地下水类型及特征(5)

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[理学]5地下水的物理化学性质

[理学]5地下水的物理化学性质

5.2地下水的化学成分
• 硫化氢(H2S)、甲烷(CH4):地下水中 出现H2S 与CH4,其意义恰好与出现O2 相反, 说明处于还原的地球化学环境。这两种气体 的生成,均在与大气比较隔绝的环境中,有 有机物存在,微生物参与的生物化学过程有 关。其中,H2S 是SO42-的还原产物。
5.2地下水的化学成分
5.1 地下水的物理性质
• 味
5.2地下水的化学成分
• 地下水中含有各种气体、离子、胶体物质、有 机质以及微生物等。 • 4.2.1 地下水中主要气体成分 • 氧(O2)、氮(N2):地下水中的氧气和氮气 主要来源于大气。它们随同大气降水及地表水 补给地下水,因此,以入渗补给为主、与大气 圈关系密切的地下水中含O2 及N2 较多。
5.2地下水的化学成分
• (3)地下水中的重碳酸根离子HCO3-来源 • ① 碳酸盐岩的溶解: Ca/MgCO3+H2O+CO2→2HCO3-+Ca2+/Mg2+; • ② 岩浆岩、变质岩地区铝硅酸盐矿物风化溶解 (钠、钙长石): • Na2Al2Si6O16+2CO2+3H2O→2HCO3-+2Na++ H4Al2Si2O9+4SiO2。
5.1 地下水的物理性质
• 颜色
5.1 地下水的物理性质
• 透明度
• 测量透明度的方法,用筒底装有放水嘴的量筒, 量筒高100cm,直径3cm,将3mm粗的黑十字 线放在量筒底部,注满水后,慢慢打开放水嘴, 筒内水面缓缓下降,同时观测黑十字线,直到 能看到黑十字线的清晰图象为止。记录量筒内 水柱高度,按表确定水的透明度。
5.2地下水的化学成分
5.2.2地下水中离子及分子成分 阳离子:H+、Na+、K+、NH4+、Ca2+、Mg2+、 Fe3+、Fe2+ 阴离子:OH-、Cl-、SO42-、NO2-、NO3-、HCO3-、 CO32-、PO13主要的有6种离子: Cl-、 SO42-、 HCO3-、 Na+ (K+)、 Ca2+、Mg2+

工程地质 第5章 地下水及其对工程的影响

工程地质 第5章 地下水及其对工程的影响
I —— 水力坡度
断面1
断面2
Q O
h L
H1 H2
O’
A
5.5 地下水运动与动态
二、地下水向集水建筑物运动的计算
基坑开挖时,流入 坑内的地下水和地表水 如不及时排除,会使施 工条件恶化、造成土壁 塌方,亦会降低地基的 承载力。施工排水可分 为明排水法和人工降低 地下水位法两种。
5.5 地下水运动与动态
<4.2 4.2~8.4 8.4~16.8 16.8~25.2
>25.2
meq/L
<1.5 1.5~3.0 3.0~6.0 6.0~9.0
>9.0
mol/L
<7.5×10-4 7.5×104~1.5×108 1.5×10-3~3×10-3 3×10-3~4.5×10-3
>4.5×10-3
5.4地下水分类
1 岩土的空隙性
概念:将岩土空隙的大小、多少、形状、连通程度,以及分布 状况等性质统称为岩土的空隙性。
5.2 地下水的基本概念
1 岩土的空隙性
意义:是地下水赋存场所和运移通道,其多少、大小及其分布规 律,决定着地下水的分布与运动特点
分类:岩土空隙的成因不同
孔隙
裂隙
溶隙
5.2 地下水的基本概念
5.1 概述
1 什么叫地下水
赋存和运移于地面以下岩石空隙中的水。狭义上指赋存于地下水面以下饱和含 水层的水。
2 地下水的功能
地下水是一种宝贵的资源
不工
地下水是地球内部地质演变的信息载体
良程 地地
质质
地下水是极其重要的生态环境因子
现问 象题
地下水是一种很活跃的地质营力
5.2 地下水的基本概念

常用的地下水分类方法

常用的地下水分类方法

一、常用的地下水分类方法(一)按赋存形式和物理性质划分1.结合水被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的水膜,可抗剪切,不受重力影响,不能传送静水压力,在110°C消失,主要存在于粘土中,影响其物理力学性质。

2.毛细管水赋存于岩土毛细孔中,受毛细管力和重力的共同作用,可被植物吸收,影响岩土的物理力学性质,会引起沿海地区和北方灌区的土地盐碱化。

3.重力水赋存于岩土孔隙、裂隙和洞穴中,不能抗剪切,受重力作用,可以传送静水压力。

结合水、毛细管水属专门研究课题,在水文地质勘察中,所指地下水一般是重力水。

(二)按含水介质特征划分1.松散岩类孔隙水主要赋存于第四系、第三系松散~半固结的碎石土和砂性土的孔隙中。

2.碎屑岩类裂隙孔洞水主要赋存于中、新生代红色岩层的孔隙、孔洞中。

3.碳酸盐岩类裂隙溶洞水(岩溶水)主要赋存于古、中生代灰岩、白云岩的裂隙溶洞中,分为:(1)裸露型:灰岩、白云岩基本上出露。

(2)覆盖型:灰岩、白云岩被第四系松散层覆盖。

(3)埋藏型:灰岩、白云岩被非碳酸盐岩类覆盖。

4.火山岩裂隙孔洞水赋存于火山岩的裂隙、孔隙、气孔、气洞(熔岩隧道)中,在广东主要分布于雷州半岛。

5.基岩裂隙水(1)块状岩类裂隙水赋存于侵入岩、混合岩、正变质岩的裂隙中。

(2)层状岩类裂隙水赋存于沉积岩、副变质岩的裂隙中。

(三)按埋藏条件和水力特征划分1.上层滞水位于不连续隔水层之上的季节性潜水。

2.潜水位于地表下第一个隔水层之上,具自由水面的水。

3.承压水充满两层隔水层之间,具压力水头的水。

(四)按地下水矿水度划分1.淡水:M﹤1g/L。

2.咸水:M≥1g/L,分为:(1)微咸水:1g/L≤M﹤3g/L;(2)半咸水:3g/L≤M﹤10g/L;(3)咸水:M≥10g/L,可分为:①盐水:10g/L≤M﹤50g/L;②卤水:M≥50g/L。

(五)按地下水的出露温度划分1.冷水:水温低当地年平均气温(即常温带温度),一般t﹤25℃(据《地热资源地质勘查规范》GB11615-89);2.温水(低温热水):25℃≤t﹤40℃;3.温热水(中温热水):40℃≤t﹤60℃;4.热水(高温热水):60℃≤t﹤100℃(沸点);5.过热水(超高温热水):t≥100℃。

5 4地下水类型与动态

5 4地下水类型与动态
泉的实际用途很大,当水量丰富,动 态稳定时可用做供水水源。含有碘、硫等 物质时,还可做医疗之用。同时,研究泉 对了解地质构造及地下水都有很大意义。
5.4.2 地下水动态特征
成岩裂隙水 ➢岩浆岩中成岩裂隙水较为发育,如玄武岩。 ➢成岩裂隙水多为潜水含水层,呈层状,在
一定范围内相互连通。 ➢在具有成岩裂隙的岩体为后期地层覆盖时
可构成承压含水层。
5.4.2 地下水动态特征
构造裂隙水
➢其发育程度既取决于岩石本身的性质, 也取决于边界条件及构造应力分布等 因素。
岩溶水的分布主要受岩 溶发育规律控制。
5.4.2 地下水动态特征
泉 地下水天然露头,是
地下水主要排泄方式之一。 类型
按补给源可分为三类: 包气带泉、潜水泉(下降 泉)和自流泉(上升泉)。
5.4.2 地下水动态特征
包气带泉 主要是上层滞水补给,
水量小,季节变化大,动 态不稳定。
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5.4.2 地下水动态特征
包气带水
包气带水处于地表面 以下潜水位以上的包气带 岩土层中,包括土壤水、 沼泽水、上层滞水以及基 岩风化壳(粘土裂隙)中 季节性存在的水。 特征:受气候控制,季节 性明显,变化大。 工程意义:腐蚀、盐碱化
5.4.2 地下水动态特征
潜水
埋藏在地表以下第一层较 稳定的隔水层以上具有自由 面的重力水。
结成因
潜水
坡积、洪积、冲积、湖积、 冰碛和冰水沉积物中的水; 当经常出露或接近地表时, 成为沼泽水、沙漠和海滨砂
丘水。
基岩上部裂隙中的水
裸露岩溶化岩 层中的水
水位升降决定地
常常为无 压水
表水的渗入和地 基本上是渗入成

地下水的类型与特征

地下水的类型与特征

地下水的类型与特征
地下水是埋藏在地表以下岩层或土层空隙(包括空隙、裂隙和孔洞等)中的水,主要是由大气降水和地表水渗入地下形成的。

在干旱地区,水蒸气也可以直接在岩石的空隙中凝成少量的地下水。

下面让我们看看地下水有哪些类型和特征吧。

一、地下水的类型
二、地下水的特征
地下水的分布及其广泛,密切地联系着人类的生活和经济活动的各个方面,可以说是一种宝贵的地下资源,所以,充分的了解地下水的相关知识能够使我们有效避开地下水的害处,充分利用它的好处,为人类造福!。

ch5不同地貌区地下水的分布特征

ch5不同地貌区地下水的分布特征
地下水呈层状分布 风化裂隙水的埋藏和富水部位主要受:岩性、地质构造和地形等因素
影响
(三)侵入接触带中的地下水
1. 侵入体透水性一般较差,故对围岩中地下径流起着相对的 拦阻和富集作用。
2. 由于接触带两侧岩石力学性质的差异,在后期构造变动中 常因沿接触面相对滑动而形成构造裂隙密集带。
3. 由于岩浆侵入,使接触带的围岩产生接触热变质,使岩性 变硬变脆,在后期构造变动中易产生破碎变形。
良好,为地下水的补给—径流带,水质好.
2、在冲洪积扇中、下部粗细沉积交错过渡带
含水层粒度渐细,厚度变小,富水性降低,水力坡度变 小
地下水水位埋藏变浅,由于扇下部粘性土沉积层的阻挡, 地下水益处地表形成泉或湖泊、沼泽,且由于蒸发影响 矿化度增加
在交错过渡带的潜水含水层以下,被稳定粘性土层覆盖 的砂砾层中,为承压水
3、在冲洪积扇边部粘性土带 此带在岩性上主要为粘性土及细粉砂,因为受
到排泄消耗,潜水面埋藏有所加深,径流缓慢。 在干旱气候条件下,潜水蒸发强烈。
二、山间盆地中的地下水
在山间盆地周边的山前地带也常常形成一系列的冲洪积 扇,向盆地中心逐渐过渡为冲积或湖积平原。
可将盆地分为三部分,由四周山前起依次排列为 1. 边缘部 2. 中部 3. 内部
• 暴露在地表的岩石,在温度变化及水、空气、生物等众营力作用下, 形成风化裂隙。风化裂隙常在成岩与构造裂隙的基础上进一步发育, 形成密集均匀、相互连通的裂隙网络。
地下水在风化裂隙中的储存是以基岩风化裂隙带作为含水层,下有未 风化的新鲜不透水岩石为隔水层,所以一般为潜水,但被后期沉积物 覆盖的古风化带,可赋存承压水。水量不大,但埋藏浅,小型水源。
阶地中潜水的埋藏受地形的控制,地下水的水力坡度自分水岭向河谷 变缓,埋藏深度逐渐变线。在不同的地貌部位因地质结构不同,故富水性 也有所差异。一级阶地富水性最好,且多为碳酸钙型淡水,是理想的水源 地。高阶地因冲积层形成时间早、渗水性差、汇水条件差、水质变化大。

第5章 地下水

第5章 地下水

第二节 地下水类型及其主要特征
3. 承压水的补给与排泄 承压水的补给源有大气降水、地表水及潜水; 承压水的排泄方式有:向潜水排泄、泉的排泄及向地表 水排泄。 4. 承压水对工程建设的影响 (1)良好的城市供水水源; (2)基坑突涌; (3)排水比较困难,井深,范围广,水量大。
运动多属于非层流运动。
第二节 地下水类型及其主要特征
地下水按照埋藏条件可以分为包气带水、潜水和承压水 三类;按照含水层的空隙性质可分为孔隙水、裂隙水和岩溶 水三类。
第二节 地下水类型及其主要特征
5.2.1 包气带水 处于地表面以下潜水位以上的包气带岩土层中,包括土 壤水、沼泽水、上层滞水以及基岩风化壳(粘土裂隙)中季节 性存在的水。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。包气带水对农业有很 大意义,对工程建筑有一定影响。
第二节 地下水类型及其主要特征
承压斜地
第二节 地下水类型及其主要特征
承压含水层在同一区域内均可在不同深度有着若干层 同时存在的情况,它们之间的水头高度与地形和构造二者 有关。 当地形和构造一致时称为正地
形。下部含水层压力高,若有裂隙
穿透上下含水层,下部含水层的水 通过裂隙补给上部含水层。如山东
济南的承压斜地,地下水通过近20m厚的第四系覆盖层出
水下施工。若潜水对施工有危害,宜用排水、降低水位、隔离(包括冻结法
等)等措施处理。
第二节 地下水类型及其主要特征
5.2.3 承压水 承压水是指埋藏并充满在两个稳定隔水层之间的含水层 中的地下水,是一种有压重力水。
第二节 地下水类型及其主要特征
1. 承压水的形成 最适宜形成承压水的地质构造有向斜构造盆地和单斜构 造。 承压盆地 此类承压水的水 位受到气候及地形的 控制,往往有较好的 径流条件。

工程地质学第五章-地下水

工程地质学第五章-地下水

• • •
• Darcy定律适合于层流(砂土)。
5.2 地下水类型及其主要特性
地下水按埋藏条件可分为三大类:即包气带
水、潜水、承压水;
根据含水层的空隙性质地下水可分为孔隙水、 裂隙水、岩溶水。 通过这两种分类的组合,可得九类不同特点 的地下水。见教材p124。
裂隙水
孔隙水
含水层
承压水井 自流水井 潜水井 承压水位 潜 水 位
6、 地下水的循环:补给、排泄
上层滞水循环:大气降水补给,垂直蒸发、下渗排泄。 潜水补给: 大气降水,地表水的补给,含水层之间的补给①越流 补给②直接补给,凝结水,人工补给。 潜水排泄:蒸发,泉的排泄,地表水排泄,人为排泄。 承压水补给:大气降水,地表水,潜水。 承压水排泄:潜水排泄,泉的排泄,地表水排泄。
承压水面上高程相等点的连线图
用途:流向,水力坡度,初见水位,水位埋深,水头
5.3 地下水的性质
一、地下水的物理性质
1、温度:主要受气候条件和地热控制
由于地下水形成的环境不同,其温度变化范围很大; 常随埋藏深度不同而异,埋藏越深、水温越高。 纯净的地下水是无色的,当含有某些化学成分或悬浮物质时, 2、颜色: 会带有一定颜色。 纯净的地下水是透明的,但含有有机质、矿物质及胶体时, 3、透明度: 地下水将变得浑浊不清。 地下水一般是无嗅无味的,当含有气体或有机质时,会具有特殊 4、气味:
特点:空间分布极不均匀,动态变化强 烈,流动迅速,排泄集中。
在土木工程建筑地基内有岩溶水活 动,不但在施工中会有突然涌水的事故 发生,而且对建筑物的稳定性也有很大 影响。因此,在建筑场地和地基选择时 应进行工程地质勘察,针对岩溶水的情 况,用排除、截源、改道等方法处理, 如挖排水、截水沟,筑挡水坝,开凿输 水隧洞改道等等。

工程地质学第5章

工程地质学第5章
以液态或固态的形式存在于江河、湖泊、海洋、南北两极以 及高山地区的水称为地表水。
图5-2 长江和黄河
图5-3 塔里木河和湘江
图5-4 洞庭湖和博斯腾湖
图5-5 南海海面和渤海湾
图5-6 雪山
3、地下水
地下水是以固态、液态或水汽形式存在于 岩石以及土的裂隙、孔隙和空洞中的水。
二、岩土的空隙性
(3)水力坡度I:水力坡度为沿渗流途径的水头损失 与相应渗透途径长度的比值。 地下水在空隙中运动时,受到空隙壁以及水质点 自身的摩阻力,克服这些阻力保持一定流速,就要消 耗能量,从而出现水头损失。
§5.2 地下水类型及其主要特征
地下水按埋藏条件可分为三大类:即包气带水、 潜水、承压水 。根据含水层的空隙性质,地下水可分为 三个亚类:孔隙水、裂隙水、岩溶水。
2、溶隙

3、孔隙
存在于土的颗粒与颗粒之间的小孔状或细管状的空隙称 为土中的孔隙
三、地下水的形成
地下水主要是由渗透作用和凝结作用形成的,此外还有极少量的原 生水 渗透作用形成的地下水是大气降水和地表水经岩土的裂隙、孔隙 渗入到地表以下并在一定深度处聚集而成的,它也是地下水的最 主要来源。在以大气降水为主要补给源的区域,当地的降雨量愈 多、岩土透水性愈强、地下水的含量愈丰富。在江河、湖泊等地 表水系附近,当地表水的水位高于该区域的地下水水位时,地表 水经岩土中的空隙下渗,并在地下一定深度聚集形成地下水。 当空气中含有水蒸汽时,这些水蒸汽会随空气一起进入土体和外界 相通的孔隙中,并在气温下降时凝结成水滴,在重力作用下下渗、 聚集形成地下水。这种现象在一些干旱型草原和沙漠地区极为普遍。 山区中的一些岩体裂隙常在每天早晨至中午这一段时间有水流流出 或水滴渗出,但是一过中午,这些裂隙中不再有水渗出,第二天早 晨,裂隙中重又出水。这些裂隙中的水就是每天晚上温度降低后水 汽凝结形成的,水汽或凝结于岩石表面流入裂隙、或直接在裂隙中 凝结成水

地下水的基本特征

地下水的基本特征

地下水的基本特征一、上层滞水:在地下水位经上,贮存在包乞带中的水。

1、可直接与大气相通,是地表水和地下水相互转换的过渡带。

2、分布面积有限,决定于不透水透镜体的大小,水压力小于大气压力。

3、补给区与排泄区分布相一致。

4、在干旱地区为高矿化水,一般地区为淡水或弱矿化水。

5、受气候变化影响,具有季节性暂时性,它能参予补给潜水,也可能被蒸发掉。

二、潜水:位于地下水位以下,第一个稳定的隔水层以上的重力水。

1、水压力大于大气压力,具有自由表面,主要来源是大气降水。

2、通过包气带与地表相通,属无压水,与河水往往有水力联系。

3、具有自由,其形状随地形,含水层的透水性和厚度,隔水野板的起伏而变化。

4、与地表大气相通,使补给区与排泄区分布相一致。

5、水位升降,廖定于地表水分的渗入和地下水的蒸发。

某些地方决定于水压传递。

三、承压水:埋藏于两个隔水层之间,是承压水性质的饱和水,在一定条件下,可自流喷出地面。

1、具有隔水板,承受静水压力和隔板以上岩土压力,河流如切割到此含水层,承压水就会补给河流。

2、压力水面只有在含水层被揭穿才显示出来,其形状与补给区和排泄区之间的相对位置关系。

3、补给区和排泄区分布一般不一致。

4、水位变化取决于水的压力的传递,动态相对稳定,水源补给区可以很远,补给时间较长。

四、裂隙水:分为构造裂隙水;风化裂隙水;成岩裂隙水。

构造裂隙水:1、节理裂隙水。

2、断层裂隙水。

1、节理裂隙水:水量一般不大,含水是有区域性的,富水却有一定方向性。

2、断裂性裂隙水:当断裂带沟通数个含水层时,就成为具有丰富水源的地下水通道,但逆断层或逆掩断层往往是不含水或少含水的,只有通过坚硬岩石的大的正断层往往含有大量的地下水。

3、风化裂隙水:其含水量一般不大,无一定的主向,富水性也不具有方向性,在垂直方向上,富水性随深度而减少。

4、成岩裂隙水泄不通:只与一定的岩层有关,在石灰岩及石膏层中的成岩裂隙本身含水不大,但在玄武岩的成岩裂隙中,可以聚集相当数量的地下水,往往可以形成较大的潜力水量。

地下水五类标准

地下水五类标准

地下水五类标准答:我国的地下水质量共划分为五类。

其中I、II、III类地下水化学组分含量低,可以作为饮用水;IV类水在一定水平上产生人体健康风险;V类水不宜作为生活饮用水。

各类水有相应的化学含量限值,如溶解性总固体I类水小于或等于300 mg/L,II类水小于或等于500 mg/L,大于300 mg/L,III类水小于或等于1000 mg/L,大于500 mg/L;IV类水小于或等于2000 mg/L,大于1000 mg/L;V类水大于2000mg/L。

一、水质指标水质指标是评价地下水质量的重要依据,主要涉及以下几个方面:1. 溶解氧:溶解氧是评价地下水质量的重要指标之一,含量越高,水质越好。

一般来说,地下水中的溶解氧应大于4毫克/升。

2. pH值:pH值是反映地下水酸碱性的指标,适宜的pH值范围为6.5-8.5。

3. 硬度:硬度是评价地下水矿物质含量的指标,一般来说,硬度越低,水质越好。

适宜的硬度范围为200毫克/升左右。

4. 硝酸盐:硝酸盐是评价地下水营养物质含量的指标,含量过高可能对生态环境造成负面影响。

一般来说,硝酸盐含量应低于10毫克/升。

5. 细菌指标:细菌指标是评价地下水卫生状况的重要依据,一般来说,饮用水源中的细菌指标应符合国家相关标准。

二、水量指标水量指标是评价地下水资源的重要依据,主要涉及以下几个方面:1. 水量丰度:水量丰度是指地下水资源的丰富程度,一般用单位面积上的地下水资源量来表示。

我国各地的水量丰度不同,一般来说,南方地区的水量丰度较高,北方地区的水量丰度较低。

2. 水位变化:水位变化是指地下水位在一定时间内的升降变化,是反映地下水资源量的重要指标之一。

一般来说,水位变化越大,说明地下水资源量越丰富。

3. 水力联系:水力联系是指不同含水层之间的水力联系程度,是影响地下水资源量的重要因素之一。

一般来说,水力联系越紧密,地下水资源量越丰富。

三、水温指标水温指标是评价地下水温度状况的重要依据,主要涉及以下几个方面:1. 水温变化:水温变化是指地下水温度随时间的变化情况。

年黑龙江大学水利工程继续教育答案

年黑龙江大学水利工程继续教育答案

水利工程思考题第一次作业:(本次作业要求初级职称学员答1、2、3、4题,中高级职称学员答3、4、5、6题)1、丹江口大坝新老混凝土接合措施采取的处理措施及手段主要有哪几点?答:丹江口大坝新老混凝土接合措施采取直接浇筑为主,宽槽回填为辅。

根据各类坝段特点,相应采取不同的处理措施及手段,主要有以下几点:(1)合理安排新浇混凝土施工分缝分块,保证结构的完整性。

(2)加强混凝土温度控制及防裂措施,减少混凝土温度应力和提高混凝土抗裂能力(贴坡混凝土允许最高温度不超过26~28℃,加高部位新老混凝土上、下层温差标准采用15~17℃)。

(3)为加强新老混凝土结合面强度,所有的老混凝土面风化层全部凿除,凿毛深度棚应加大。

(4)为避免应力集中,改善新老混凝土接合面工作条件,拆除原坝体下游施工栈桥等老坝体突出部位混凝土。

(5)接合面未设置键槽的部位补设键槽,周边布置锁口锚筋(φ32@20cm),接合面埋设锚固筋(1φ32/2m。

),接合面预设灌浆系统。

(6)在新浇混凝土与老坝顶面之间的上游部位设置止水及排水观测廊道。

(7)适当提高新混凝土标号,使其弹模值接近老混凝土。

2、什么是土壤质量?其评价指标有哪些?答:土壤质量或土壤键康是指土壤在地球陆地生态系统界面内维持生物的生产力,保护环境质量和环境稳定性,以及促进动物和人类健康行为的能力。

它是衡量和反映土壤资源与环境特性、功能和变化状态的综合体现与标志。

土壤质量评价是对土壤质量现状与状态变化高低或优劣的对比和等级类别的定性与定量评定,是进行土壤生产与环境管理的基础。

一般来说,作为土壤质量评价的基本定量指标体系应涉及以下内容。

(1)土壤肥力指标;(2)土壤质量生物学指标;(3)土壤环境质量指标;(4)土壤生态指标;(5)土壤退化指标。

3、据地下水的水文地质条件,多年冻土区的地下水可分为几类?答:一般地区的水文地质条件受地貌、地层岩性、构造、气候和水文等多种自然因素的控制,但在多年冻土地区,多年冻土构成了区域隔水层,连续分布的多年冻土是控制水文地质条件的主导因素。

地层中的水分类

地层中的水分类

地层中的水分类
地层中的水主要可以分为以下几类:
1. 浅层地下水:潜藏在地表以下第一个不透水层以上的地下水,其水面称为地下水位。

由于经过地层的渗滤,这种水质的物理性状较好,浑浊度小,细菌数也较少。

然而,在流经地层的过程中,它可溶解各种矿物盐类,使水质变硬。

此外,由于水中溶解氧被土壤中的生物化学过程所消耗,所以水中氧含量较低。

2. 深层地下水:位于第一个不透水层以下的地下水。

由于地层起伏不平,含水层内水位不同,某些深层地下水可受有压力,形成承压地下水。

这种水因受压力大,能沿井管涌出水面,也被称为自流井。

深层地下水由于覆盖地层厚,不易受地面污染,所以水质透明无色、水温恒定、细菌数较少、盐类含量高、硬度高,且水量较稳定,常作为城镇集中式供水水源。

3. 泉水:由地表缝隙自行涌出的地下水。

以上信息仅供参考,如需获取更多详细信息,建议查阅地层水方面的书籍或咨询地质学家。

水文第五节

水文第五节

(2) 潜水
潜水面
地下水的运动方向
潜水是埋藏在地表下第一个稳定隔水层工具有自由表面 的重力水。这个自由表面就是潜水面。从地表到潜水面的距 离称为潜水埋藏深度。潜水面到下伏隔水层之间的岩层称为 含水层,而隔水层就是含水层的底板。潜水面以上通常没有 隔水层,大气降水、凝结水或地表水可以通过包气带补给潜 水。所以大多数情况下,潜水补给区和分布区是一致的。 潜水面的位置随补给来源变化而发生季节性升降。潜水面 的形状可以是倾斜的、水平的或低凹的曲面。当大面积不透 水底板向下凹陷,而潜水面坡度平缓,潜水几乎静止不动时, 就形成潜水湖;当不透水底板倾斜或起伏不平时,潜水面有 一定坡度,潜水处于流动状态,此时就形成潜水流。
泉 含水层
承压水
充满两个隔水层之间的水称承压水。承压水水头高于隔水顶 板,在地形条件适宜时,其天然露头或经人工凿井喷出地表称自 流水。隔水顶板妨碍含水层直接从地表得到补给,故自流水的补 给区和分布区常不一致。
在适当地质构造条件下,孔隙水、裂隙水和岩溶水都可以形 成自流水。在盆地、洼地或向斜中,出露于地表的含水层,海拔 较高部分成为地下水的补给区,海拔较低部分成为排泄区。在补 给区和排泄区之间的承压区打井或钻孔,穿过隔水顶板之后,水 就涌到井中。单斜构造也可以构成自流含水层。当单斜含水层的 一侧出露地表成为补给区,另一侧被断层切割,而断层构成水的 通道时,则成为单斜含水层的自流排泄区,此时承压区介于补给 区与排泄区之间,情况与自流盆地相似。当含水层一端出露于地 表,另一端在某一深度上尖灭或被断层切割而不导水时,一旦补 给量超过含水层容水量,水就从含水层出露带的较低部分外溢, 其余部分则成为承压区。
(2) 重力水
重力水指存在于岩石颗粒之间,结合水层之外, 不受颗粒静电引力的影响,可在重力作用下运动的 水。一般所指的地下水如井水、泉水、基坑水等都 是重力水,它具有液态水的一般特征,可传递静水 压力;重力水能产生浮托力、孔隙水压力;流动的 重力水在运动过程中会产生动水压力;重力水具有 溶解能力,对岩石产生化学潜蚀,导致岩石的成分 及结构的破坏。

地下水

地下水
水中物质
含硫化氧 含低铁 含高铁
二、物理性质
地下水颜色
翠绿色 浅绿灰色 黄褐色或锈 色 红 色
水中物质
含锰的化合物 含粘土 含腐质酸
地下水颜色
暗红色 无荧光的淡黄色 暗或黑黄灰色(带 荧光) 决定于悬浮物颜色
含硫细菌
ch5- 8
含悬浮物质
三、化学性质 (一)化学成分
1.主要气体成分
2.主要离子成分
ch5- 11
(3) 地下水的分类
包 气 带 水 上 层 滞 水 稳定 水位 线 饱 水 带 水
承 压 水 潜 水
埋藏条件、空隙性质
ch5- 12
组合分类表
含水介质类型 埋藏类型 孔 隙 水 (松散沉积物孔隙中的水) 包气带中局部隔水层上 上层滞水 的重力水,主要是季节性 存在 潜 水 各类松散沉积物浅部的 水 山间盆地及平原松散沉 积物深部的水 裂 隙 水 (坚硬基岩裂隙中的水) 裸露于地表的裂隙岩层浅部 季节性存在的重力水 裸露于地表的坚硬基岩上部 裂隙中的水 组成构造盆地、 向斜构造或单 层中的水 岩 溶 水 (可溶岩溶隙中的水) 裸露岩溶化岩层上部岩溶通 道中季节性存在的重力水 裸露于地表的岩溶化岩层中 的水 组成构造盆地、向斜构造或 层中的水
ch5- 5
5.1.2 含水层与隔水层
1)含水层: aquifer 2)隔水层: aquiclude 能够给出并透过相当数量重力水的岩土层。 特点:1)有空隙存在,并充满足够数量的 重力水;2)重力水能在空隙中流动。 不透水或透水相对微弱的岩土层。
3)透水层: 可以透过水但不能贮存水的岩土层。 permeable aquifer
ch5- 22
(二)承压水特征
1.有承压性,承受静水压力; 2.补给区—承压区—排泄区 3.补给区的特点 4.动态稳定 5.最有利的储水构造是向斜盆地单斜地层。

水文地质学 第5章 不同地貌区地下水的分布特征

水文地质学  第5章 不同地貌区地下水的分布特征

含水层特征: ➢黄土层是非均质的,为裂隙和孔隙水的含水层 ➢黄土层具有多层含水层,上层为潜水;下层可能有承压水层 ➢厚度大、分布较稳定的古土壤和钙质层形成的相对隔水层 ➢潜水埋藏深度可达数百米,水量小 ➢补给:大气降水或者洪水的渗入 ➢径流:水平径流很微弱 ➢排泄:蒸发、泉水溢出
➢ 外地质营力:发生于地壳外部的作用
如:太阳能、流水、冰川等
我国典型地貌
第一节 河谷平原区的孔隙水
河流上游山区河谷
➢ 向下侵蚀,呈V字形; ➢ 枯水期时凸岸和开阔地
沉积; ➢ 沉积物以卵砾石为主。
➢ 透水性强。 ➢ 水质好。 ➢ 含水层厚度不大。 ➢ 分布范围小,不连续。 ➢ 水位季节变化大。
第一节 河谷平原区的孔隙水
河流中游低山丘陵区
➢ 河谷加宽,呈U字型; ➢ 凹岸侵蚀,凸岸沉积; ➢ 河漫滩二元结构发育; ➢ 沉积物以砂卵石为主。
➢ 地下水丰富 ➢ 整体上为潜水 ➢ 与河水关系密切 ➢ 一级阶地和漫滩供水
条件优越。
第一节 河谷平原区的孔隙水
河流下游平原
➢ 冲积平原发育; ➢ 沉积物以砂层为主; ➢ 近河道沉积物厚,远离
滨海淡水与咸水关系示意图
滨海岛屿地区的地下水
滨海平原地区供水 应注意寻找和开采深部承压水,且常为淡水。
上海地区水文地质剖面示意图
滨海岛屿地区的地下水
滨海海底若下伏有陆相沉积层时,也有可能埋藏有承压淡水层
雷州半岛-海南向斜盆地剖面图
第四节 山区丘陵区的裂隙水
裂隙按成因分为
➢ 成岩裂隙 ➢ 风化裂隙 ➢ 构造裂隙
岩溶发育的基本条件 ➢ 岩石的可溶性 ➢ 岩石的透水性 ➢ 水的侵蚀性 ➢ 水的流动性
地质构造的控制作用 ➢ 主要沿断裂带发育 ➢ 褶曲的轴部或平行轴部 ➢ 构造体系和复合关系

第五章 不同地貌区的地下水

第五章 不同地貌区的地下水

山西黄土地区实景照片
右上黄土杖地 左下黄土塬、梁 右下黄土塬上

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黄 土 下 伏 砾 石 层
黄 土 覆 盖 于 上 新 世 红 土
3.2 黄土高原的地下水特征
黄土塬 黄土梁
黄土杖地

溶滤作用 低 HCO3
中 SO4
浓缩作用 高 Cl
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成分与类型
3. 地下水赋存条件与特征—动态与均衡
山区 平原
扇顶
扇缘(前)
动态
变幅 大 缺水区


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均衡

整体、统一的均衡区
第五章 不同地貌区地下水的 分布特征
地貌:是地表外貌各种形态的总称。是内、 外营力地质作用在地表的综合反映。
地貌按其自然形态可分为高原、山地、 丘陵、平原、盆地等 。
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
河谷平原区的地下水 山前倾斜平原区的地下水 黄土地区、沙漠地区等地区的地下水 山前丘陵区的地下水 岩溶地区的地下水 地下热水的形成和开发
第一节 河谷平原区的地下水
一、河流的地质作用与冲积层
(一)河流的地质作用 (二)河流冲积层 1. 河流上游 流速大,以下蚀为主,冲积物以粗 大的卵砾石为主,规模不大。 2. 河流中游 以侧向侵蚀为主,形成河漫滩、阶 地,具有二元结构。 3. 河流下游 通常是新构造运动的沉降地带,形 成冲积平原。
二、河谷冲积层中的地下水
• 整个冲积平原依次可分为近山带、中部过渡带和 滨海带;
• 由近山带向滨海带方向地下水埋深逐渐变浅,含 水层颗粒逐渐由粗变细,单井出水量逐渐变小, 水的矿化度逐渐增高。
第二节 山前倾斜平原区的地下水

第五章 地下水

第五章  地下水

(二)地下水的酸碱性 酸碱度:氢离子浓度PH值。1PH=1g[H+] 强酸性水PH<5;弱酸性水PH=5-7;中性水 PH=7;弱碱性水PH=7-9;强碱性水PH >9。 酸性侵蚀可以分解水泥混凝土中的CaCO3。

Байду номын сангаас
(三)总矿化度 水中离子、分子和各种化合物的总量称为总 矿化度,以g/L表示。 水按矿化度分:淡水(<1);微咸水(1-3); 咸水(3-10);盐水(10-50);卤水 (>50)。 高矿化度的水能降低水泥混凝土的强度,腐 蚀钢筋,促使混凝土表面风化。

第四节 地下水对公路建设的影响

1、地下水的存在,对建筑工程有着不可忽 视的影响。尤其是地下水位的变化,水的 侵蚀性和流砂、潜蚀等不良地质作用都将 对建筑工程的稳定性、施工及正常使用带 来很大的影响。
1.地基沉降:地下水位的变化,如水位上升,可 引起浅基础地基承载力降低,地震时会加剧砂土 液化,引起建筑物震害加剧,岩土体产生变形、 滑坡、崩塌失稳等不良地质作用。 2.侵蚀性:对混凝土、可溶性石材、管道以及金 属材料的侵蚀危害。潜蚀通常分为机械潜蚀和化 学侵蚀。 3.流沙和潜蚀(管涌):地下水可引起流砂现象, 给施工带来极大困难。 4.地下水的浮托作用: 5.基坑涌水现象:
第五章 水的地质作用
自然界中,水有气态、固态、液态三种。
1、大气水:存在于大气中;
2、地表水:覆盖在地球表面,如海洋、
江河、湖泊等; 3、地下水:埋藏于土中孔隙、岩石孔隙 和裂隙、岩石空洞中。
一、地下水及地下水问题 埋藏在地表以下的土层及岩石的空隙中的水称 为地下水。 地下水是自然界水资源的重要组成部分,它常 为生活和生产的水源,干旱和半干旱地区更是 主要的甚至是唯一的可靠水源。 地下水与岩土相互作用,会使岩体及土体的强 度和稳定性降低,产生各种不良地质现象和工 程地质现象,如滑坡、岩溶、潜蚀、地基沉陷 与冻胀等,对工程造成危害。
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3.3 潜水与潜水含水层
二、基本要素(专业术语) 1、潜水面:潜水有一个自由水面,称为潜水面。 2、潜水位:潜水面上任一点的高程称为该点
的潜水位。 3、潜水含水层-赋存潜水的岩层 4、含水层厚度-从潜水面到隔水底板的距离。 5、潜水埋深-潜水面到地面的距离。 ❖潜水含水层厚度与潜水面潜藏深度随潜水面
的升降而发生相应的变化。
9
潜水与潜水含水层图
3—高 水位期 潜水面Βιβλιοθήκη 4—低 水位期 潜水面10
三、主要特征
1、补给(来源):降水入渗,河湖入渗 2、排泄(汇):泉,(河)泄流,蒸发 补给或排泄通
过含水层厚度变化而储水与释水!
3、动态:受气象,水文因素影响明显,变化快 (水量、水位季节性变化) 受人为因素影响也显 著,易污染。
道;“重力水”通过包气带获得降水、地表水的入渗 补给(补充),部分水又通过包气带将水分传输,蒸 发,消耗出去。
4
三、饱水带
1、特点:岩石空隙被水完全充满 →是二相 介质(固相+液相水)。
2、空隙中水的存在形式: ①重力水 ② 结合水
3、重力水:连续分布(孔隙是连通)→传递 压力→在水头差作用下,地下水(空隙中 的水)可以连续运动。
储存于疏松岩层孔隙中的水称为孔隙水;广泛分布在第四纪 和第三纪未胶结的沉积物中。 2、特点: ✓ 岩石颗粒大而均匀,则孔隙大、透水性好、 水量大; ✓ 岩石颗粒细小而不均匀,则孔隙小,透性性 差,水量小。 3、埋藏条件:可形成上层滞水、潜水、承压水;在较多的情 况下以潜水出现。 4、用途:重要的供水水源;对采矿有一定的影响,尤其在第 四系覆盖较厚的地区建井及露天采矿时,孔隙水对其影响较 大。
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2、自流斜地:赋存承压水的单斜构造。 ➢ 由断层形成的自流斜地: ⅰ断层不导水:承压水无独立的排泄通道,当补给水量大于含水层
所能容纳的水量时,含水层的水就通过补给区低洼区排泄,此时 补给排泄区一致。 ⅱ断层导水:含水层通过断层排泄,断层与地表相交并形成泉。
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3.5 不同含水介质的地下水
一、孔隙水: 1、定义:
平均滞留时间长(年龄老或长)——恢复性差 。 2、水化学 ❖ 变化较大,矿化度一般要高点,可以保留“古老”
的水 。 3、动态:季节变化不明显。 ❖ 要稳定些,如果分布面积大,厚度稳定—则调节
能力很强 。 4、承受静水压力。 ➢ 承压水是矿井充水重要来源之一,需高度重视。
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四、自流盆地与斜地
1、自流盆地(承压水盆地):储存承压水的向斜 构造。
➢ 地下开挖,坑道,巷道,基坑,打井在此 带均有重力水涌出来!
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3.2 地下水分类
1、广义地下水:地表以下岩石空隙中的水(包气带、饱 水带中的水)。
2、狭义地下水:地表以下饱水带岩层空隙中的水—重力 水。
3、 地下水分类: (1) 主要依据——含水介质的类型(赋存空间) 埋藏条件(赋存部位)。 (2)分类:含水介质三类,埋藏三分,组合共分为9类
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二、裂隙水
1、定义:埋藏于基岩裂隙中的地下水。 2、分类:按裂隙成因分三类 。 1)风化裂隙水:多分布于基岩表面,大部分为潜
水,补给来源为大气降水,可作为饮用水。 2)成岩裂隙水:多存在于火成岩中,喷出岩出露 地表接受降水补给后可形成层状潜水;侵入岩与 围岩接触部分裂隙发育,形 成富水带。
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第三章 地下水类型及特征
本章内容
3.1 包气带与饱水带 3.2 地下水分类 3.3 潜水与潜水含水层 3.4 承压水与承压含水层 3.5 不同含水介质的地下水
1
3.1 包气带与饱水带
一、包气带与饱水带的划分 ❖地下水面(水位): ➢ 地下一定深度岩石中的空隙被重力水所充
满, 形成一个自由水面,以海拔高度表示
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基岩自流盆地中的承压水
1—隔水层; 2—含水层; 3—潜水位及承压水
测压水位; 4—地下水流向; 5—泉; 6—钻孔,虚线为进
水部分; 7—自喷井; 8—大气降水补给;
H—承压高度; M—含水层厚度
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三、 承压水的特征
1、补给与排泄:补给区与排泄区不一致。 ❖ 有限区域与外界联系,水循环迟缓些,水交替慢,
6
潜水(b)、承压水(c)、上层滞水(a)
7
3.3 潜水与潜水含水层
一、潜水与潜水含水层概念 1、潜水: 地表以下,第一个具有自由表面的稳定
含水层中的水。 ➢ 自由表面—即没有隔水层限制,与大气直接相通,
除大气压强外不受其它力。 ➢ 稳定—具有一定的空间连续性(范围)以示区分
上层滞水。 2、潜水含水层 ---赋存潜水的岩层。 ❖ 建筑时的基坑排水(潜水)
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3)构造裂隙水: 赋存在构造裂隙中的地下水。
按其含水层的产状分为两类: ①层状裂隙水:存在于沉积岩、变质岩节理和片理中,能 互相联通,可形成潜水,也可形成承压水(上面被隔水层 覆盖)。 ②脉状裂隙水:存在于断裂破碎带中,呈承压水性质。
称之地下水位
➢(一般通过打井,地下开挖来确定)
2
3
二、 包气带
1、特点: ①岩石空隙未被水充满。 ②是固、液、气三相介质并存。
2、水的存在形式(多样): 结合水、毛细水、 重力水、气态水。
3、包气带水的垂直分带:
✓ 土壤水带; ✓ 中间带(过渡带); ✓ 毛细水带。 ❖ 包气带是饱水带中地下水参与水文循环的一个重要通
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3.4 承压水与承压含水层
一、承压水定义 充满于2个隔水层(或弱透水层)之间的含水层中的水,
称之。 二、基本要素与特征 ①隔水顶板:承压含水层上部的隔水层。 ② 隔水底板: 承压含水层下部的隔水层。 ③ 承压含水层厚度(H):隔水顶底板之间的距离为。 ④承压高度:钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离。 ⑤测压水位:井中静止水位的高程就是承压水在该点的测压水位。 ⑥自溢区:测压水位高于地表的范围是承压水的自溢区。 ⑦ 补给区:含水层出露位置较高的区域。 ⑧排泄区:含水层出露位置较低的区域。 ⑨承压区:含水层中心部分埋没于隔水层之下的区域。
4、水循环交替迅速:水循环周期短,更新恢复快 5、潜水的分布区和补给区是一致的。 6、潜水面上任意一点均受 大气压力作用,而不承
受静水压力,所以潜水是无压水。
❖潜水是矿井充水重要来源之一,必须重视。
11
潜水研究基本方法—绘制潜水等水位线图(等高线) 某 地 潜 水 等 水 位 线 图 ( 平 面 )
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