《供水水文地质》PPT课件_OK

• 褶曲是岩层的一个弯曲，它是岩层塑性变形的结果。 • 褶曲的基本要素：核、翼、轴面、轴、转折端、枢纽、
脊线。 • 褶曲的基本类型：背斜和向斜。 • 确定向斜和背斜的基本原则： （1）根据两翼产状确定为褶曲岩层； （2）核部两端的岩层一定是对称重复出现。 • 褶曲在横剖面上的分类（根据轴面的位置和两翼岩层的
3、沉积岩的特征： （1） 产状：成层分布；（2）结构：碎屑、泥质、结晶、胶状、生物结构；(3)
构造：层理（水平，波状，斜）构造; (4)矿物成分：特有海绿石、蒙脱石、 高岭石；(5)化石存在是沉积岩的特征之一。 4、沉积岩的分类： 常见的有砾岩、砂岩、石灰岩、泥岩、页岩、凝灰岩、白云岩、盐岩等；其 中分布最多的是页岩、砂岩、石灰岩，占95%以上。 5、松散岩石：沉积岩类还包括近代形成的未经圧固、胶结的碎屑堆积物，称为 松散岩石或第四纪松散堆积物。如粘土、粉质粘土、砂、砾石、卵石及其混 合堆积物砂砾石、砂卵石等。 6.不均粒土的透水性，大致与该试样d10对应的粒径所组成的均粒土的透水性相 当，所以d10=0.12m称为“有效粒径”。
• 按透水性能可把岩石分为：
（1 ）透水岩石 —砂、砾石、卵石及裂隙或溶隙发育的坚硬岩石；
（2）半透水性岩石—粉质粘土、粉土பைடு நூலகம்黄土、裂隙与岩溶不太发育的坚硬岩石；
• 对于供水而言，岩石空隙中的水是供水水文地质的重点研究内容。
（1）气态水：不能被直接应用，也不能被植物利用。
（2）结合水：把固相表面的引力大于水分子的自身重力的那部分水称为结合水。 结合水水膜由内向外，随着所受引力的减弱，其物理性质发生变化，在内层 形成强结合水，称吸着水；外层则属弱结合水，称薄膜水。
• 摩氏硬度等级：1度，滑石；2度，石膏；3度，方解 石；4度，萤石；5度，磷灰石；6度，正长石；7度，5 石英；8度，黄玉；9度，刚玉；10度，金刚石。
岩石的分类
• 岩石是在各种地质条件下有一种或几种矿物组成的集合体，（在地幔的软流层中产 出的物质，是富有挥发性成分的高温硅酸盐熔融体）。
• 按成因可把自然界的岩石划分为三大类：岩浆岩，沉积岩和变质岩。
• 常见的断裂构造有两类：裂隙（节理）和断层。 • 裂隙（节理）：岩石没有发生显著位移的破裂，在空间的位置是
由产状表示的。 • 断层：岩层断裂后沿断裂面两侧发生了显著的位移。 • 断层的要素：断裂面、断裂线、断盘、断层带。位于断层面之上
的称为上盘，反之，为下盘。 • 断层的分类：正断层（上盘相对下降，下盘相对上升的断层）；
产状划分）：直立褶曲；斜歪褶曲；倒转褶曲；平卧褶 曲。 • 向斜常为储存地下水的良好构造，背斜常为储油的1良2 好 构造。多个褶曲构成褶皱。
断裂构造
• 断裂构造是岩石受力作用超过强度极限时岩石所发生的破裂，同 时产生一些破裂面，使岩石丧失了连续完整性。断裂构造可由地 壳内部构造作用力引起，也可由地质外应力引起。
依据构造分为：片状岩石类，块状岩石类。
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地质年代
• 地层层序律： 原始产生的地层具有下老上新的层序规律；
• 化石层序律： 进化论；
• 切割穿插定律： 侵入者、切割者年代新；被侵入者、被切割者年代老。
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地质运动简述
• 地壳运动也称为构造运动，是由于地球内部原因引起地 壳形态的变化。地壳运动形成了地壳中的各种地质构造， 决定了地壳外貌的总体特征。按照地壳运动的特点，可 归纳为：升降运动和水平运动。所有地质构造，不论是 构造变形或非构造变形，都可以归纳为：褶曲、断层、 裂隙和劈理四类。
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（5）固态水:一种暂时现象。
岩石的水理性质
• 岩石的水理性质：指当空隙的大小和数量不同时，岩石在水作用过程中所表现出的容纳、保持、 给出、透过水的能力，它衡量不同岩石地下水储存和运移性能。
• 容水性：指岩石能容纳一定水量的性能，在数量上用容水度来表示。
容水度 W n=V n/V * 100% ，V n :岩石中所容纳水的体积，V：岩石总体积。
明显的分界面，前者称为莫霍面，后者称为古登堡面。 在莫霍面横波与纵波都将增大，在古登堡面横波消失， 纵波减小。 • 根据陆地表面的高程和起伏变化，可把陆地地形分为 山地，丘陵，平原，高原，盆地和洼地。 • 根据海底地形特征可将海底分为大陆架，大陆坡，大 陆基，海沟，岛弧，深海（大洋）盆地，洋中基等单 元。 • 地壳主要组成元素：氧，硅，铝，铁，钙，钠，钾，4 镁。其中氧化物二氧化硅最多。
其裂隙率（面裂隙率）。
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溶隙
• 溶隙：可溶岩（石灰岩、白云岩、石膏）中的各种裂隙，被水流溶蚀扩大成为各种形态的溶隙， 甚至形成巨大溶洞，这种现象又称岩溶或喀斯特。
• 岩溶率（K k）=空隙的体积（v）/可溶岩石的体积（V）* 100% • 测定体积比值：
K k =（1- V1/V2）* 100%
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岩浆岩
• 岩浆岩（火成岩）：岩浆沿着地壳岩石的缝隙上升到地壳范围内 或喷出地表，热量逐渐散失，最后冷却凝固而成的岩石。
• 岩浆岩的特征： （1）产状：岩浆岩在空间的位置，形态和大小。在地壳深处冷凝
成的岩石叫深成岩，其产状多为岩基和岩株，常见的有：橄榄石， 辉长石，闪长石，花岗岩等；在地表深度较小处冷凝成的岩石叫 浅成石，常见的有：闪长玢岩，花岗斑岩。 （2）结构：岩浆岩在不同的环境中形成时，由于物理条件不同， 冷凝后结晶程度，颗粒大小和形状等方面都表现出不同特点，统 称为岩浆岩的结构。主要有显晶质结构，隐晶质结构，玻璃质结 构。 （3）构造：岩浆岩中各组成部分在空间的排列及填充方式。常见 的有：块状结构，流纹结构，气孔结构，杏仁结构。 依据岩浆岩中二氧化硅由多到少可以将其分为酸性岩，中性岩，7 基 性岩，超基性岩。颜色由浅变深。
V1：不包括溶隙在内的岩样体积 V2：包括溶隙在内的岩样总体积
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水在岩石空隙中的存在形式
• 在重力水面以上，岩石的空隙未被水饱和，通常称为包气带，其下则称饱水 带。
• 地壳岩石中存在以下各种形式的水：
（1）岩石“骨架”中的水：也称之为矿物结合水，其主要形式是沸石水、结晶 水和结构水。
（2）岩石空隙中的水：主要形式是结合水（吸着水、薄膜水）、重力水、毛细 水、固态水和气态水。
• 按成因可把空隙分为三类：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶隙。
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孔隙
• 孔隙：颗粒或颗粒集合体之间的空隙。 孔隙度（n）=孔隙的体积（v）/松散岩石的总体积（V）*100%
• 影响孔隙度的因素：岩石的密实程度；颗粒的均匀性；颗粒的形状；颗粒的胶结程度。只有当岩 石越松散、分选越好、浑圆度和胶结度越差时，孔隙度才越大；反之就越小。
逆断层（上盘相对上升，下盘相对下降）；平推断层；枢纽断层。 • 断层的组合：在剖面上正断层的组合形式常见的有阶梯断层、地
垒、地堑；逆断层的组合形式常见的有叠瓦状构造。 • 断层的判断方法：
（1）构造标志；（2）岩层标志；（3）水文地质标志；（4）13 地 貌标志。
第二章
地下水的储存于循环
• 由于岩石性质和受力作用的不同，空隙的形状、多少及其连通与分布具有很大的差别，通常把岩 石的这些特征统称为岩石的空隙性。
• 给水性：各种岩石饱水后在重力作用下能自由排出一定水量的性能。在数值上一给水度来表示。
给水度 μ=Vg / V * 100% ，Vg：饱和岩石在重力作用下流出水的体积，V：岩石总体积。颗粒 越粗，给水度越大。
• 给水度的最大值等于岩石的容水度减去持水度，即μmax =W n - W m 。
• 透水性：岩石允许水流过的能力。透水性首先决定于岩石空隙的大小，其次是孔隙的多少及其 形状。颗粒越大、分选性越好，透水性就越强；反之，透水性就差。衡量透水性能强弱的参数 是渗透系数K。透水性的非均匀性是坚硬岩石普遍具有的特点。
• 实验方法： n=(1-δ/γ)*100%
δ——松散岩石的干重力密度 γ——松散岩石的密度
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裂隙
• 裂隙：固结的坚硬岩石受地壳运动及其他内外地质应力 作用下岩石破裂变形产生的空隙。
• 裂隙可分为：成岩裂隙（指岩石在成岩过程中形成的原 生空隙）、构造裂隙（指构造变动中岩石受应力而产生 的破裂和错位形成的劈理、节理裂隙与断位）和风化裂 隙（指在风化作用下形成的岩石裂隙）。
沉积岩
1、沉积岩是在地表环境中已经形成的岩石经过风化、剥蚀、溶解等外力作用地质作用 的破坏而产生的岩石碎屑、溶质等物质，在原地或经过搬运在适宜的环境沉积、再 经过成岩作用而形成岩石。
2、沉积岩的形成过程一般要经过以下三个阶段： （1）风化破坏；（2）搬运沉积（机械、化学、生物沉积）；（3）成岩作用。
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变质岩
• 变质岩：岩石受到挤压或高温（未达熔化），使得岩石的结构和成分发生变化而形成的另一种岩 石。
• 变质岩的特征： （1）产状：大多数保存着变质前的岩石产状；（2）结构：主要有变晶结构；（3）构造：常见的有
片理、片麻状等构造；（4）矿物成分：特有石榴子石、十字石、红柱石、滑石、石墨等。 • 变质岩的分类：
矿物与岩石
• 矿物：地壳中各种地质作用的自然产物，具有一定 的化学成分和内部构造，在一定物理化学条件下相 对稳定的天然单质或化合物。
• 矿物的主要物理性质：晶形（粒状，柱状，片状， 板状，纤维状，放射状); 颜色(矿物新鲜面上的颜色)； 光泽（矿物新鲜面上反射光线的能力）；条痕（矿 物粉末的颜色）；硬度（矿物抵抗摩擦及刻划的能 力）；解理（矿物被击后沿一定结晶方向产生光滑 平面的能力）和断口（矿物被敲击后产生的破裂面 即无一定方向又不光滑）；相对密度等。
• 在地质力学中把岩石受到应力作用而产生的各种永久性 变形统称为构造形迹。
• 岩层在空间位置上的状况通常是用岩层产状来表示的， 岩层的产状包括走向、倾向、倾角三个要素。水平岩层， 愈上愈新；倾斜岩层，顺倾向者依次渐新；直立岩层11 不 能单凭倾斜决定。
岩层的接触关系和褶曲
• 岩层的接触关系：整合接触；平行不整合或角度不整合 接触；火成接触；断层接触。
供水水文地质
第四版
绪论
• 地下水：埋藏在地表以下岩石缝隙中的水。 • 与地表水相比，地下水做供水水源的优势： （1）地下水经过天然过滤，水质良好，一般不需要净化处理； （2）不易受到污染，卫生条件较好； （3）水温较低且变化不大，适宜于冷却和空调用水； （4）取水构筑物靠近用户，输水管道短，经济且占地少； （5）受气候影响小，一般可保持稳定供水能力。
（3）毛细水（半自由水）：只能垂直运动，可以传递静水压力。常见形式有： 支持毛细水；悬挂毛细水；孔角毛细水或触点毛细水。毛细水的上升高度 （毛细上升高度）与毛细管直径成反比，所以颗粒细的岩石，最大毛细上升 高度也大。
（4）重力水：能在重力作用下自由移动的水。可以传递静水压力，有冲刷、侵
蚀作用，能溶解岩石；是供水水文地质的主要研究对象。
• 影响构造裂隙发育的因素：岩石的力学性质与厚度；岩 石的埋深和所处构造部位；构造运动的性质与频率。
• 影响风化裂隙发育的因素：岩性、气候、地形。 裂 隙率（KT）=裂隙的体积（v）/岩石的总体积(V)*100%
• 裂隙率的测定
定K该T=面∑积L上*b的/F裂*1隙00%长度，L测与定平岩均石宽露度头b,按的上面式积可F，计逐算一出测
• 持水性：在重力作用下，岩石依靠分子引力和毛细力在其空隙中能保持一定水的性能，在数量 上以持水度表示。
持水度 W m=V r/V *100% ，V r：在重力作用下岩石空隙中搜能保持的水体积，V：岩石总体 积。
• 根据保持水的形式不同，持水度可分为毛细持水度（毛细管孔隙被水充满时，岩石所保持的水 量与岩石体积之比）和分子持水度（岩石所能保持的最大结合水量与岩石体积之比）。岩石颗 粒越细小，分子持水度就越大；具有裂隙和溶隙的基岩，由于其表面积的空隙很小，所以分子 持水度极小。
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地下水的功能
（1）地下水是一种宝贵的资源（供水水源，液体矿产）； （2）地下水是极其重要的生态环境因子； （3）地下水是破坏力极强的灾害因子； （4）地下水是一种很活跃的地质营力； （5）地下水是重要的信息载体。
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第一章
地质基础知识
• 依据地震波可将地球内部分为地壳，地幔，地核。 • 在地表以下30~80km深处和2800km深处，存在着两个