壳保持相对稳定，则在新的潜水面附近通过地下水横向溶蚀可发育低一级的另一溶洞系统。
如果地壳间歇性多次上升，就造成多级溶洞。
各级溶洞的高度常与河流阶地高度一一对应。
我国广西、贵州、云南等地是喀斯特十分发育的地区。
（二）影响喀斯特发育因素○可溶性岩石的存在是溶岩发育的物质基础，特别是产1岩石性质状平缓裂隙发育的厚层石灰岩是岩溶发育的有利条件。
○湿热的气候（水量丰富、具有流动性）是溶岩发育的必要气候2条件，尤其是在水中含有一定数量的CO时，有较强的溶融能力。
2○岩石产状平缓、裂隙发育是岩溶想深部和順层发育的3地质构造重要条件。
在两组断裂相交的地段，溶斗、溶洞最易形成。
○是造成岩石溶解的必要条件。
只有流动的水才能保水的流动性4持起溶蚀能力，否则就会因为过饱和而失去溶蚀能力。
第三节地下水的搬运与沉积作用（一）地下水的机械搬运与沉积作用由于地下水是在土壤、岩石裂隙中流动，流速极慢，因此搬运力极弱，沉积作用也极弱，一般仅形成小规模的洞穴碎层沉积。
（二）地下水的溶运与化学沉积作用地下水流速慢，与岩石的接触面积大，作用时间长，能充分的溶解其流经区的可溶性物质，因此地下水中含有较多的溶解物质，并随着地下水的运动而被搬运。
石灰岩地区中庞大的洞穴系统就是被地下水溶蚀搬运而形成的。
地下水的化学沉积主要分布在洞穴内、裂隙中和泉的出口处。
常见的有以下几类：A过饱和沉积作用是地下水化学沉积过程中最普遍的一种形式，引起被溶解物过饱和而发生的沉淀。
常见的沉积物有：1、溶洞滴石（石钟乳、石笋、石柱、石幔）富含碳酸钙的地下水沿着裂隙流入洞中，在其从洞顶下滴或从洞壁漫溢的过程中，都会有大量的水蒸汽蒸发或二氧化碳逸出，从而使碳酸钙沉淀下来，形成千姿百态的溶洞滴石。
泉华在泉水出口处沉淀的疏松多孔的堆积物。
由碳酸钙组成的2、称为钙华。
由二氧化硅组成的成为硅华。
岩脉（矿脉）与假化石富含溶解物质的地下水在流入岩石裂隙3、后，溶解物质会沉积结晶出来，形成脉状沉积体称为岩脉。
如果其中富含某种有用矿物物质，此种脉状沉积体称为矿脉。
在一些较紧闭的裂隙中，地下水中的铁锰物质沉淀在雷系面上，常呈树枝状的，粗看像植物化石，故称为假化石或模树石。
石化作用B．1、矿质填充作用埋藏在地下沉积物中的生物遗体，其硬体组织中的一些空隙，被地下水中的矿物质沉淀填充，使得生物硬体变得致密和坚硬。
2、置换作用是指地下水中的矿物质与掩埋在沉积物内的生物体之间的物质交换，在这个交换过程中，原来生物体组分被地下水溶蚀，并由地下水的矿物质沉淀填充，改变了物质成分，但仍完全保留着生物原有的构造。
第四节地下水的开发与利用地下水在人类生活和国民经济发展中具有十分重要的意义。
一、寻找和开发地下水为人类生产、生活服务二、掌握“岩溶”发育规律，确保工程建设安全，指导找矿三、开发地下热水提供环保能源复习思考题1.透水层、不透水层、弱透水层分别包括哪些岩石？2.绘图表示地下水的垂直分带及承压水的构造条件、水的运动。
试说明找寻地下水的有利位置。
3.我国桂林旅游区属于何种地貌？是怎样形成的？4.你的家乡或你熟悉的地方，地下水属于那种类型?其特点怎样?- 高氯酸对阿胶进行湿法消化后, 用导数火焰原子吸收光谱技术测定阿胶中的铜、“中药三大宝, 人参、鹿茸和阿胶。
”阿胶的药用已有两千多年的悠久历史历代宫①马作峰论疲劳源于肝脏[J].广西中医药,2008,31(1):31.①史丽萍马东明, 解丽芳等力竭性运动对小鼠肝脏超微结构及肝糖原、肌糖元含量的影响[J]. 辽宁中医杂志①王辉武吴行明邓开蓉《内经》“肝者罢极之本”的临床价值[J] . 成都中医药大学学报,1997,20(2):9.①杨维益陈家旭王天芳等运动性疲劳与中医肝脏的关系[J].北京中医药大学学报. 1996,19(1):8.1 运动性疲劳与肝脏①张俊明“高效强力饮”增强运动机能的临床[J]．中国运动医学杂志，1989，（）：10117 种水解蛋白氨基酸。
总含量在56.73%～82.03%。
霍光华②采用硝酸硫酸消化法和18（）：372-374.1995,206．②林华吕国枫官德正等. 衰竭运动小鼠肝损伤的实验性J].天津体育学院党报, 1994,9(4):9-11.②凌家杰肝与运动性疲劳关系浅谈[J].湖南中医学院学报.2003，（）31.②凌家杰肝与运动性疲劳关系浅谈[J].湖南中医学院学报2003，（）：1.②谢敏豪等训练结合用中药补剂强力宝对小鼠游泳耐力与肌肉和肝Gn, LDH 和MDH 的影响[J]．中国运动医学杂②杨维益陈家旭王天芳等运动性疲劳与中医肝脏的关系[J].北京中医药大学学报. 1996,19(1):8.2.1中药复方2.2 单味药33 阿胶和复方阿胶浆③常世和等参宝片对机体机能影响的[J].中国运动医学杂志，991，10（）：49.③聂晓莉，李晓勇等慢性疲劳大鼠模型的建立及其对肝功能的影响[J]. 热带医学杂志，2007,7(4)：323-325.3.1 概述3.2 关于阿胶和复方阿胶浆医疗保健作用的3.2.1 营养成分和评价3.2.2 阿胶的药理作用3.2.3 阿胶的临床应用④ Xie MH, etal．Effects of Hong jing tian she u on eproductive xis function and exercise capacities n men. The5⑤周志宏等．补肾益元方对运动小鼠抗疲劳能力的影响[J].中国运动医学杂志，001，20（）：83-84202-204.5`InternationalCourseandConferenceonPhysiologicalChemist rand Natrition of exercise and training (Abstract)6⑥杨维益等．中药复方“体复康”对运动性疲劳大鼠血乳酸、p 一内啡肤、亮氨酸及强啡肤l-13 影响的实验研⑥。