[工学]工程地质与水文地质课件
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一、自然界中水的 分布（海水97.41%，淡水2.59%=冰川
68.7%+地下水30.96%+河流湖泊0.34%） （海水97.41%，淡水2.59%=冰川68.7%+地下 水30.96%+河流湖泊0.34%） （海水97.41%，淡水2.59%=冰川68.7%+地下 水30.96%+河流湖泊0.34%）
容水性— 指岩石空隙能容纳一定水量的性能。
用容水度衡量，数值上等于岩土的 孔隙度、裂隙度或岩溶率。
持水性— 指岩土体在重力作用下释水后仍能保
持住的一定水量的性质。用持水度衡 量。松散岩土颗粒越小，其表面积越 大，表面吸附的结合水越多，持水度 越大；而坚硬岩石的裂隙和溶隙持水 度几乎为零。
给水性— 指饱和含水的岩石在重力作用下，能自 由流出（排出）若干水量的性能。以给 水度（μ）作为衡量指标，数值上等于 容水度减去持水度。
薄膜水——又叫弱结合水，是指在吸 着水层以外的液态水膜。这层水不受 重力影响，但由于引力不等薄膜水质 点可由厚的地方向薄处转移。
重力水——指在重力作用下，贮存 在岩石和土壤的非毛管孔隙中自由 运动的水。
薄膜水
吸着水
土粒
重力水
毛细管水——受毛管力作用而保持在土壤毛细 管孔隙（直径0.001-0.1毫米）中的水。
表示岩土透水性能大小的指标，称为渗透系数， 用符号K表，单位m/d（米/天）
§3 含水层和隔水层
一、概 念
二、构成含水层的基本条件
一、 概
念
含水层： 指能够透过并给出相当数量水的岩层。
隔水层： 不能透过也不能给出水的岩层，或透过 和给出水的数量微不足道的岩层（渗 透系数<0.001m/d）
Kt=（Vt /V ）×100%
裂隙的体积 V岩石总体积
=（∑L· b）/F ×100%
露头中裂隙的长 度
岩层露头面积
裂隙的平均宽度
3、溶隙：可溶性岩体中的裂隙再经过地下水流的长
期溶蚀、冲刷而形成的空隙或空洞称为溶隙或溶洞。
用溶洞（岩溶）率（Kk）来衡量。
Kk =（Vk/V ）×100%
V岩石总体 积
第一章
地下水的基本知识
重点：岩土的水理性质、含水层与隔水层、降落漏斗、 影响半径、地下水的分类及各类地下水的特征，等水 位线图和等水压线图及其作用。 §1 地下水的概念
§2 地下水的赋存状态
§3 含水层和隔水层
§4 地下水分类及各类地下水的特征
§5 地下水的循环 §6 地下水运动的基本规律
§1 地下水的概念
孔隙 松散岩土
溶洞
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 坚硬岩石，如花岗岩
可溶性岩石， 如灰岩
裂隙
1、孔隙：指松散岩土颗粒与颗粒集合体之间小孔状
或细管状的空隙。
孔隙体积多少用孔隙度（n）来量度。
n=（Vn/V ）×100% V岩石总体积 孔隙的体积 影响孔隙度的因素：岩石的密实程度、颗粒的均匀性、 颗粒形状和颗粒间的胶结程度等。
§4、地下水的分类及各类地下水的特征
一、地下水的分类： 1、按岩石空隙性质分类的地下水： 孔隙水、裂隙水、岩溶水 2、按埋藏条件分类的地下水： 上层滞水、潜水、承压水（自流水） 3、我国地下水分类： 孔隙（裂隙、岩溶）—上层滞水，孔隙（裂隙、岩 溶）—潜水，孔隙（裂隙、岩溶）—承压水。
常见松散岩土的给水度
岩石名称 砾石
粗砂 中砂
给水度（μ） 0.35-0.30
0.30-0.25 0.25-0.2
岩石名称 给水度（μ） 细砂
极细砂 粘土
0.20-0.15
0.15-0.10 <0.10
指在一定压力梯度下岩石允许水透过 透水性— 的性能。取决于空隙直径的大小和连 通程度，其次是空隙的多少。
砂 卵石 页岩 粉质粘土 粉土 黄土 淤泥 泥岩 砂岩 裂隙与岩溶发育的坚硬岩石 裂隙与岩溶不太发育的坚硬岩石 粘土 裂隙和溶隙不发育的坚硬岩石 砾
1.
2.
3.
岩土根据透水性好坏可分为： 砂、 砾、卵石、 砂岩、 透水岩土： 裂隙与岩溶发育的坚硬岩石； 半透水岩土： 粉质粘土、 粉土、 黄土、 裂隙与岩溶不太发育的坚硬岩石； 不透水岩土： 粘土、淤泥、 泥岩、页岩、 裂隙和溶隙不发育的坚硬岩石。
孔隙度测定方法
1、概略测定方法： n=V水/V砂
2、准确测定方法：
n=（1-δ/γ)×100% δ—松散岩石的容重 γ—松散岩石的比重 3、坚硬岩石：饱和液体法
液 面
水 砂 子
2、裂隙：指固结的坚硬岩石在构造运动以及其他各
种内、外地质营力作用下，产生于岩体中的各种扁平 状空隙。
用裂隙度（Kt）来衡量。
溶隙的体积，通常 由钻孔中所取得的 岩心测量而得
二、水在岩土中的存在形式
沸石水、结晶水
地 矿物结合水 壳 岩 石 中 的 水 空隙中的水
结构水 结合水
强结合水（吸着水）
弱结合水（薄膜水）
液态水
固态水 气态水
重力水
毛细水
吸着水——又叫强结合水，指由分子引力和静电引力 牢固地吸附在土壤颗粒表面的薄层（通常只有几个水 分子厚）水膜。是一层近于固态的水。
二、地下水的概念
埋藏在地表以下岩土 空隙中的水。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。
§2 地下水的赋存状态
一、岩土的空隙性
二、水在岩土中存在的形式
三、岩土的水理性质
一、岩土的空隙性
岩土中的空隙是地下水的储存空间，岩土空 隙按其成因可分为孔隙、裂隙和溶隙（岩 溶溶洞）。
各种形式的水在地壳中的分布
地表 气态水 吸着水 结合水 薄膜水 毛细水 地下水面
水井
包 气 带
重力水
饱 水 带
三、岩土的水理性质
岩石的空隙虽然为地下水提供了储存的 空间，但是水能否自由进出这些空间却 与岩石表面控制水分活动的条件、性质 有很大关系。与水分的贮存运移有关的 岩石性质称为岩石的水理性质。包括容 水性、持水性、给水性和透水性。
湖
松散含பைடு நூலகம்层
泥岩
砂岩含水层
二、构成含水层的基本条件
1、储水空间。即应有孔隙、裂隙和溶隙等空隙。 这是储存地下水的前提条件。 2、储水构造。有了储水空间，只是有了能含水的 条件，但能否储存水，成为含水层，还必须具备保 存住地下水的地质构造：下部要有隔水层托住重力 水，并在水平方向上具有某种隔水边界，使之不致 完全流失，水能在岩层空隙中保存住，从而形成含 水层。也就是说，透水岩层与隔水岩层组合起来， 才能成为含水层。 3、良好的补给来源。 有足够的水源，使储水空间 能不断地获得补给，方能成为含水层。 湖
68.7%+地下水30.96%+河流湖泊0.34%） （海水97.41%，淡水2.59%=冰川68.7%+地下 水30.96%+河流湖泊0.34%） （海水97.41%，淡水2.59%=冰川68.7%+地下 水30.96%+河流湖泊0.34%）
容水性— 指岩石空隙能容纳一定水量的性能。
用容水度衡量，数值上等于岩土的 孔隙度、裂隙度或岩溶率。
持水性— 指岩土体在重力作用下释水后仍能保
持住的一定水量的性质。用持水度衡 量。松散岩土颗粒越小，其表面积越 大，表面吸附的结合水越多，持水度 越大；而坚硬岩石的裂隙和溶隙持水 度几乎为零。
给水性— 指饱和含水的岩石在重力作用下，能自 由流出（排出）若干水量的性能。以给 水度（μ）作为衡量指标，数值上等于 容水度减去持水度。
薄膜水——又叫弱结合水，是指在吸 着水层以外的液态水膜。这层水不受 重力影响，但由于引力不等薄膜水质 点可由厚的地方向薄处转移。
重力水——指在重力作用下，贮存 在岩石和土壤的非毛管孔隙中自由 运动的水。
薄膜水
吸着水
土粒
重力水
毛细管水——受毛管力作用而保持在土壤毛细 管孔隙（直径0.001-0.1毫米）中的水。
表示岩土透水性能大小的指标，称为渗透系数， 用符号K表，单位m/d（米/天）
§3 含水层和隔水层
一、概 念
二、构成含水层的基本条件
一、 概
念
含水层： 指能够透过并给出相当数量水的岩层。
隔水层： 不能透过也不能给出水的岩层，或透过 和给出水的数量微不足道的岩层（渗 透系数<0.001m/d）
Kt=（Vt /V ）×100%
裂隙的体积 V岩石总体积
=（∑L· b）/F ×100%
露头中裂隙的长 度
岩层露头面积
裂隙的平均宽度
3、溶隙：可溶性岩体中的裂隙再经过地下水流的长
期溶蚀、冲刷而形成的空隙或空洞称为溶隙或溶洞。
用溶洞（岩溶）率（Kk）来衡量。
Kk =（Vk/V ）×100%
V岩石总体 积
第一章
地下水的基本知识
重点：岩土的水理性质、含水层与隔水层、降落漏斗、 影响半径、地下水的分类及各类地下水的特征，等水 位线图和等水压线图及其作用。 §1 地下水的概念
§2 地下水的赋存状态
§3 含水层和隔水层
§4 地下水分类及各类地下水的特征
§5 地下水的循环 §6 地下水运动的基本规律
§1 地下水的概念
孔隙 松散岩土
溶洞
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 坚硬岩石，如花岗岩
可溶性岩石， 如灰岩
裂隙
1、孔隙：指松散岩土颗粒与颗粒集合体之间小孔状
或细管状的空隙。
孔隙体积多少用孔隙度（n）来量度。
n=（Vn/V ）×100% V岩石总体积 孔隙的体积 影响孔隙度的因素：岩石的密实程度、颗粒的均匀性、 颗粒形状和颗粒间的胶结程度等。
§4、地下水的分类及各类地下水的特征
一、地下水的分类： 1、按岩石空隙性质分类的地下水： 孔隙水、裂隙水、岩溶水 2、按埋藏条件分类的地下水： 上层滞水、潜水、承压水（自流水） 3、我国地下水分类： 孔隙（裂隙、岩溶）—上层滞水，孔隙（裂隙、岩 溶）—潜水，孔隙（裂隙、岩溶）—承压水。
常见松散岩土的给水度
岩石名称 砾石
粗砂 中砂
给水度（μ） 0.35-0.30
0.30-0.25 0.25-0.2
岩石名称 给水度（μ） 细砂
极细砂 粘土
0.20-0.15
0.15-0.10 <0.10
指在一定压力梯度下岩石允许水透过 透水性— 的性能。取决于空隙直径的大小和连 通程度，其次是空隙的多少。
砂 卵石 页岩 粉质粘土 粉土 黄土 淤泥 泥岩 砂岩 裂隙与岩溶发育的坚硬岩石 裂隙与岩溶不太发育的坚硬岩石 粘土 裂隙和溶隙不发育的坚硬岩石 砾
1.
2.
3.
岩土根据透水性好坏可分为： 砂、 砾、卵石、 砂岩、 透水岩土： 裂隙与岩溶发育的坚硬岩石； 半透水岩土： 粉质粘土、 粉土、 黄土、 裂隙与岩溶不太发育的坚硬岩石； 不透水岩土： 粘土、淤泥、 泥岩、页岩、 裂隙和溶隙不发育的坚硬岩石。
孔隙度测定方法
1、概略测定方法： n=V水/V砂
2、准确测定方法：
n=（1-δ/γ)×100% δ—松散岩石的容重 γ—松散岩石的比重 3、坚硬岩石：饱和液体法
液 面
水 砂 子
2、裂隙：指固结的坚硬岩石在构造运动以及其他各
种内、外地质营力作用下，产生于岩体中的各种扁平 状空隙。
用裂隙度（Kt）来衡量。
溶隙的体积，通常 由钻孔中所取得的 岩心测量而得
二、水在岩土中的存在形式
沸石水、结晶水
地 矿物结合水 壳 岩 石 中 的 水 空隙中的水
结构水 结合水
强结合水（吸着水）
弱结合水（薄膜水）
液态水
固态水 气态水
重力水
毛细水
吸着水——又叫强结合水，指由分子引力和静电引力 牢固地吸附在土壤颗粒表面的薄层（通常只有几个水 分子厚）水膜。是一层近于固态的水。
二、地下水的概念
埋藏在地表以下岩土 空隙中的水。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。
§2 地下水的赋存状态
一、岩土的空隙性
二、水在岩土中存在的形式
三、岩土的水理性质
一、岩土的空隙性
岩土中的空隙是地下水的储存空间，岩土空 隙按其成因可分为孔隙、裂隙和溶隙（岩 溶溶洞）。
各种形式的水在地壳中的分布
地表 气态水 吸着水 结合水 薄膜水 毛细水 地下水面
水井
包 气 带
重力水
饱 水 带
三、岩土的水理性质
岩石的空隙虽然为地下水提供了储存的 空间，但是水能否自由进出这些空间却 与岩石表面控制水分活动的条件、性质 有很大关系。与水分的贮存运移有关的 岩石性质称为岩石的水理性质。包括容 水性、持水性、给水性和透水性。
湖
松散含பைடு நூலகம்层
泥岩
砂岩含水层
二、构成含水层的基本条件
1、储水空间。即应有孔隙、裂隙和溶隙等空隙。 这是储存地下水的前提条件。 2、储水构造。有了储水空间，只是有了能含水的 条件，但能否储存水，成为含水层，还必须具备保 存住地下水的地质构造：下部要有隔水层托住重力 水，并在水平方向上具有某种隔水边界，使之不致 完全流失，水能在岩层空隙中保存住，从而形成含 水层。也就是说，透水岩层与隔水岩层组合起来， 才能成为含水层。 3、良好的补给来源。 有足够的水源，使储水空间 能不断地获得补给，方能成为含水层。 湖