土木工程地质5_第六章地下水 PPT
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认识地下水的地质作用
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６.２ 地下水的类型
• (３)确定潜水面的埋藏深度.潜水面的埋藏深度等于该点的地形高程减 潜水位.根据各点的埋藏深度值,可绘出潜水等埋深线.
• (４)确定含水层厚度.当等水位线图上有隔水层顶板等高线时,同一测 点的潜水水位与隔水层顶板的高程之差即为含水层厚度.
• ３.承压水 • 充满于两个隔水层之间含水层中具有水头压力的水,称为承压水.承压
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６.２ 地下水的类型
• 许多干旱盆地中心,形成高含盐量的咸水,即是垂直排泄的结果.水平排 泄,既消耗水分又消耗水中盐分,所以不会引起潜水化学组成的改变.
• 排泄与径流是密切相关的,一定的径流条件产生与其相适应的排泄方 式,如径流条件好的山区河流中游地区,潜水排泄以水平方式为主;径流 条件不好的平原或河流下游,主要是垂直排泄.人工开采潜水也是排泄.
• 潜水补给来源充沛,水量比较丰富,是重要的供水水源.但在居民区和厂 矿附近易被污染.潜水水质变化较大,湿润气候地形切割强烈时,易形成 含盐低的淡水;干旱气候低平地形,常形成含盐量高的咸水.
• (２)潜水面的形状及其影响因素.潜水面的形状是潜水的重要特征之一 ,它一方面反映外界因素对潜水的影响;另一方面也反映潜水的特点,如 流向、水力坡度等.
• (３)潜水的补给、径流和排泄.潜水含水层自外界获得水量的过程称补 给.在补给过程中潜水的水质可随之发生相应的变化.潜水最普遍的和 最大的补给源是大气降水入渗.地表水的补给常发生在河流下游或洪 水期,地上河的补给常发生在河流下游或洪水期,地上河的补给则是经 常的.当潜水下部承压含水层的水位高于潜水位时,下部含水层的水可 以通过它们之间的弱透水层或通道补给潜水,这种补给称越流补给.
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６.２ 地下水的类型
• (３)确定潜水面的埋藏深度.潜水面的埋藏深度等于该点的地形高程减 潜水位.根据各点的埋藏深度值,可绘出潜水等埋深线.
• (４)确定含水层厚度.当等水位线图上有隔水层顶板等高线时,同一测 点的潜水水位与隔水层顶板的高程之差即为含水层厚度.
• ３.承压水 • 充满于两个隔水层之间含水层中具有水头压力的水,称为承压水.承压
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６.２ 地下水的类型
• 许多干旱盆地中心,形成高含盐量的咸水,即是垂直排泄的结果.水平排 泄,既消耗水分又消耗水中盐分,所以不会引起潜水化学组成的改变.
• 排泄与径流是密切相关的,一定的径流条件产生与其相适应的排泄方 式,如径流条件好的山区河流中游地区,潜水排泄以水平方式为主;径流 条件不好的平原或河流下游,主要是垂直排泄.人工开采潜水也是排泄.
• 潜水补给来源充沛,水量比较丰富,是重要的供水水源.但在居民区和厂 矿附近易被污染.潜水水质变化较大,湿润气候地形切割强烈时,易形成 含盐低的淡水;干旱气候低平地形,常形成含盐量高的咸水.
• (２)潜水面的形状及其影响因素.潜水面的形状是潜水的重要特征之一 ,它一方面反映外界因素对潜水的影响;另一方面也反映潜水的特点,如 流向、水力坡度等.
• (３)潜水的补给、径流和排泄.潜水含水层自外界获得水量的过程称补 给.在补给过程中潜水的水质可随之发生相应的变化.潜水最普遍的和 最大的补给源是大气降水入渗.地表水的补给常发生在河流下游或洪 水期,地上河的补给常发生在河流下游或洪水期,地上河的补给则是经 常的.当潜水下部承压含水层的水位高于潜水位时,下部含水层的水可 以通过它们之间的弱透水层或通道补给潜水,这种补给称越流补给.
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第五章 地下水
nf Vf V 100%
裂隙主要是地壳运动对岩石造成破坏而形成的，岩石成岩时及在地表 遭受风化也会形成裂隙。 岩石的裂隙率一般比松散泥积物的孔隙率小得多。裂隙率常小于3%
溶隙：溶隙是可溶岩（如石灰岩）在地下水流长期溶蚀下形
成的空隙
溶隙率
Vk nk 100% V
5.1.1 地下水及含水层
①岩浆岩中成岩裂隙水发育 ②多为层状裂隙水，在一定范围内互相连通； ③多属潜水，也可是承压水；
构造裂隙水 特征：
①构造应力分布均匀，形成层 状构造裂隙水；构造应力分布 不均匀，形成脉状构造裂隙水 ②可以是潜水，也可是承压水 ③渗透性各向异性；
脉状裂 隙水 层状裂 隙水
岩溶水
赋存和运移于可溶岩（如石灰岩、白云岩、大理岩、石 膏、岩盐等）的溶隙溶洞（洞穴、管道、暗河）中的地 下水，又称喀斯特水。
主要胶体成分
a.以碳、氢、氧为主的有机质通常以胶体方式存在于地下水中； b.很难以离子状态溶于水的化合物也以胶体形式存在于地下水中， 主要有Fe(OH)2、Al(OH)3、SiO2
岩石中的裂隙具有一定的方向性，因而裂隙岩石的导水性具有 明显的各向异性
按成因分为： 风化裂隙水、成岩裂隙水、构造裂隙水 风化裂隙水 特征：
①多为层状裂隙水； ②水平方向透水性均匀，垂直 方向随深度减弱； ③多属潜水，也有上层滞水； ④大气降水补给；明显季节性 循环交替；以泉的形式排泄
成岩裂隙水
特征：
正地形
负地形
5.2.4 孔隙水、裂隙水及岩溶水
孔隙水
—广泛分布于第四纪松散沉积物中的地下水
潜水深埋带 溢出带 下沉带
洪积物中地下水
冲积物中地下水
上游：厚度不大，由河水补给，水量丰富水质好 中游：上层构成隔水层，下层为承压水 下游：上部通常为埋藏很浅的潜水，下部为多层承压水
裂隙主要是地壳运动对岩石造成破坏而形成的，岩石成岩时及在地表 遭受风化也会形成裂隙。 岩石的裂隙率一般比松散泥积物的孔隙率小得多。裂隙率常小于3%
溶隙：溶隙是可溶岩（如石灰岩）在地下水流长期溶蚀下形
成的空隙
溶隙率
Vk nk 100% V
5.1.1 地下水及含水层
①岩浆岩中成岩裂隙水发育 ②多为层状裂隙水，在一定范围内互相连通； ③多属潜水，也可是承压水；
构造裂隙水 特征：
①构造应力分布均匀，形成层 状构造裂隙水；构造应力分布 不均匀，形成脉状构造裂隙水 ②可以是潜水，也可是承压水 ③渗透性各向异性；
脉状裂 隙水 层状裂 隙水
岩溶水
赋存和运移于可溶岩（如石灰岩、白云岩、大理岩、石 膏、岩盐等）的溶隙溶洞（洞穴、管道、暗河）中的地 下水，又称喀斯特水。
主要胶体成分
a.以碳、氢、氧为主的有机质通常以胶体方式存在于地下水中； b.很难以离子状态溶于水的化合物也以胶体形式存在于地下水中， 主要有Fe(OH)2、Al(OH)3、SiO2
岩石中的裂隙具有一定的方向性，因而裂隙岩石的导水性具有 明显的各向异性
按成因分为： 风化裂隙水、成岩裂隙水、构造裂隙水 风化裂隙水 特征：
①多为层状裂隙水； ②水平方向透水性均匀，垂直 方向随深度减弱； ③多属潜水，也有上层滞水； ④大气降水补给；明显季节性 循环交替；以泉的形式排泄
成岩裂隙水
特征：
正地形
负地形
5.2.4 孔隙水、裂隙水及岩溶水
孔隙水
—广泛分布于第四纪松散沉积物中的地下水
潜水深埋带 溢出带 下沉带
洪积物中地下水
冲积物中地下水
上游：厚度不大，由河水补给，水量丰富水质好 中游：上层构成隔水层，下层为承压水 下游：上部通常为埋藏很浅的潜水，下部为多层承压水
10-地下水对工程的影响-PPT课件
渗透变形的类型
流土（流砂）
潜蚀
流土：在渗流 作用下，土 体或颗粒群同 时发生悬浮、 移动的现象。
支挡防渗结构
基坑
透水层 不透水层
基坑工程中的流土现象
流砂引起上海轨道交通4号线区间隧道事故（2019.7.1）
潜蚀 管涌
机械潜蚀 潜蚀
化学潜蚀
主要指岩溶作用
堤防
过程演示
渗流
管涌：在地下水的渗透力（动水压力）作用下， 土体中的细小颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动流 失，土体孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较 粗颗粒也相继被水带走，最终形成贯穿的渗流通 道，造成土体塌陷的现象。
圣母教堂(墨西哥) 严重倾斜成为危险建筑物
上海市地面沉降
从1921年明显出现地面沉降现象以来，上海市区地面累 计沉降量已经超过2米（最严重处下沉2.63m），最大年 均沉降量达110毫米。
天津市地面沉降导致桥梁桥墩下沉，桥梁净空减小。
（天津塘沽区最大沉降量3.14m。）
1米多
大雁塔倾斜西ຫໍສະໝຸດ 市地面沉降导致大雁塔倾斜 地下水对混凝土建筑物材料的腐蚀是一项复杂的物理 化学过程，对建筑材料的耐久性影响很大．要对照<岩 土工程勘察规范>进行地下水侵蚀性评价．
地下水对混凝土腐蚀类型 结晶型腐蚀 分解型腐蚀 复合型腐蚀
基坑突涌发生的条件：
当
M wH
基坑突涌
如何防止基坑突涌发生：
对承压含水层预先降水 减小基坑开挖深度
H≤ M w M ≥ w H
练习： 1、某建筑场地的地下水为承压水，承压水水位比含水 层顶板高15m，进行基坑开挖后，基坑底部粘土层容 重是16kN/m3,基坑底面距离含水层顶板5m，请判断该 基坑工程是否安全？若不安全，应采取何种措施？
工程地质学第五章-地下水
硬 度
M C2 2 a g 2 H3 C O M Ca3 3 g C C H 2 O O O C2 O
2021/永8/2 久硬度：煮沸时未发生碳酸盐沉淀的那部分Ca2＋、Mg2＋含量 44
②根据硬度对地下水进行分类：
极软水、软水、微硬水、硬水、极硬水
5、地下水的侵蚀性
地下水对混凝土的侵蚀破坏类型包括分解性侵蚀、结晶性侵蚀和分解结晶
如挖排水、截水沟，筑挡水坝，开凿输
水隧洞改道等等。
2021/8/2
30
5、泉：地下水在地表的天然出露
泉的类型按补给源可分为三类：包气带泉、潜水泉、 自流水泉，按水头性质分为上升泉和下降泉，按出露 原因分为侵蚀泉、接触泉和断层泉。
河谷切割到潜水含水层时，潜水出露成侵蚀下降泉。河 谷切穿承压含水层的隔水顶板时，承压水喷涌成泉，称 为侵蚀上升泉。透水性不同的岩层接触，地下水沿接触 面出露称为接触泉。断层使承压含水层被隔水层阻挡， 当断层导水时沿地面出露的承压水称为断层泉。
隔水层(aquiclude)： 不透水但可含水的岩土层。
含水层的形成条件：
一是岩石中要有空隙存在，并充满足
够数量的重力水；二是这些重力水能够在 岩石空隙中自由运动。
2021/8/2
10
3、岩土的水理性质
1.含水性
• 容水度:岩土空隙完全被水充满时的含水
量。
• 持水度:岩土在重力作用下释水时仍能保
持的含水量。
C、H、O为主的有机质
2、氢离子浓度
氢离子浓度是指水的酸碱度，用PH值表示：PH = lg[H+]
根据PH值可将地下水分为5类：
强酸性水、弱酸性水、中性水、弱碱性水、强碱性水
20地21/下8/2水的氢离子浓度为一般酸性侵蚀指标。
工程地质基础—地下水
n Vn V
孔隙
岩石中的各种空隙 1.分选良好，排列疏松 的砂；2.分选良好，排 列紧密的砂
3.分选不良的，含泥、 砂的砾石；4.经过部分 胶结的砂岩
5.具有结构性孔隙的 粘土
6.经过压密的粘土
7.具有裂隙的岩石
8.具有溶隙及溶穴的可 溶岩
影响孔隙度大小的因素主要有：
颗粒排列方式 分选程度 胶结充填程度 结构及次生孔隙 分选愈好，排列愈疏松，胶结充填程度愈差，孔隙度愈大； 反之愈小；粘性土的孔隙度还取决于其结构及次生孔隙。
3.地貌条件：在不同的地貌部位对地下水的形成关系密切。 一般在平原、山前区易于储存地下水，形成良好的含水层； 在山区一般很难储存大量的地下水。
4.人为因素：大量抽取地下水，会引起地下水位大幅下降； 修建水库，可促使地下水位上升。
(2)水循环的类型 根据水分循环的路径和规模，可分为两种：
◆大循环——海陆之间的水分交换过程，也称为海 陆间循环。 ◆小循环——水仅在海洋或陆地内完成的循环过程。
潜水与地表水补给的关系
(a) 潜水补给河流 (b)河流补给潜水
(c)单侧补给
潜水与地表水之间的关系
练习题一
1.某地区潜水等水位线图见下图。试确定
①河水与潜水之间的补排关系；
②A、B两点间的平均水力坡降
（A、B两点距离近似为60m）
③若在C点处凿井，多深可见
潜水面？
承压水
充满两个隔水层之间的含水层中的重力水。 含水层分区：补给区、承压区、排泄区、自流区、隔水顶板、隔水底板
H2S ： 一般存在于深部地下水中，在微生物作用下由硫 酸盐还原而形成。局部浅层地下水含有较多的H2S，并呈酸 性，对混凝土具有侵蚀性。
CO2 ：主要来源于土壤中有机质氧化产生的CO2，还有大 气中的CO2。深层地下水的CO2含量较高。含CO2较高的地下 水具有侵蚀性，能腐蚀混凝土。
孔隙
岩石中的各种空隙 1.分选良好，排列疏松 的砂；2.分选良好，排 列紧密的砂
3.分选不良的，含泥、 砂的砾石；4.经过部分 胶结的砂岩
5.具有结构性孔隙的 粘土
6.经过压密的粘土
7.具有裂隙的岩石
8.具有溶隙及溶穴的可 溶岩
影响孔隙度大小的因素主要有：
颗粒排列方式 分选程度 胶结充填程度 结构及次生孔隙 分选愈好，排列愈疏松，胶结充填程度愈差，孔隙度愈大； 反之愈小；粘性土的孔隙度还取决于其结构及次生孔隙。
3.地貌条件：在不同的地貌部位对地下水的形成关系密切。 一般在平原、山前区易于储存地下水，形成良好的含水层； 在山区一般很难储存大量的地下水。
4.人为因素：大量抽取地下水，会引起地下水位大幅下降； 修建水库，可促使地下水位上升。
(2)水循环的类型 根据水分循环的路径和规模，可分为两种：
◆大循环——海陆之间的水分交换过程，也称为海 陆间循环。 ◆小循环——水仅在海洋或陆地内完成的循环过程。
潜水与地表水补给的关系
(a) 潜水补给河流 (b)河流补给潜水
(c)单侧补给
潜水与地表水之间的关系
练习题一
1.某地区潜水等水位线图见下图。试确定
①河水与潜水之间的补排关系；
②A、B两点间的平均水力坡降
（A、B两点距离近似为60m）
③若在C点处凿井，多深可见
潜水面？
承压水
充满两个隔水层之间的含水层中的重力水。 含水层分区：补给区、承压区、排泄区、自流区、隔水顶板、隔水底板
H2S ： 一般存在于深部地下水中，在微生物作用下由硫 酸盐还原而形成。局部浅层地下水含有较多的H2S，并呈酸 性，对混凝土具有侵蚀性。
CO2 ：主要来源于土壤中有机质氧化产生的CO2，还有大 气中的CO2。深层地下水的CO2含量较高。含CO2较高的地下 水具有侵蚀性，能腐蚀混凝土。
土木工程地质电子课件廖红建
电子课件
廖红建
H.J.Liao
本电子课件为科学出版社全国高等院校土木工程类系列教材《土木工程地质》(赵树德主编、廖红建副主编）的配套课件。
基于作者长期主讲《土木工程地质》的电子教案编制而成。
限于编者水平，难免存在不妥之处，恳请大家批评指正。
简介
第一章矿物与岩石
第二章地质构造与工程建设
第三章岩石风化和岩体的工程性质
第四章第四纪地层和地貌
第五章土质学、土与土体
第六章地下水的存在及水质
第七章地下水运动与工程
第八章环境地质问题
第九章岩土工程中常见的工程地质问题第十章区域性土
第十一章岩土工程勘察
前言
•地基、基础的概念
地层•必修课
地层地基勘察•地层的复杂性
组成演变•地质学学科
•工程地质学是地质学的一个分支
寻找研究地质灾害防治对策应用•研究的主要内容
评价工程地质条件预测和论证工程地质问题选定场地建议措施提供技术数据•防灾是工程地质学的主要任务
•研究对象为复杂的地质体
综合结合首先地质学地质分析法进一步定量分析•地质分析法
定量预测和评价建立模型•力学分析法
类比法•工程类比法
•新技术新方法
•实验法
实验测试综合定性分析和定量分析才能对可能发生的工程地质问题制定出合理的防治对策。
地上地下•工程地质与土木工程的关系密切
工程地质问题•工程地质问题
强度变形
较高的强度较低的压缩性
•影响因素
天然边坡人工边坡
•影响因素
•监测
•影响因素
•基本要求。
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5章地下水课件
5.2 地下水的类型
5.2.1 地下水按埋藏条件分类及其特征 2.潜水
（3）潜水面的表示方法和意义
潜水面的形态和特征通常可以用等水位线图和水文地质剖面图来表示。
5.2 地下水的类型
潜水等水位线图就是潜水面上标高相等各点的连线图，绘制时将 研究地区的潜水人工露头和天然露头的水位等高的各点即为等水位线 图。它有以下用途：
5.3 地下水的性质 5.3.2 地下水的化学性质
5.3 地下水的性质
5.3.2 地下水的化学性质
2.地下水的化学性质 （1）地下水的酸碱性
地下水类型 强酸性水 弱酸性水 中性水 弱碱性水
pH值
＜5
5～7
7
7～9
强碱性水 ＞9
（2）地下水的总矿化度 地下水所含各种离子、分子及化合物的总量称为总矿化度，以g/L表示。
5.1 地下水的基本概念
5.1.2 含水层与隔水层 表5-3 常态下岩石的透水程度
5.2 地下水的类型及其特征
按照地下水的埋藏条件可分为三大类： ➢ 包气带水 ➢ 潜水 ➢ 承压水；
按照含水介质类型可分为三大类： ➢ 孔隙水 ➢ 裂隙水 ➢ 岩溶水
地下水的综合分类
含水介质
类型
孔隙水
裂隙水
岩溶水
5.2 地下水的类型
5.2.2 地下水按含水介质类型分类及其特征
2.裂隙水
赋存并运移于各种岩溶空隙中的地下水称为岩溶水（喀 斯特水）。岩溶水，可以是潜水也可以是承压水。一般来说， 在裸露的石灰岩分布区的岩溶水主要是潜水；当岩溶化岩层 被其他岩层所覆盖时，岩溶潜水可能转变为岩溶承压水。
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 沟，筑挡水坝，开凿输水隧洞改道等等。
河北工程大学 土木工程学院 工程地质 第五章_地下水
●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。
25
6. 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。 ●分为层状构造裂隙水和脉状构造裂隙水。 ●可以是潜水，也可以是承压水 ●裂隙各有自己独立的系统：补给源、径流及排 泄条件，水位不一致。 ●渗透性常常显示各向异性。 26
5
3.
重力水-----受重力控制的地下水
当岩石、土层的空隙完全被水饱和时，粘 土颗粒之间除结合水以外的水都是重力水，它 不受静电引力的影响，而在重力作用下运动， 可传递静水压力。
重力水的工程意义：
静水压力 动水压力 浮托力 溶解能力--岩土产生化学潜蚀
6
☆ 含水层：能够给出并透过相当数量 重力水的岩层或土层，称为含水层。 ☆ 隔水层：是指那些不能给出并透过 水的岩层、土层，或者这些岩土层给出与透 过水的数量是微不足道的。 ☆构成含水层的条件： 1.岩土中要有空隙存在，并充满足够数 量的重力水； 2.这些重力水能够在岩土空隙中自由运 动。
36
▲矿化度：地下水中所含各种离子、分子 与化合物的总量称为矿化度，以g/L表示。 习惯上用105～110℃温度将地下水样品蒸 干后所得的干涸残余物总量来表示矿化度。 可以将分析所得阴阳离子含量相加，求得 理论干涸残余物总量。
注意: 由于在蒸干时有将近一半的HCO3-了分解生 成CO，及H2O而逸失。所以，阴阳离子相加时， HCO3 只取重量的50％。
31
32
自流水泉（上升泉）：主要靠承压水补给， 动态稳定，年变化不大，主要分布在自流盆地 及自流斜地的排泄区和构造断裂带上。
33
§5.3 地下水的性质
一、地下水的物理性质 地下水的物理性质有：温度、颜色、透明 度、气味、味道、导电性及放射性。 地下水物理性质的研究，使我们能初步了 解地下水的形成环境、污染情况及化学成分， 这为利用地下水提供了依据。
25
6. 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。 ●分为层状构造裂隙水和脉状构造裂隙水。 ●可以是潜水，也可以是承压水 ●裂隙各有自己独立的系统：补给源、径流及排 泄条件，水位不一致。 ●渗透性常常显示各向异性。 26
5
3.
重力水-----受重力控制的地下水
当岩石、土层的空隙完全被水饱和时，粘 土颗粒之间除结合水以外的水都是重力水，它 不受静电引力的影响，而在重力作用下运动， 可传递静水压力。
重力水的工程意义：
静水压力 动水压力 浮托力 溶解能力--岩土产生化学潜蚀
6
☆ 含水层：能够给出并透过相当数量 重力水的岩层或土层，称为含水层。 ☆ 隔水层：是指那些不能给出并透过 水的岩层、土层，或者这些岩土层给出与透 过水的数量是微不足道的。 ☆构成含水层的条件： 1.岩土中要有空隙存在，并充满足够数 量的重力水； 2.这些重力水能够在岩土空隙中自由运 动。
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▲矿化度：地下水中所含各种离子、分子 与化合物的总量称为矿化度，以g/L表示。 习惯上用105～110℃温度将地下水样品蒸 干后所得的干涸残余物总量来表示矿化度。 可以将分析所得阴阳离子含量相加，求得 理论干涸残余物总量。
注意: 由于在蒸干时有将近一半的HCO3-了分解生 成CO，及H2O而逸失。所以，阴阳离子相加时， HCO3 只取重量的50％。
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自流水泉（上升泉）：主要靠承压水补给， 动态稳定，年变化不大，主要分布在自流盆地 及自流斜地的排泄区和构造断裂带上。
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§5.3 地下水的性质
一、地下水的物理性质 地下水的物理性质有：温度、颜色、透明 度、气味、味道、导电性及放射性。 地下水物理性质的研究，使我们能初步了 解地下水的形成环境、污染情况及化学成分， 这为利用地下水提供了依据。
工程地质问题ppt
滑坡特征-landslide features
【1】冠crown：主断壁【2】最高处附 近仍停留在原地未发生变位的岩土体。 【2】主断壁main scarp：滑坡上部边 缘未受扰动场地上的一个陡面，由于滑 移物质脱离未扰动场地而形成。它是破 坏面【10】的可见部分。 【3】顶top：滑移体【13】与主断壁 【2】接触界线的最高点。 【4】头head：滑坡上部滑移体【13】 与主断壁【2】相接触的部分。 【5】次断壁minor scarp：滑坡滑移体 上的陡面，由于滑移体内的差异运动不协调变形而形成。 【6】主滑体main body：滑坡滑移体的 一部分，它覆盖与主断壁【2】与破坏 面【10】之上。
顶top
头head
冠crown 主断壁main scarp
次断面minor scarp
滑坡特征-landslide features
【6】主滑体
【7】足
【13】滑移体=【6】主滑体+【7】足=【17】减损体+【18】加积体
滑坡特征-landslide features
破坏面趾 趾尖
滑覆面 趾
滑坡特征-landslide features
6.5 溶洞与土洞
6.1 岩石的风化
风化营力：引起岩石风化的因素。
岩石是热的不良导体，表层受热膨胀，而内部不热→表层膨胀→夜间外层冷却收缩，而内 部受热→产生径向裂缝→表里不协调膨胀和收缩作用，表层剥落。
岩石颜色、矿物成分和矿物颗粒大小对温度的不协
调响应：
A、含深色矿物的岩石对温度响应敏感；
B、岩石中不同矿物的热膨胀系数不同，当温度变化 时，在矿物之间产生很大的温度应力，消弱晶粒间 的联结，导致岩石结构破坏； C、矿物颗粒小而且均匀的岩石的风化速度慢。
工程地质第五章
四、含水层与隔水层
• 含水层(aquifer)指能够给出并透过相当数量重 力水的岩层。 • 构成含水层的条件：（1）岩石中要有空隙存 在，并充满足够数量的重力水；（2）这些重 力水能够在岩石空隙中自由运动。 • 隔水层(aquifuge; impermeable layer)指不能给 出并透过水的岩层。可含水，但不具备允许相 当数量水透过的性能。
地下水温地区分布差异大。在新火山地区，地 下水温可达100℃以上。例如在堪察加半岛、冰 岛、日本等地一些喷泉都有这种情况。在寒带、 极地以及高山地区，地下水的温度很低，有的可 低至-5℃。在温带和亚热带地区的平原中，浅层 地下水的年平均温度常接近所在地区的年平均气 温，或稍高l－2℃。 地下水在一定的地质条件下，因受地球内部热 能的影响而形成地下热水。它通过一定的通道， 例如，沿断裂破碎带、钻孔等上涌，致使地热增 温级大大提高，这种地区叫做地热异常区。具有 良好地质构造及水文地质条件的地热异常区，有 可能形成富集大量地下热水或天然蒸汽的地热田。
二、地下水的化学成分
• 主要气体成分：N2，O2，CO2，H2S • 主要离子成分：Na+，K+，Ca2+，Mg+，Cl-，SO42+， HCO3• 胶体成分与有机质 • 一升水中所含各种离子、分子及化合物（不包括游 离状态的气体）的总量，就叫总矿化度，简称矿化 度。以g/L表示。它说明水中所含盐量的多少，故 它是地下水化学成分的重要标志。 • 通常把水中Ca2+和Mg2+的含量称为硬度。硬度可分 为暂时硬度和永久硬度。由于加热煮沸后水中失去 一部分Ca2+与Mg2+，这部分Ca2+与Mg2+的数量称为 暂时硬度。当加热煮沸后，仍然溶在水中的Ca2+与 Mg2+，造成硬性的硬度，叫永久硬度。
土木工程地质-第六章-地下洞室特殊地质问题
3. 腐蚀易发生地区：
R、K、J红层及T灰岩等中的含膏地层 泥炭、淤泥、沼泽等地 我国东南沿海有红树林残体的冲积层 我国长江以南的酸性红土 含硫矿床的地下水层 冶炼厂、化工厂、废渣场、堆煤场等地的地下水层
第三节 地下洞室特殊地质问题
T＝T0 (H h)G
0.05 k
（三）地温：
G＝1℃／33m≈ ℃∕m
② 由于开挖地段涌水量推算：
Q
L L0
Q0
第三节 地下洞室特殊地质问题 （2）水均衡法：Q 1000 F A
T
（3）地下水动力学法： ① 潜水含水层中的完整型隧道：
Q B K H 2 h2 R
② 承压水含水层中的完整型隧道：
[M (2H M ) h2 ] Q BK
R
第三节 地下洞室特殊地质问题
造成地下洞室大量突水的条件是：
①洞室通过溶洞发育的石灰岩地段，尤其是遇到蓄水洞穴或 地下暗河系统时，可能有大量的突水，其突水量可达几百至几千 吨/小时。
②洞室通过厚层的含水砂砾石层，突水量可达几百吨/小时。 ③遇到富水的断层破碎带，特别是它又与地表水连通时，也 会发生大量的突水，突水量一般也在几十至几百吨/小时。 ④洞室通过节理发育的背斜、向斜轴部，当其富水时。
（四）瓦斯：（以甲烷为主的有害气体的总称，主要发生
在含煤地层）
危害条件：瓦斯浓度小于5－6％；能在高温下燃烧
瓦斯浓度为5 ~ 6％－14 ~ 16%；易爆炸。
（特别是含量为8％时）
瓦斯浓度为42 ~ 57％时，易使人窒息。
施工要求：瓦斯浓度大于1％，不准装药放炮。 瓦斯浓度大于2％，工作人员撤离现场。
从已有资料来看，造成突水的多是有丰富的地表水，沿着溶 洞、暗河或断层破碎带以及节理发育的背斜、向斜轴部等良好通 道进入地下洞室通过部位，形成局部富水区，当洞室开挖时便突 然产生大量突水。
R、K、J红层及T灰岩等中的含膏地层 泥炭、淤泥、沼泽等地 我国东南沿海有红树林残体的冲积层 我国长江以南的酸性红土 含硫矿床的地下水层 冶炼厂、化工厂、废渣场、堆煤场等地的地下水层
第三节 地下洞室特殊地质问题
T＝T0 (H h)G
0.05 k
（三）地温：
G＝1℃／33m≈ ℃∕m
② 由于开挖地段涌水量推算：
Q
L L0
Q0
第三节 地下洞室特殊地质问题 （2）水均衡法：Q 1000 F A
T
（3）地下水动力学法： ① 潜水含水层中的完整型隧道：
Q B K H 2 h2 R
② 承压水含水层中的完整型隧道：
[M (2H M ) h2 ] Q BK
R
第三节 地下洞室特殊地质问题
造成地下洞室大量突水的条件是：
①洞室通过溶洞发育的石灰岩地段，尤其是遇到蓄水洞穴或 地下暗河系统时，可能有大量的突水，其突水量可达几百至几千 吨/小时。
②洞室通过厚层的含水砂砾石层，突水量可达几百吨/小时。 ③遇到富水的断层破碎带，特别是它又与地表水连通时，也 会发生大量的突水，突水量一般也在几十至几百吨/小时。 ④洞室通过节理发育的背斜、向斜轴部，当其富水时。
（四）瓦斯：（以甲烷为主的有害气体的总称，主要发生
在含煤地层）
危害条件：瓦斯浓度小于5－6％；能在高温下燃烧
瓦斯浓度为5 ~ 6％－14 ~ 16%；易爆炸。
（特别是含量为8％时）
瓦斯浓度为42 ~ 57％时，易使人窒息。
施工要求：瓦斯浓度大于1％，不准装药放炮。 瓦斯浓度大于2％，工作人员撤离现场。
从已有资料来看，造成突水的多是有丰富的地表水，沿着溶 洞、暗河或断层破碎带以及节理发育的背斜、向斜轴部等良好通 道进入地下洞室通过部位，形成局部富水区，当洞室开挖时便突 然产生大量突水。
第6章 地下水及其对工程的影响_重庆大学_工程地质_课件
1) 水泥和骨料材料的选择 2) 掺入高效活性矿物掺料 3) 掺入高效减水剂 4) 掺加防腐剂 5）建筑混凝土内配钢筋应采用未锈蚀的新钢筋， 钢筋出露部分应做防锈处理。 6）建筑用型钢和钢管需要做防腐处理。
24
6.3 地下水对工程的影响 6.3.1 土的渗透性 地下水在岩土空隙中的运动称为渗流(渗透)。 砂土是粒状固体颗粒与孔隙的集合体，土孔隙的存 在给非结合水（主要是重力水）提供了在水头差作 用下发生渗流的可能条件。土的渗透性是指土体被 水渗透的能力，它是土体渗透性、强度和变形特性 三大主要性质之一，是土体有别于其他致密工程材 料如钢材和混凝土等的独特性质。土的渗透性和土 中渗流对土体的强度和变形性能局有重要影响。
5
3. 承压水 1）承压水的概念 承压水是充满于两个稳定隔水层之间的含水层中具有静水压力的重 力水，如未充满则称无压层间水。承压水有上下两个稳定的隔水层，上 面的称为隔水顶板，下面的称为隔水底板。顶、底板之间的垂直距离为 含水层的厚度。
6
2）承压水的埋藏类型 承压水的形成主要取决于地质构造。形成承压水的地质构造主要是 向斜构造和单斜构造。 a.向斜构造
6.2.2
地下水化学性质
地下水的化学成分可以影响岩土的强度，从 而造成对建筑工程的侵蚀及其他危害。 1.地下水中常见的成分 地下水含有多种元素，有的含量大，有的含量 甚微。地壳中分布广、含量高的元素，如O、Ca、 Mg、Na、K等在地下水中最常见。有的元素如Si、 Fe等在地壳中分布很广，但在地下水中却不多；有 的元素如Cl等在地壳中极少，但在地下水中却大量 存在。这是因为各种元素的溶解度不同的缘故。所 有这些元素是以离子、化合物分子和气体状态存在 于地下水中，而以离子状态为主。
25
1.达西渗透定律 达西(H．Darcy)于1856年用如图7-9的试验装置，在稳定流和层流 条件下，用粗颗粒土进行了大量的渗透试验，测定水流通过土试样单位 截面积的渗流量，获得了渗流量与水力梯度的关系，从而得到渗流速度 与水力梯度(或水头能量损失)和土的渗透性质的基本规律，即渗流的基 本规律——达西渗透定律。
24
6.3 地下水对工程的影响 6.3.1 土的渗透性 地下水在岩土空隙中的运动称为渗流(渗透)。 砂土是粒状固体颗粒与孔隙的集合体，土孔隙的存 在给非结合水（主要是重力水）提供了在水头差作 用下发生渗流的可能条件。土的渗透性是指土体被 水渗透的能力，它是土体渗透性、强度和变形特性 三大主要性质之一，是土体有别于其他致密工程材 料如钢材和混凝土等的独特性质。土的渗透性和土 中渗流对土体的强度和变形性能局有重要影响。
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3. 承压水 1）承压水的概念 承压水是充满于两个稳定隔水层之间的含水层中具有静水压力的重 力水，如未充满则称无压层间水。承压水有上下两个稳定的隔水层，上 面的称为隔水顶板，下面的称为隔水底板。顶、底板之间的垂直距离为 含水层的厚度。
6
2）承压水的埋藏类型 承压水的形成主要取决于地质构造。形成承压水的地质构造主要是 向斜构造和单斜构造。 a.向斜构造
6.2.2
地下水化学性质
地下水的化学成分可以影响岩土的强度，从 而造成对建筑工程的侵蚀及其他危害。 1.地下水中常见的成分 地下水含有多种元素，有的含量大，有的含量 甚微。地壳中分布广、含量高的元素，如O、Ca、 Mg、Na、K等在地下水中最常见。有的元素如Si、 Fe等在地壳中分布很广，但在地下水中却不多；有 的元素如Cl等在地壳中极少，但在地下水中却大量 存在。这是因为各种元素的溶解度不同的缘故。所 有这些元素是以离子、化合物分子和气体状态存在 于地下水中，而以离子状态为主。
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1.达西渗透定律 达西(H．Darcy)于1856年用如图7-9的试验装置，在稳定流和层流 条件下，用粗颗粒土进行了大量的渗透试验，测定水流通过土试样单位 截面积的渗流量，获得了渗流量与水力梯度的关系，从而得到渗流速度 与水力梯度(或水头能量损失)和土的渗透性质的基本规律，即渗流的基 本规律——达西渗透定律。
工程地质地下水的地质作用ppt课件
59-27
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
潜水的补给
含水层中地下水从外部（如大气降水、 地表水等）获得大量补充的过程称为地下水 的补给。
59-29
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
59-24
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
⑷当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。
岩层透水性的影响
59-25
潜水等水位线图
潜水等水位线图是根据所在地区各水文地质点（井、 钻孔、试坑和泉等），在大致相同的时间内所测得的潜 水面的水位标高编制而成的。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
承压盆地
此类承压水的水位受到气候及地形的控制， 往往具有较好的径流条件。
59-38
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
（一）地下水按埋藏条件分类及其特征
包气带水 潜水 承压水
59-17
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
包气带水 是指存在于地面以下包气带中的水。
59-18
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
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含水层的形成条件：岩土层有较大空隙； 为隔水层所限；有补给来源。
（a）石灰岩可透水但无法长期储存水 （b）灰岩构成丰富地下水的含水层
第二节 地下水的水质
气体成分 O2 H2S CO2
离子成分 ClSO4-2 HCO3Na+ K+ Ca+2 Mg+2
化学性质 PH值 矿化度 硬度
第三节 地下水的类型
承压水的补给 ——潜水
当承压含水层补给区位于潜水之下，潜水 可以泄入承压含水层中构成其补给源。
承压水的排泄
⑴向潜水排泄; ⑵泉的排泄； ⑶向地表水排泄。
承压水的排泄 ——潜水
当排泄区上有潜水存在时，则可以排泄 入潜水中。
承压水的排泄 ——泉
当侵蚀面下切达到承压含水层时，就以泉 水形式排泄。
承压水的排泄 ——泉
冲积物中的孔隙水
地下水埋藏类型
上层滞水
潜水 承压水
上层滞水
—存在于地面以下包气带中局部隔水层之上的水。
上层滞水(perch ground water )的主要特征：
(1)水量不大，但季节性变化强烈。在黄土地区 是宝贵的生活水源。在寒冷地区也常作为季 节性水源。
(2)补给区和分布区是一致的。 (3)一般矿化度低，但水质最易受污染。 (4)水量不大，但常常是引起土质边坡滑坍，地
给水性
——在重力作用下，饱水岩土能够流出 一定水量的性能。
给水度 能自 岩由 土流 的出 总的 体水 积 容的 水体 度 持积 水度
透水性
——岩土允许水透过的性能。用渗透系 数表示。
透水的 半透水的 不透水的
含水层(aquifer)： 给出并透过相当水量的岩土层。
隔水层(interlayer)： 不透水但可含水的岩土层。
导水断层切断含水层时，沿断层带，承压 水也可以泉的形式排泄。
承压水的排泄 ——地表水
河谷下切至含水层，则承压水向地表水排泄。
承压水等水位线图
承压水等水位线图可确定 下列重要指标： •承压水位埋深 •承压水头大小 •含水层埋深（初见水位）
如图中A点：
地形标高103m，承压水位 91m，含水层顶板标高83m。
最适宜形成承压水的地质构造条件
1.向斜构造
承压盆地
最适宜形成承压水的地质构造条件
2.单斜构造
承压斜地
岩性变化形成承压斜地 断裂构造形成承压斜地
承压水的补给
⑴大气降水； ⑵地表水； ⑶潜水。承压水的补给 ——大气降水来自承压水的补给 ——地表水
当补给区位于河床地带时，地表水才可以 成为补给来源。
潜水面的特征 ⑴ 潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面。
⑵ 潜水面的起伏经常与地形一致，只是比 地形起伏平缓一些；潜水面与地表面的 形态具有相似性。
地表地形的影响
⑶当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；
含水层厚度的影响
⑷当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。
岩层透水性的影响
潜水的补给
⑴大气降水; ⑵地表水的补给； ⑶含水层之间的补给；
虚线－潜水等水位线 实线－地形等高线
潜水与地表水的关系
潜水补给河流
河流补给潜水
单侧补给
承压水 埋藏并充满于两个隔水层之间的含水层
中承受水压力的重力水。
H1－初见水位 H2－承压水位
H－承压水头 h－承压水位埋深
承压水 (pressure water)的主要特征：
(1)不具自由水面，并承受一定的水头压力。 (2)补给区和分布区是不一致的。 (3)动态受气候影响不大。 (4)水质不易受污染。一般可作为良好的供水水源。 (5)最适宜在某些地质构造条件下形成。
地下水对人类来说是有利有弊?
第一节 地下水的概念
赋存在地表以下岩土空隙中的水。
岩土的空隙: 1. 松散沉积物中的孔隙 2. 坚硬岩石中的裂隙
连通性好
分布不均匀
3. 可溶性岩石中的溶隙
连通性差
孔隙 裂隙
溶隙
• 水在岩土中的存在状态
气态水 吸着水（强结合水）
结合水 薄膜水（弱结合水） 液态水 毛细水
基、路基沉陷、冻胀等病害的重要因素。
潜水
—埋藏于地表以下，第一个稳定隔水层之上具
有自由水面的饱水带中的重力水。
潜水 (phreatic water)的主要特征：
(1)与大气相通，具自由水面。 (2)补给区和分布区是一致的。 (3)动态受气候影响较大。 (4)一般矿化度低，但水质易受污染。 (5)潜水面形状受地形影响。
I.越流补给；II.直接补给 ⑷凝结水； ⑸人工补给
潜水的补给 ——大气降水
潜水的补给 ——地表水的补给
河流补给潜水
潜水的排泄
⑴蒸发; ⑵泉的排泄； ⑶向地表水排泄； ⑷人为排泄。
潜水的排泄 ——泉
潜水的排泄 ——向地表水排泄
潜水补给河流
潜水等水位线图
可解决如下问题： 1 确定潜水流向 2 确定潜水的水力坡度 3 确定潜水的埋藏深度 4 确定潜水与地表水的 关系
地下热水又可利用来发电；
地下水对农作物生长也有很大影响，如地下水水 位过高易产生盐渍化，不利于农作物生长；
地下水还往往能导致局部的动力地质地貌现象， 如山崩、滑塌、陷穴、溶洞等，对厂房建筑、水 利、交通建设等都有极大的影响，若过量的开采 和不合理利用地下水，则会造成地面沉降，地下 水源遭受污染等。
则承压水位埋深为：
103－91＝12m
承压水头为91－83＝8 m
含水层埋深为：
103－83＝20m
地下水的含水层类型
孔隙水
孔隙水广泛分布于第四纪松散沉积物中，其分布 规律主要受沉积物的成因类型控制。
孔隙水特点：空间分布上连续性好，相对均匀。 一般呈层状分布，同一含水层中的水有密切的水 力联系，具统一的地下水面。
重力水（自由水） 固态水
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
• 岩土的主要水理性质
容水性 持水性 给水性 透水性
容水性 ——指岩土能容纳一定水量的性能。
容水度
岩土容纳水的体积 岩土的总体积
持水性
——岩土在重力作用下释水时仍能保持 一定数量水体的性能。
持水度 靠分子引 岩力 土和 的毛 总 持细 体 的力 积 水保 的体积
土木工程地质5_第六章地下水
地下水与人类的关系
地下水是河流补给来源之一；也积极参与水循环； 也是人类一项宝贵的自然资源，它可直接作为都市 给水、灌溉用水、工矿业用水的水源；
在某些地区，深层地下水含有较高的矿物质成分， 如食盐、芒硝、钾盐、碘等，可以提炼作为化学工 业的原料；
有些矿泉具有医疗上的作用；
（a）石灰岩可透水但无法长期储存水 （b）灰岩构成丰富地下水的含水层
第二节 地下水的水质
气体成分 O2 H2S CO2
离子成分 ClSO4-2 HCO3Na+ K+ Ca+2 Mg+2
化学性质 PH值 矿化度 硬度
第三节 地下水的类型
承压水的补给 ——潜水
当承压含水层补给区位于潜水之下，潜水 可以泄入承压含水层中构成其补给源。
承压水的排泄
⑴向潜水排泄; ⑵泉的排泄； ⑶向地表水排泄。
承压水的排泄 ——潜水
当排泄区上有潜水存在时，则可以排泄 入潜水中。
承压水的排泄 ——泉
当侵蚀面下切达到承压含水层时，就以泉 水形式排泄。
承压水的排泄 ——泉
冲积物中的孔隙水
地下水埋藏类型
上层滞水
潜水 承压水
上层滞水
—存在于地面以下包气带中局部隔水层之上的水。
上层滞水(perch ground water )的主要特征：
(1)水量不大，但季节性变化强烈。在黄土地区 是宝贵的生活水源。在寒冷地区也常作为季 节性水源。
(2)补给区和分布区是一致的。 (3)一般矿化度低，但水质最易受污染。 (4)水量不大，但常常是引起土质边坡滑坍，地
给水性
——在重力作用下，饱水岩土能够流出 一定水量的性能。
给水度 能自 岩由 土流 的出 总的 体水 积 容的 水体 度 持积 水度
透水性
——岩土允许水透过的性能。用渗透系 数表示。
透水的 半透水的 不透水的
含水层(aquifer)： 给出并透过相当水量的岩土层。
隔水层(interlayer)： 不透水但可含水的岩土层。
导水断层切断含水层时，沿断层带，承压 水也可以泉的形式排泄。
承压水的排泄 ——地表水
河谷下切至含水层，则承压水向地表水排泄。
承压水等水位线图
承压水等水位线图可确定 下列重要指标： •承压水位埋深 •承压水头大小 •含水层埋深（初见水位）
如图中A点：
地形标高103m，承压水位 91m，含水层顶板标高83m。
最适宜形成承压水的地质构造条件
1.向斜构造
承压盆地
最适宜形成承压水的地质构造条件
2.单斜构造
承压斜地
岩性变化形成承压斜地 断裂构造形成承压斜地
承压水的补给
⑴大气降水； ⑵地表水； ⑶潜水。承压水的补给 ——大气降水来自承压水的补给 ——地表水
当补给区位于河床地带时，地表水才可以 成为补给来源。
潜水面的特征 ⑴ 潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面。
⑵ 潜水面的起伏经常与地形一致，只是比 地形起伏平缓一些；潜水面与地表面的 形态具有相似性。
地表地形的影响
⑶当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；
含水层厚度的影响
⑷当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。
岩层透水性的影响
潜水的补给
⑴大气降水; ⑵地表水的补给； ⑶含水层之间的补给；
虚线－潜水等水位线 实线－地形等高线
潜水与地表水的关系
潜水补给河流
河流补给潜水
单侧补给
承压水 埋藏并充满于两个隔水层之间的含水层
中承受水压力的重力水。
H1－初见水位 H2－承压水位
H－承压水头 h－承压水位埋深
承压水 (pressure water)的主要特征：
(1)不具自由水面，并承受一定的水头压力。 (2)补给区和分布区是不一致的。 (3)动态受气候影响不大。 (4)水质不易受污染。一般可作为良好的供水水源。 (5)最适宜在某些地质构造条件下形成。
地下水对人类来说是有利有弊?
第一节 地下水的概念
赋存在地表以下岩土空隙中的水。
岩土的空隙: 1. 松散沉积物中的孔隙 2. 坚硬岩石中的裂隙
连通性好
分布不均匀
3. 可溶性岩石中的溶隙
连通性差
孔隙 裂隙
溶隙
• 水在岩土中的存在状态
气态水 吸着水（强结合水）
结合水 薄膜水（弱结合水） 液态水 毛细水
基、路基沉陷、冻胀等病害的重要因素。
潜水
—埋藏于地表以下，第一个稳定隔水层之上具
有自由水面的饱水带中的重力水。
潜水 (phreatic water)的主要特征：
(1)与大气相通，具自由水面。 (2)补给区和分布区是一致的。 (3)动态受气候影响较大。 (4)一般矿化度低，但水质易受污染。 (5)潜水面形状受地形影响。
I.越流补给；II.直接补给 ⑷凝结水； ⑸人工补给
潜水的补给 ——大气降水
潜水的补给 ——地表水的补给
河流补给潜水
潜水的排泄
⑴蒸发; ⑵泉的排泄； ⑶向地表水排泄； ⑷人为排泄。
潜水的排泄 ——泉
潜水的排泄 ——向地表水排泄
潜水补给河流
潜水等水位线图
可解决如下问题： 1 确定潜水流向 2 确定潜水的水力坡度 3 确定潜水的埋藏深度 4 确定潜水与地表水的 关系
地下热水又可利用来发电；
地下水对农作物生长也有很大影响，如地下水水 位过高易产生盐渍化，不利于农作物生长；
地下水还往往能导致局部的动力地质地貌现象， 如山崩、滑塌、陷穴、溶洞等，对厂房建筑、水 利、交通建设等都有极大的影响，若过量的开采 和不合理利用地下水，则会造成地面沉降，地下 水源遭受污染等。
则承压水位埋深为：
103－91＝12m
承压水头为91－83＝8 m
含水层埋深为：
103－83＝20m
地下水的含水层类型
孔隙水
孔隙水广泛分布于第四纪松散沉积物中，其分布 规律主要受沉积物的成因类型控制。
孔隙水特点：空间分布上连续性好，相对均匀。 一般呈层状分布，同一含水层中的水有密切的水 力联系，具统一的地下水面。
重力水（自由水） 固态水
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
• 岩土的主要水理性质
容水性 持水性 给水性 透水性
容水性 ——指岩土能容纳一定水量的性能。
容水度
岩土容纳水的体积 岩土的总体积
持水性
——岩土在重力作用下释水时仍能保持 一定数量水体的性能。
持水度 靠分子引 岩力 土和 的毛 总 持细 体 的力 积 水保 的体积
土木工程地质5_第六章地下水
地下水与人类的关系
地下水是河流补给来源之一；也积极参与水循环； 也是人类一项宝贵的自然资源，它可直接作为都市 给水、灌溉用水、工矿业用水的水源；
在某些地区，深层地下水含有较高的矿物质成分， 如食盐、芒硝、钾盐、碘等，可以提炼作为化学工 业的原料；
有些矿泉具有医疗上的作用；