水文地质学基础.ppt
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含水层中渗透系数变化不大的含水层。
均质含水层中，同一点渗透系数在空间各方向上 都是相同的，称之为各向同性含水层。反之，称为 各向异性含水层。
非均质含水层： 含水层的透水性能随区域坐标而变化，即渗透系
数在含水层不同空间位置数值不同。
3．含水层水文地质特征的定量表示
渗透系数（K）：表示含水层过水能力 的大小。
隔水层对地下水的阻隔作用，称为隔水作用。自然
界中岩石的隔水作用是相对的，对于单位厚度的隔水 层，当水压达到一定数值时，没有一种是不透水的。 因而，在实际工作中对隔水层的确定与确定含水层一 样，都是结合工作区岩层结构的特点，进行相对比较 而确定的。例如：含煤地层中的亚砂土相对粘土是含 水的，但相对于富含水的砂砾石可视为隔水层。砂岩 相对富含水的岩溶化灰岩可视为隔水层，而相对于页 岩又可作为含水层。如峰峰某矿石灰岩层，在标高 +50～-100米时，岩溶发育，分布有构造溶蚀破碎带， 标高为-100～-250米时，岩溶不发育，属弱含水带。一 般把下部的弱含水带，作为上部强含水带的相对隔水 层。
1.1水文地质学基础
埋藏在地表下面土中孔隙、岩石孔隙和裂隙中的水，称为地下水。 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。但另一方面，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。因此，在工程的设计与施工中，当考虑 隧道围岩的强度与稳定性、地下开采及矿井涌水等问题时，都必须 研究地下水的问题，研究地下水的埋藏条件，地下水的类型及其活 动的规律性，以便采取相应措施，保证建筑物的稳定和正常使用。
潜水含水层（又称无压含水层）：其岩性较 单一。为散体粒状或块状结构，呈统一含水层 体。含水层之上没有边疆稳定的隔水层复盖， 具有自由水面可做为潜水含水层上界面。
⑶据岩层含水性可分为：
《矿井水文地质规程（试行）》表5-5 含水层富水 性的等级标准
含水层富水性
单位涌水量（q） L／s·m
含水极丰富的含水层 >=10
⑶充足的补给水源。地下水补给量大小，决定含 水层水量大小和保证程度，若补给不足，排泄量过 大，在一定条件下含水层由于水不断消耗而变为透 水层。
2．含水层分类
自然界的含水层是相当复杂的，为了深入研究含水层 的特征性，有必要从中找出一些共同特征，将其分类。 每一类给予适当的术语，以便于人们更明显的了解它的 特征。从不同角度可以把含水层划分为不同类型。
一、含水层、隔水层特征
㈠含水层（带）的特征
贮存有可以自由流动的重力水的岩体，称为含水层 （带）。它有两种主要形式，一种是岩石空隙主要受岩 层等地质体所控制，并随岩层呈层状均匀分布的含水层， 如砾岩和砂岩组成的碎屑岩层，裂隙岩溶发育的石灰岩 和白云岩等岩层。另一川是岩石的空隙主要受地质构造 或风化带所控制，而不受岩层界面限制的含水带，如风 化含水带，断裂含水带岩浆岩中裂隙发育含水部位，侵 入岩与石灰岩接触破碎带等。因此，一个含水带可以切 穿不同的岩层或岩体，或在同一个岩体、岩层中裂隙发 育的部位含水，而裂隙不发育的部位不含水，所以含水 带的形状各不相同，有层状、带状、脉状或管状带体。
⑴根据含水层空隙类型划分为：
孔隙含水层：大多数为松散沉积物，如砂砾石含水层， 各种砂粒含水层等。
裂隙含水层：主要为各种坚硬岩石所构成的含水层， 如砂岩裂隙含水层等。
岩溶含水层：是指可溶岩层溶蚀发育而构成的含水层， 以碳酸盐类岩石为主，如石灰岩含水层。
⑵根据含水层贮藏条件及水力状态划分为：
承压含水层：是两个不透水层或弱透水层之 间所夹的完全饱水的含水层，承压含水层中任 一点的水压力都大于大气压。
导水系数（T）：即T=KM
பைடு நூலகம்
式中：M——含水层厚度。
贮水系数（S）：承压含水层中，承压 水头下降1米时从单位面积含水层中释放的 弹性水量。
给水度（u）：指疏干潜水含水层时， 单位体积的岩石内流出的水量。
㈡隔水层（带）的特征
自然界中隔水界面有两种形式，即隔水层和 隔水带。由不透水岩石组成的岩层，称为隔水 层，如页岩、泥岩、泥灰岩以及裂隙不发育的 基岩。它们具有阻隔地下水的通过和减弱水流 运动的性能，分布范围受某一地质体限制，隔 水带是指不受某一岩层所限，并呈带状分布， 如空隙不发育的完整带状岩石（体）及压性结 构面等。
此外，如果在地下水的化学成分中，侵蚀性c02或s02—4、Cl4
含量过多，地下水还会对工程上用的普通水泥混凝土产生侵蚀作用 ，使混凝土结构遭到破坏。所以工程上对地下水问题向来是很重视 的，并常把与地下水有关的问题称为水文地质问题；把与地下水有 关的地质条件称为水文地质条件。
水文地质学基础
一、含水层、隔水层特征 二、主要含水层含水性的研究 三、水文地质边界、补给、迳流、排泄特征及主要迳流 带分布 四、降水、地表水与地下水的联系及各含水层之间的联 系特征 五、岩溶分布规律及陷落柱的调查研究 六、各含水体水化学特征的研究 七、地质构造特征及规律的调查研究
1．含水层的构造条件：构成含水层必备以下三个条 件：
⑴蓄水空间：构成含水层的岩石必须有一定的蓄 水空间，储存一定量的水，蓄水空间应该连通，便 于地下水的运动和补偿，蓄水空间地下水形成的先 决条件。
⑵储存地下水的地质结构：地下水活动受地质构 造和隔水层的控制。隔水层可做为含水层的顶底板， 对含水层起控制作用，也能起良好的封闭作用。
隔水层的隔水作用应从隔水层厚度，构成隔水层
含水丰富的含水层
<10-2
含水中等的含水层
<2-0.1
含水小的含水层
<0.1
一般：
富含水层：其钻孔平均单位涌水量q≥2L/s.m，泵水 最大流量Q>30L/S，如砂砾石含水层，强岩溶化含水 层等。
弱含水层：如粉砂、细砂土和裂隙不发育的砂页岩 等。
⑷按岩层透水性在空间变化 可分为： 均质含水层：指透水性能与区域坐标位置无关，
均质含水层中，同一点渗透系数在空间各方向上 都是相同的，称之为各向同性含水层。反之，称为 各向异性含水层。
非均质含水层： 含水层的透水性能随区域坐标而变化，即渗透系
数在含水层不同空间位置数值不同。
3．含水层水文地质特征的定量表示
渗透系数（K）：表示含水层过水能力 的大小。
隔水层对地下水的阻隔作用，称为隔水作用。自然
界中岩石的隔水作用是相对的，对于单位厚度的隔水 层，当水压达到一定数值时，没有一种是不透水的。 因而，在实际工作中对隔水层的确定与确定含水层一 样，都是结合工作区岩层结构的特点，进行相对比较 而确定的。例如：含煤地层中的亚砂土相对粘土是含 水的，但相对于富含水的砂砾石可视为隔水层。砂岩 相对富含水的岩溶化灰岩可视为隔水层，而相对于页 岩又可作为含水层。如峰峰某矿石灰岩层，在标高 +50～-100米时，岩溶发育，分布有构造溶蚀破碎带， 标高为-100～-250米时，岩溶不发育，属弱含水带。一 般把下部的弱含水带，作为上部强含水带的相对隔水 层。
1.1水文地质学基础
埋藏在地表下面土中孔隙、岩石孔隙和裂隙中的水，称为地下水。 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。但另一方面，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。因此，在工程的设计与施工中，当考虑 隧道围岩的强度与稳定性、地下开采及矿井涌水等问题时，都必须 研究地下水的问题，研究地下水的埋藏条件，地下水的类型及其活 动的规律性，以便采取相应措施，保证建筑物的稳定和正常使用。
潜水含水层（又称无压含水层）：其岩性较 单一。为散体粒状或块状结构，呈统一含水层 体。含水层之上没有边疆稳定的隔水层复盖， 具有自由水面可做为潜水含水层上界面。
⑶据岩层含水性可分为：
《矿井水文地质规程（试行）》表5-5 含水层富水 性的等级标准
含水层富水性
单位涌水量（q） L／s·m
含水极丰富的含水层 >=10
⑶充足的补给水源。地下水补给量大小，决定含 水层水量大小和保证程度，若补给不足，排泄量过 大，在一定条件下含水层由于水不断消耗而变为透 水层。
2．含水层分类
自然界的含水层是相当复杂的，为了深入研究含水层 的特征性，有必要从中找出一些共同特征，将其分类。 每一类给予适当的术语，以便于人们更明显的了解它的 特征。从不同角度可以把含水层划分为不同类型。
一、含水层、隔水层特征
㈠含水层（带）的特征
贮存有可以自由流动的重力水的岩体，称为含水层 （带）。它有两种主要形式，一种是岩石空隙主要受岩 层等地质体所控制，并随岩层呈层状均匀分布的含水层， 如砾岩和砂岩组成的碎屑岩层，裂隙岩溶发育的石灰岩 和白云岩等岩层。另一川是岩石的空隙主要受地质构造 或风化带所控制，而不受岩层界面限制的含水带，如风 化含水带，断裂含水带岩浆岩中裂隙发育含水部位，侵 入岩与石灰岩接触破碎带等。因此，一个含水带可以切 穿不同的岩层或岩体，或在同一个岩体、岩层中裂隙发 育的部位含水，而裂隙不发育的部位不含水，所以含水 带的形状各不相同，有层状、带状、脉状或管状带体。
⑴根据含水层空隙类型划分为：
孔隙含水层：大多数为松散沉积物，如砂砾石含水层， 各种砂粒含水层等。
裂隙含水层：主要为各种坚硬岩石所构成的含水层， 如砂岩裂隙含水层等。
岩溶含水层：是指可溶岩层溶蚀发育而构成的含水层， 以碳酸盐类岩石为主，如石灰岩含水层。
⑵根据含水层贮藏条件及水力状态划分为：
承压含水层：是两个不透水层或弱透水层之 间所夹的完全饱水的含水层，承压含水层中任 一点的水压力都大于大气压。
导水系数（T）：即T=KM
பைடு நூலகம்
式中：M——含水层厚度。
贮水系数（S）：承压含水层中，承压 水头下降1米时从单位面积含水层中释放的 弹性水量。
给水度（u）：指疏干潜水含水层时， 单位体积的岩石内流出的水量。
㈡隔水层（带）的特征
自然界中隔水界面有两种形式，即隔水层和 隔水带。由不透水岩石组成的岩层，称为隔水 层，如页岩、泥岩、泥灰岩以及裂隙不发育的 基岩。它们具有阻隔地下水的通过和减弱水流 运动的性能，分布范围受某一地质体限制，隔 水带是指不受某一岩层所限，并呈带状分布， 如空隙不发育的完整带状岩石（体）及压性结 构面等。
此外，如果在地下水的化学成分中，侵蚀性c02或s02—4、Cl4
含量过多，地下水还会对工程上用的普通水泥混凝土产生侵蚀作用 ，使混凝土结构遭到破坏。所以工程上对地下水问题向来是很重视 的，并常把与地下水有关的问题称为水文地质问题；把与地下水有 关的地质条件称为水文地质条件。
水文地质学基础
一、含水层、隔水层特征 二、主要含水层含水性的研究 三、水文地质边界、补给、迳流、排泄特征及主要迳流 带分布 四、降水、地表水与地下水的联系及各含水层之间的联 系特征 五、岩溶分布规律及陷落柱的调查研究 六、各含水体水化学特征的研究 七、地质构造特征及规律的调查研究
1．含水层的构造条件：构成含水层必备以下三个条 件：
⑴蓄水空间：构成含水层的岩石必须有一定的蓄 水空间，储存一定量的水，蓄水空间应该连通，便 于地下水的运动和补偿，蓄水空间地下水形成的先 决条件。
⑵储存地下水的地质结构：地下水活动受地质构 造和隔水层的控制。隔水层可做为含水层的顶底板， 对含水层起控制作用，也能起良好的封闭作用。
隔水层的隔水作用应从隔水层厚度，构成隔水层
含水丰富的含水层
<10-2
含水中等的含水层
<2-0.1
含水小的含水层
<0.1
一般：
富含水层：其钻孔平均单位涌水量q≥2L/s.m，泵水 最大流量Q>30L/S，如砂砾石含水层，强岩溶化含水 层等。
弱含水层：如粉砂、细砂土和裂隙不发育的砂页岩 等。
⑷按岩层透水性在空间变化 可分为： 均质含水层：指透水性能与区域坐标位置无关，