第十二章_裂隙水

岩脉及侵入岩接触带：张开裂隙发育，常形成近乎垂直的带状裂隙含水系统。
12．2裂隙水成因类型及其中的地下水
2．风化裂隙水 风化裂隙––––暴露于地表的岩石，在温度变化和水、空气、生物等风化 营力作用下形成的裂隙。（风化作用形成的裂隙）
特点：常形成密集均匀、无明显方向性，连通良好的裂隙网络。
厚度：几米~几十米，未风化的母岩构成相对隔水底板。 故风化裂隙水 一般为潜水，被后期沉积物覆盖的古风化壳可赋存承存水。
缺点：对实际资料要求高，计算比较复杂。
适用于：研究区域比较小，工作程度比较高的地区（如岩体 高边坡的稳定性、地下硐室围岩的稳定性等）。
12．5 断层的水文地质意义
对于供水： （1）隔水断层：断裂带本身不含水，但上盘或下盘岩层如果裂隙发育 （脆性岩石），具有较好的汇水条件，可成为富水地段→打断层两侧的 岩层。 （2）透水断层：断裂带本身富水，若断层勾通上、下含水层，则使富 水性增强→打断层。 对于矿山排水： （1）隔水断层：若断层一侧岩层富水，则开采矿床时，不能打穿断层， 以防地下水涌入矿坑→保护断层。
12．4 裂隙及裂隙水的研究方法
岩层(岩体)裂隙野外调查统计！
12．4 裂隙及裂隙水的研究方法
1．等效多孔介质方法 等效多孔介质方法 ––––就是用连续的多孔介质的理论来研究非连续的 裂隙介质，用虚拟的一个等效多孔介质场来近似代替复杂的裂隙介 质场。 不要求两个水动力场完全相似，只要求某些方面相近，如两个系统的泉 流量要相等，这时称这个孔隙介质为裂隙介质的等效多孔介质。 应用条件： a. 等效时，含水系统的补、径、排条件不能改变； b. 要求介质总体导水能力等效，如泉流量相等； c. 边界条件相同。
（2）透水断层：为防止地下水涌入矿坑→留设防水矿柱。如开采C–P 系煤层时，C系薄层灰岩水量并不大，若开采时打穿了透水断层，而断 层又和O系灰岩导通，则可造成突水淹井事故，华北地区的大多数突水 事故均属于此种类型。
12．5 断层的水文地质意义
断层两盘的岩性及断层的力学性质，控制着断层的导水—贮水特征。 1．张性断层 ① 脆性岩层中的张性断裂→常具有良好的导水能力； ② 含泥质较多的塑性岩层中的张性断裂→往往导水不良，甚至隔水。 2．压性断层 ① 塑性岩中→通常是隔水的； ② 脆性岩中→断层两侧多发育张开性较好的扭张裂隙，为导水带。 3．扭性断裂的导水性介于张性断裂与压性断裂之间 4．同一条断层，其导水性能可能发生变化 5．导水断层可以起到贮水空间、集水廊道与导水通道的作用
12．4 裂隙及裂隙水的研究方法
2．双重介质方法 裂隙介质存在两种导水性能相差悬殊的空隙空间，其中大的裂隙导水能 力比较强，小的裂隙，导水能力弱，但为数众多，贮水能力不可忽略。
对介质中大、小两种裂隙分别用两种等效的多孔介质去近似代替大小两 种空隙，称为––––双重介质方法。
在双重介质方法中，大小两种空隙空间分别刻画，有各自的参数（如K， n，μ等），但两种空隙存在水力联系，可以进行水量交换。
双重介质方法仍属于连续介质范畴，它的基本原理是等效多孔介质方法， 区别仅在于对大小空隙进行分别描述。
12．4 裂隙及裂隙水的研究方法 3．非连续介质方法 对裂隙网络每条具有实际导水意义的裂隙进行精确地描述， 包括每条裂隙的张开宽度、延伸长度、产状等，要求做出 实际的裂隙网络图，然后分别建立裂隙水流方程进行研究 ––––非连续介质方法。 优点：比较精确。
抽水时，某一方向上的观测孔，水位下降快（甚至较远的孔），而另一 方向上甚至很近的观测孔，水位却无变化。
12．1 概 述
2．孔隙水与裂隙水的比较： （1）孔隙水：
孔隙分布连续均匀，构成具有统一水力联系、水量分布均匀的层状含水系统。
（2）裂隙水： ① 裂隙率比孔隙率低1 ~ 2数量级；
② 裂隙分布很不均匀（不连续、不均匀）；
③ 其空间展布具有方向性； ④ 一般并不形成具有统一水力联系、水量分布均匀的含水层，而是形成若干 带状或脉状裂隙含水系统； ⑤ 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，其水量大小取决于自身规模的大小。 带状或脉状裂隙含水系统，一般是由一条或几条大的导水通道（如断层、大 裂隙、侵入岩与围岩接触带等）为干流，汇同周围裂隙而形成的。
12．5 断层的水文地质意义
② 横裂隙：一般是张性的，张开宽度最大，但一般延伸不远；
③ 斜裂隙：是剪应力形成的，延伸长度及张开性都相对差一 些； ④层面裂隙：构成沉积岩的主要裂隙组，裂隙的多少取决于 岩层的单层厚度：单层薄，裂隙密集而均匀；单层厚，裂 隙稀疏而不均匀。
12．3 裂隙介质及其渗流 裂隙水流的基本特征 ① 不均匀性：大的导水通道上水量大（主干裂隙），钻孔 或坑道揭露时涌水量大，并汇集小裂隙中的水；离开主 干裂隙，在小裂隙上，水量很小； ② 在整个岩体中，裂隙通道所占空间比例很小，一般为： 几% ~ 十几%； ③ 水流只存在于裂隙通道内，通道之外没有水流，其渗流 场是不连续的；(图12-8) ④水的流向：局部流向与整体流向往往不一致，有时甚至 与整体流向相反。
12．5 断层的水文地质意义 断裂带的其它功能： (1)发育于透水围岩中的导水断层，不仅是贮水空间，还兼 具集水廊道的功能。 (2)导水断层沟通若干个含水层或地表水体时，断层兼具贮 水、集水廊道与导水通道的功能。钻孔或坑道揭露可获得 稳定水源。 (3)如有厚层隔水层且断层断距较大的，可被切割成相对独 立的块段。与外界水力联系变弱；正是由于这种阴隔作用， 大的断层往往构成地下含水系统的边界。
② 脆性岩石：如石灰岩、岩浆岩、钙质胶结的砂岩等，其 构造裂隙一般比较疏松，但张开性好，延伸远，具有较 好的导水性。 ③ 沉积岩的裂隙发育与其胶结物成分及颗粒的粒度有一定 关系。 a. 钙质胶结 —脆性岩石； b. 泥质及硅质胶结 — 塑性 岩石； 粗颗粒的砂砾岩裂隙张开性优于细粒的粉砂岩。
12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 各类裂隙的特点： ① 纵裂隙：延伸方向往往就是岩层导水能力最大的方向；纵 裂隙延伸较远，在背斜的核部为张性；
通常我们说裂隙水区别于孔隙水，具有强烈的非均匀性、各 向异性等特点，主要是针对构造裂隙水而言的。
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12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 （1）岩性不同，构造裂隙的水文地质意义也不同： ① 塑性岩石：如页岩、泥岩、凝灰岩、千枚岩等常形成闭 合及至隐蔽的裂隙，这些岩石的构造裂隙往往密度很大， 但张开性差，延伸不远，缺少对地下水贮存特别是传导 有意义的“有效裂隙”，多构成相对隔水层。
12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 3．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 产生。（构造作用形成的裂隙） 裂隙几何参数：产状、张开宽度、延伸长度、密度等。
从水文地质上看：构造裂隙是所有成因类型裂隙中最常见、 分布范围最广，与各种水文地质、工程地质问题关系最密切 的一类裂隙，是裂隙水研究的主要对象。
12．2裂隙水成因类型及其中的地下水
哪种裂隙最常见、分布最广、 与工程关系最密切？
1．成岩裂隙水
成岩裂隙––––是岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原生裂隙。（岩 石形成过程中产生的裂隙）
含水意义大的有： 玄武岩：垂直节理比较发育，裂隙张开性好，且密集均匀，连通良好，常构 成贮水丰富、导水通畅的层状裂隙含水系统。 举例：美国夏威夷群岛：玄武岩裂隙十分丰富，檀香山城即以此为供水水源， 总涌水量7.5m3/s。
12．1 概 述 12．2 裂隙水成因类型及其中的地下水
12．3 裂隙介质及其渗流
12．4 裂隙及裂隙水的研究方法 12．5 断层的水文地质意义
12．1 概 述
贮存运移于裂隙基岩中的水––––裂隙水。 1．特点：不均匀性和各向异性 ① 同一岩层中，相距很近的两口井，水量相差悬殊，甚至一孔有水， 一孔无水； ② 相距很近的两孔，地下水位相差很大，水质、动态也有明显的不同； ③ 采矿中整体涌水量不大，但在局部涌水量很大；