第七章地下水ppt课件

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b.单斜构造(自流水斜地)
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7.2.2 地下水按含水层空隙性质的分类 地下水按含水层空隙性质(含水介质)的不同，可分为孔隙水、裂隙水和 岩溶水。 1.孔隙水 孔隙水分布于第四系各种不同成因类型的松散沉积物中。其主要特点 是水量在空间分布上相对均匀，连续性好。它一般呈层状分布，同一含 水层的孔隙水具有密切的水力联系，具有统一的地下水面。 1）冲积物中的地下水 2）洪积物中的地下水 2.裂隙水 充填于坚硬基岩中各种成因裂隙中的水，称为裂隙水。裂隙水按其赋 存的裂隙成因不同分为：风化裂隙水、成岩裂隙水和构造裂隙水。 3.岩溶水 赋存和运移于可溶岩的溶隙溶洞(洞穴、管道、暗河)中的地下水叫岩溶 水。
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7.3.2 达西定律的适用范围 由达西定律可知：流速与水力梯度成正比。在水力学中，这种水流属 于层流流态，当孔隙较大，流速较大，水流就进入紊流流态，流速与水 力梯度不再是线性关系，对于完整岩石，其孔隙尺寸非常小，一般不会 越出层流界限。但是，由于孔隙的尺寸甚小，孔隙中的水受到固体骨架 的吸附作用，达西定律同样不再适用而需要修正。
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7.3.1 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。
地下水在岩石空隙中的运动称为渗流。发生渗流的区域称为渗流场。 由于受到介质的阻滞，相对地表水来说，地下水的流动通常较为缓慢。 水体运动时，水的质点作有秩序、互不混杂地流动，称作层流运动。 地下水在具狭小空隙的岩土介质(如砂、裂隙不很宽大的基岩)中流动时， 重力水受介质的吸引力较大，水的质点排列较有秩序，呈现层流运动。 水的质点无秩序地、互相混杂地流动，称为紊流运动。作紊流运动时， 水流所受阻力比层流状态大，消耗的能量较多。地下水在具宽大空隙(大 的溶穴、宽大裂隙)的岩土介质中运动时，流速较大，容易呈现紊流运动 状态。 水体流动过程中，各个运动要素(水位、流速、流向等)不随时间改变时， 称作稳定流。运动要素随时间变化的水流运动，称作非稳定流。严格地 讲，自然界中地下水都属于非稳定流。但是，为了便于分析和运算，也 可以将某些运动要素变化微小的渗流近似地看做稳定流。
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学完本章后应掌握以下内容： （1）达西定律的原理和适用范围； （2）地下水的类型及物理化学性质； （3）抽水、压水试验及水文地质参数测试的内容与方法； （4）地下水对工程的不良影响。 学习中应注意回答以下问题： （1）达西定律的原理和适用范围是什么？岩土的水理特性有 哪些？ （2）地下水如何进行分类？各种类型的特点是什么？地下水 有哪些物理化学性质？ （3）抽水、注水和压水试验的试验目的与方法是什么？ （4）地下水对工程的不良影响有哪些？人工降低地下水位的 方法有哪些？ （5）潜蚀、管涌、流砂和基坑突涌的成因及防治措施有哪些？ 水库及坝区渗漏如何进行防治？
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大量试验结果表明，黏性土的渗流在水力坡度大于时基本上服从这 一规律，而砾石土则在水力坡度小于时适用达西定律。所以达西渗透定 律的适用范围主要与渗透水流在土中的流动状态有关，属于层流状态者 14 适用，紊流状态则不适用。
7.3.3 动水压力及临界水力坡度
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7.3.4 岩土的水理性质 岩土的水理性质是指岩土与水相互作用时岩土显示出来的各种性质， 主要有含水性、给水性和透水性。 1.岩土的含水性 岩土含水的性质叫含水性。通常指容水性和持水性两个方面。 1）容水性：岩土的容水性是指常压下岩土孔隙中能容纳一定水量的性 能，以容水度表示。 2）持水性：饱水岩土在重力作用下排水后仍能保持一定水量的性能称 为岩土的持水性，以持水度表示。 2.岩土的给水性 指在重力作用下饱水岩土从孔隙中能自由流出一定水量的性能，以给 水度表示。 3.岩土的透水性 指在水的重力作用下，岩土容许水透过自身的性能，通常以渗透系数
第七章地下水
7.1 概 述
埋藏和运移在地表以下土层及岩石空隙中的水称为地下水 (ground water)。地下水分布很广，与人们的生产、生活 和工程活动的关系也很密切。它一方面是饮用、灌溉和工业 供水的重要水源之一，是宝贵的天然资源。另一方面，它与 土石相互作用，会使土体和岩体的强度和稳定性降低，产生 各种不良的自然地质现象和工程地质现象，如滑坡、岩溶、 潜蚀、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等，给工程的建筑和正常 使用造成危害。 本章主要介绍了地下水的分类、达西定律和渗流、抽水、 压水试验及水文地质参数的测试、地下水的物理化学性质以 及地下水对工程的不良影响等方面的内容。
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4.泉 泉是地下水出露于地表的天然露头，是地下水的一种重要排泄方式。 1)按照含水层的水头性质和补给来源分类 按含水层的水头性质和补给来源分为包气带泉、潜水泉和自流水泉。 2)根据泉的出露原因分类 根据泉的出露原因分为侵蚀泉、接触泉、溢出泉、断层泉。
3)根据泉水温度分为冷泉、温泉。
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7.3 达西定律和渗流
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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(图7-4)。
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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
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7.2 地下水的分类
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7.2.1地下水按埋藏条件分类 地下水按埋藏条件可分为包气带水、潜水和承压水。 1.包气带水 位于潜水面以上未被水饱和的岩土体中的水，称为包气带水。此带称 为包气带，其下称饱水带。包气带中的水主要有土壤水和上层滞水，见 图7-2。
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2.潜 水 饱水带中第一个连续隔水层之上具有自由表面的含水层中的水称为潜 水，见图7-3。