第二节水的分类与水的性质

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也是主要的含水层，但碳酸盐岩的空隙性和透水性变化很大，取决于裂隙和岩溶的发育程度。
2）隔水层：是指那些既不能给出又不能透过水的岩层，或者它给出或透过的水量都极少。通常可分为二类：一类是致密岩石，其中没有或很少有空隙，很少含水也不能透水，如某些致密的结晶岩石（花岗岩、闪长岩、石英岩等）。另一种是颗粒细小，孔隙度很大，但孔隙直径小，岩层中含水，但存在的水绝大多数是结合水，在常压下不能排出，也不能透水。
牛轭湖：（如图5-6所示）自由河曲的某一段上，两对的弯道沟通，弃废的部
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分河道形成了牛轭湖。
2）河流的搬运作用：河流将其携带的物质向下游运送的过程称为河流的搬运作用。河流搬运能力的大小，取决于河流的流量和流速，其中流速的影响最大。流水搬运的方式可分为物理搬运和化学搬运两大类。物理搬运的物质主要是泥砂石块，化学搬运的物质则是可溶解的盐类和胶体物质。物理搬运又可分为悬浮式、跳跃式和滚动式三种方式。化学搬运的距离最远，水中各种离子和胶体颗粒多被搬运到湖、海盆地中，当条件适合时，在湖、海盆地中产生沉积。
（1）下蚀作用：是指河水在流动过程中使河床逐渐下切加深的作用。其作用强度取决于河水的流速和流量，同时也与河床的岩性地质构造有密切的关系。
下蚀作用在山区地段，由于河床纵坡大，河道较直，流速高，故下切力较强，往往形成“V”字形河谷。如著名的长江三峡（如图5-4所示）。
（2）侧蚀作用：河水对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河谷加宽或使河道左右迁移的作用称侧蚀作用。
同时，地下水中的CO32-、SO42-、Cl-等酸性离子还会对混泥土产生化学侵蚀，使其遭到破坏。所以，关于地下水的形成、分布、埋藏条件、运动规律等就成为各类工程中不可忽视的问题。
1、含水层与隔水层：岩层中含有各种状态的水，由于各类岩石的水理性质不同，按其透过和给出水的能力，可分为含水层和隔水层。
1）含水层：是指能够给出并透过相当数量水的岩体。这类含水的岩体大都呈层状，所以称为含水层，如砂层、砾石层等。含水层不但储存水，而且水在其中可以运移。非固结沉积物是最主要的含水层，特别是砂和砾石层，这种含水层具有良好的透水性能，条件适宜时，在其中打井可获得丰富的水量。碳酸盐类岩石
1）包气带水：因水中含有相当数量的气体而得名。它包括土壤水和上层滞水。
（1）土壤水：包气带表层土壤中的气态水、结合水、毛细水和下渗的重力水统称为土壤水。其主要特征是受气候控制，季节性明显，变化大，雨季水量多，旱季水量少，甚至干涸。土壤水不能直接被人们取出应用，但对农作物和植物有重要作用。
（2）上层滞水：贮存于包气带中局部隔水层之上的重力水称为上层滞水。上层滞水一般分布不广，埋藏接近地表，接受大气降水的补给，补给区与分布区一致，以蒸发形式或从隔水底板边缘下渗的形式排泄。雨季时获得补给，赋存一定的水量，旱季时水量逐渐消失，季节变化大，容易受到污染，只能用作小型或暂时性供水水源；从供水角度看意义不大，但从工程地质角度看，上层滞水会突然涌入基坑危害基坑施工安全；上层滞水还可减弱地基土强度，引起土质边坡滑坍，黄土路基沉陷；在寒冷的北方地区，则易引起道路的冻胀和翻浆等病害。
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水的这些物理和化学作用后，地表附近岩石逐渐失去其完整性、致密性，残留在原地的则为未被冲走、又不易溶解的松散物质，这个过程称为淋滤作用，残留在原地的松散破碎物质形成的地层称为残积层。残积层向上逐渐过渡为土壤层。
残积层有下述特征：
（1）残积层是位于地表以下、基岩风化带以上的一层松散破碎物质。其破碎程度地表附近最大，愈向地下愈小，逐渐过渡到基岩风化带。
2、地下水的分类：按地下水的贮存埋藏条件分类包气带水和饱水带水；其中包气带水又分为结合水（分吸湿水、薄膜水）、毛细水（分毛细悬着水与毛细上升水）、重力水（分上层滞水与渗透重力水）；饱水带水分为潜水、承压水（分自流溢水与非自流溢水）。按岩土的贮水空隙的差异分类：孔隙水、裂隙水、岩溶水。将两者组合可分为9种地下水，如孔隙潜水、岩溶承压水等，见表5-1。
坡积层具有下述特征：（如图5-3所示）
（1）坡积层位于山坡坡脚处，其厚度变化较大，一般是坡脚处最厚，向山坡上部及远离山脚方向均逐渐变薄尖灭。
（2）坡积层多由碎石和黏性土组成，其成分与下伏基岩无关，而与山坡上部基岩成分有关。
（3）由于从山坡上部到坡脚搬运距离较短，故坡积层层理不明显，碎石棱角分明。
（4）坡积层松散、富水，作为建筑物地基强度很低。其下原有地面愈陡、坡积层中含水愈多、坡积层物质粒度愈小、黏土含量愈高，则愈易发生坡积层滑坡。
洪积层有下述特征：（1）洪积层多位于沟谷进入山前平原、山间盆地、流入河流处。从外貌看洪积层多呈扇形，称洪积扇。扇顶位于较高处的沟谷内，扇缘在陡坡与缓坡交界处成一弧形。
（2）洪积层成分较复杂，由沟谷上游汇水区内的岩石种类决定。
（3）有不规则的交错层理、透镜体、尖灭及夹层等；
（4）从断面上看，地表洪积物颗粒较细，向地下愈来愈粗。也就是说，洪积层初具分选性和层理。同时，由于携带物搬运距离较远，沿途受到摩擦、碰撞，使洪积物具有一定磨圆度。
由冲刷作用形成的沟底狭窄、两壁陡峭的沟谷叫冲沟。初始形成的冲沟在洪流的不断作用下，可以不断地加深、拓宽和向沟头方向延长，并可在冲沟沟壁上形成支沟。在降雨量较集中，缺少植被保护，由第四纪松散沉积物堆积的地区，冲沟极易形成。如我国黄土区，冲沟发展迅速，常常把地面切割的支离破碎，千沟万壑。
冲沟的发展常使路基被冲毁、边坡坍塌，给道路工程建设和养护带来很大困难。因此，在冲沟地区修筑道路，首先必须查明该地区冲沟形成的各种条件和原因，特别要研究该地区冲沟的活动程度、发展阶段，然后有针对性地进行治理。
注：良好的分选性和磨圆度是河流沉积物区别于其他成因沉积物的重要特征。
3）河流的沉积作用：河流在运动过程中，能量不断受到损失，当河水挟带的泥砂、砾石等被搬运物质超过了河水的搬运能力时，被搬运的物质便在重力作用下逐渐沉积下来，称为沉积作用。河流的沉积物称为冲积层。河流沉积物几乎全部是泥砂、砾石等机械碎屑物，而化学溶解的物质多在进入湖盆或海洋等特定的环境后才开始发生沉积。
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第五章河流与水的地质作用
第二节水的分类与水的性质
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授课方法
教具
授课班级
教学目的
1、了解水的循环、地表流水及地下水的种类、地下水的物理性质
2、掌握水的分类、地表流水及地下水的地质作用、地下水的化学特征
教学重点
和难点
1、水的循环、地表流水及地下水的种类、地下水的物理性质
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2、河流的地质作用：按其进行的方式分为侵蚀作用、搬运作用、及沉积作用。
1）河流的侵蚀作用：是指河水在流动的过程中不断加深和拓宽河床的作用。按侵蚀作用的方向，河流的侵蚀作用可分为沿垂直方向进行的下（底）蚀作用和沿水平方向进行的侧蚀作用。下蚀和侧蚀是河流侵蚀过程中互相制约和互相影响的两个方面，不过在河流的不同发展阶段或同一条河流的不同部位，由于河水动力条件的差异，不仅下蚀和侧蚀所显示的优势会有明显的区别，而且河流的侵蚀和沉积优势也会有显著的差别。
（5）规模很大的洪积层一般可划分为三个工程地质条件不同的地段：靠近山坡沟口的粗碎屑沉积地段，孔隙大，透水性强，地下水埋藏深，压缩性小，承载力比较高，是良好的天然地基；洪积层外围的细碎屑沉积地段，如果在沉积过程中受到周期性的干燥，黏土颗粒发生凝聚并析出可溶盐分时，则洪积层的结构密实，承载力比较高；在上述两地段之间的过渡带，因为常有地下水溢出，水文地质条件不良，对工程建筑不利。
2）潜水：埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水叫潜水。潜水主要分布于第四纪松散沉积层中，出露地表的裂隙岩层或岩溶岩层中也有潜水分布。
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（1）基本要素（专业术语）：潜水的自由水面称为潜水面；潜水面的标高称为潜水位（H）；潜水面至地面的垂直距离称为潜水埋藏深度（h1），潜水面到隔水底板的距离为潜水含水层的厚度（h）。（如图5-7所示）
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3）冲刷作用及洪积层（Qpl）：地表流水逐渐向低洼沟槽中汇集，水量渐大，携带的泥砂石块也渐多，侵蚀能力加强，使沟槽向更深处下切，同时使沟槽不断变宽，这个过程称为冲刷作用。洪流携带大量的泥砂石块沿沟谷流动，当流到山前平原、山间盆地或沟谷进入河流的谷口时，流速显著降低，携带的大量的泥砂石块沉积下来，形成洪积层。
1、暂时流水的地质作用：暂时流水是大气降水后短暂时间内在地表形成的流水，因此雨季是它发挥作用的主要时间，特别是在强烈的集中暴雨后，它的作用特别显著，往往造成较大灾害。暂时流水的地质作用分为淋滤作用、洗刷作用、冲刷作用。
1）淋滤作用及残积层（Qel）：在大气降水渗入地下的过程中，渗流水不仅能把地表附近的细小破碎物质带走，还能把周围岩石中的易溶成分溶解、带走。经过渗流
2、水的分类、地表流水及地下水的地质作什么来描述它的基本特征？
2、什么叫流域？它有哪些基本特征？
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一、水的循环与水的分类
1、水的分类：
1）按水的物理形态分类：分为气态水、液态水和固态水三类。
2）按水存在的位置分类：分为海水和陆地水两类；其中陆地水又可分为地表水和地下水两类。
侧蚀的结果：a、河床弯道处曲率增大；b、河谷加宽，不对称，凹岸陡，凸岸缓；c、自由河曲及牛轭湖的形成。
自由河曲：河流在平坦宽阔的冲击平原上流动时，侧蚀作用强烈弯道自由发展，弯曲加大，河床在平面上蜿蜒回环。弯曲很多时，称蛇曲。如：湖北—湖南岳阳之间直线87公里，河道240公里。湖中、下游自由河曲较发育。河道截弯取直使原几十公里的河道缩短为几公里。
（4）残积层具有较大的孔隙率、较高的含水量，作为建筑物地基，强度较低。特别是当残积层下伏基岩面倾斜、残积层中有水流动或近于被水饱和时，在残积层内开挖边坡，或把建筑物置于残积层之上，均易发生残积层滑动。