3.水的地质作用

3.3 地下水的地质作用
潜水 指埋藏于地表以下，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。
3.3 地下水的地质作用
3.3.1 地下水的基本知识
地下水：是指存在于地面以下松散堆积物和岩 石空隙（孔隙、裂隙、岩隙）中的水。
气态水 吸着水（强结合水）
薄膜水（弱结合水）
水在岩土中的存在状态
毛细水
重力水（自由水）
固态水
3.3 地下水的地质作用
容水性
岩土的主要水理性质
持水性
给水性
透水性
3.3 地
3.2.3 河流的地质作用
上游 高山峡谷，急流险滩多，河道较 直，流量不大但流速很高。河谷 横断面多呈“V”字形 河谷较宽广，河漫滩和河流阶地 发育，横断面多呈“U”字形 多位于平原地区，流量大而流速 较低，河谷宽广，河曲发育，在 河口处易形成三角洲
中游
河床变宽处；
河曲的凸岸。
3.2 地表水的地质作用
沉 积 作 用 发 生 的 主 要 场 所
山口沉积作用
山口沉积作用
河口沉积作用
3.2 地表水的地质作用
河床沉积形成边滩、江心洲
3.2 地表水的地质作用
边滩 边滩
心滩
河流弯道处凸岸形成边滩
3.2 地表水的地质作用
河床沉积形成心滩
3.2 地表水的地质作用
河流边滩（卢森堡）
3.2 地表水的地质作用
冲积层（Qal）的特征
冲积物分布在河床、冲积扇、冲积平原或三角洲，物质 成分复杂。相对于残积、坡积、洪积物来说，其分选性 好，层理明显，磨圆度好； 分布广，表面坡度缓。在工程设计时，应注意软弱夹层 （如淤泥、粉砂层等）和流砂现象； 冲积物中的砂砾卵石层可以是理想的持力层、重要的建 材；如果层厚稳定，延伸好还可以是良好的含水层，若 补给充足还可以是很好的供水水源地。
地下水按含水层性质分类
3.3 地下水的地质作用
地下水按埋藏条件分类及其特征
包气带水
潜水
承压水
3.3 地下水的地质作用
包气带水 是指存在于地面以下包气带中的水。
3.3 地下水的地质作用
包气带水的主要特征 水量不大，但季节性变化强烈。 补给区和分布区是一致的。 一般矿化度低，但水质最易受污染。 所含的上层滞水水量不大，但其常常是引起 土质边坡滑坍，地基、路基沉陷、冻胀等病 害的重要因素。
沿宽谷或 河流阶地或较缓的 山间盆地行进 河谷斜坡上
平原上行进
冲积层上
河流冲刷，基底可能 含有软弱土层等
3.2 地表水的地质作用
作业题：
1.如何识别残积层、坡积层、洪积层和冲积 层？从形成部位、物质组成、物质分选、 磨圆情况、力学性质等方面分析。
3.3 地下水的地质作用
3.3.1 地下水的基本知识 3.3.2 地下水的基本类型 3.3.3 地下水对土木工程的影响
容水性 ——指岩土能容纳一定水量的性能。
岩土容纳水的体积 容 水 度 岩土的总体积
3.3 地下水的地质作用
持水性
——依靠分子引力或毛细力，在岩土孔 隙、裂隙中能保持一定数量水体的性能。
靠分子引力和毛细力持的水的体积 保 持 水 度 岩土的总体积
3.3 地下水的地质作用
给水性 ——在重力作用下，饱水岩土能够流出 一定水量的性能。
第四纪沉积层是指现代沉积的松散物质。本节 要求掌握下列四种最常见的第四纪沉积层： 残积层、坡积层、洪积层及冲积层的形成过程 及其工程地质特征。
3.2 地表水的地质作用
3.2.2 暂时流水的地质作用 淋滤作用及残积层（Qel） 洗刷作用与坡积层（Qdl） 冲刷作用与洪积层（Qpl）
3.2 地表水的地质作用
地下水的化学成分
阳离子:H+、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、 Fe2+、Fe3+、Mn2+等 阴离子:OH-、Cl-、HCO3-、NO2-、SO42-、 CO32-、SiO32-、PO43-等
离子
化合物
气体
N2、O2、CO2、CH4、H2S及放射性气体等
Fe2O3、Al2O3、H2SiO3等
坡积层松散、富水、力学 性质差。
3.2 地表水的地质作用
冲刷作用与洪积层（Qpl）
冲刷作用：地表流水汇集后，水量增大，携带的 泥砂石块也渐多，侵蚀能力加强，使沟槽不断下 切，同时沟槽也不断加宽的过程。 洪积层：洪流所携带 的大量泥砂、石块被 搬运到一定距离后沉 积下来，形成洪积层。
3.2 地表水的地质作用
冲沟
洪流的冲刷作用形成的沟谷地貌。
斜 坡 上 的 冲 沟 （ 加 洲 ）
3.2 地表水的地质作用
流水塑造的冲沟 （台湾）
3.2 地表水的地质作用
冲沟形成的条件
地表岩土比较疏松 裂隙发育 地面坡降大，角度陡 地面植被稀少
降水较集中
3.2 地表水的地质作用
洪积扇：洪流携带大量泥沙、石块到沟口后， 流速显著降低，所搬运的碎屑物大量沉积，在 沟口形成的扇形堆积地貌。
总硬度 = 暂时硬度 ＋ 永久硬度
3.3 地下水的地质作用
表示硬度的方法 德 国 方 法：硬度1°相当于每升溶液中含有 CaO10mg；
原苏联方法：用每升水溶液中所含钙、镁离子 的毫克当量数表示硬度。
3.3 地下水的地质作用
按pH值分类
地下水类型 pH值
强酸性水 弱酸性水 ＜5 5～7
中性水 7
3.3 地下水的地质作用
地下水按化学成分分类
按总矿化度分类 总矿化度：指地下水中所含的各种离子、分子 及化合物的总量。
地下水类型 总矿化度 （g/L） 淡水 ＜1 弱半咸水 1～3 强半咸水 3～10 咸水 10～50 盐水 ＞50
3.3 地下水的地质作用
地下水的硬度
地下水的硬度——指水中所含钙、镁离子的数量。 总硬度——水中所含钙、镁离子总量。 暂时硬度——可由煮沸去掉的钙、镁离子含量。 永久硬度——煮沸后能保留下来的钙、镁离子的含量。
亚马逊河
黄河
3.2 地表水的地质作用
侧蚀作用的结果 ——蛇曲
3.2 地表水的地质作用
蛇 曲 发 展 的 结 形 果 成 牛 轭 湖
3.2 地表水的地质作用
蛇曲发展的结果 ——牛轭湖
3.2 地表水的地质作用
搬运作用
有物理搬运和化学搬运两种方式
3.2 地表水的地质作用
悬浮式
粉砂、粘土
跳跃式
3.2 地表水的地质作用
下蚀作用的结果 ——峡谷地貌
三峡
虎跳峡
河谷呈V字型
3.2 地表水的地质作用
瀑布的溯源侵蚀
3.2 地表水的地质作用
雄伟壮观的瀑布
3.2 地表水的地质作用
侧蚀作用
侧蚀作用的结果是：“凸岸更凸，凹岸 更凹”，河流弯曲度更大。
3.2 地表水的地质作用
侧蚀作用的结果 ——河曲
3.2 地表水的地质作用
上游地段 幼年期河谷 中游地段 壮年期河谷 下蚀作用强烈 以侧蚀为主 沉积作用 河谷横断面多 呈“V”字形
河曲较发育 多有河流阶地
下游地段 老年期河谷
地上河
3.2 地表水的地质作用
河流阶地
河谷内河流侵蚀 或沉积作用形成 的阶梯状地形。
横向阶地：阶地延伸方向与河流方向垂直 纵向阶地：阶地延伸方向与河流方向平行
淋滤作用及残积层（Qel）
土 壤
残 积 层
淋滤作用：大气降水渗入地下时， 将地表附近细小颗粒及易溶成分溶 风 解带走，而将一些不易带走和不易 化 壳 溶解的松散物质残留在原地的过程。 残积层：残留在原地的松散破碎物 质。 结果：地表附近的岩石逐渐失去完整性和 致密性。
基 岩
3.2 地表水的地质作用
弱碱性水 7～ 9
强碱性水 ＞9
3.3 地下水的地质作用
地下水水质评价
对不同目的的用水，对水的要求也不完全一样， 因此对水质评价的标准也不尽相同。
地下水对混凝土的侵蚀性
溶出侵蚀
碳酸侵蚀
硫酸盐侵蚀 一般酸性侵蚀 镁盐侵蚀
3.3 地下水的地质作用
3.3.2 地下水的基本类型
地下水按埋藏条件分类
残积层（Qel）的特征：
土 壤 残 积 层 位于地表以下，基岩风化带以上，从地表 至地下，破碎程度逐渐减弱； 风 化 壳 残积层的物质成分与下伏基岩成份基本一 致； 残积层的厚度与地形、降水量、水中化学 成分等多种因素有关； 残积层具有较大的孔隙率，较高的含水量， 但其力学性质较差。
3.2 地表水的地质作用
河流阶地（阿根廷）
3.2 地表水的地质作用
河流的地质作用与道路工程
道路跨河必须架桥。桥梁墩台基础、桥渡位 臵选择都应充分考虑河流的地质作用；
3.2 地表水的地质作用
对于沿河线路
线路位置 沿峡谷行进 路基位置 高陡的河谷 斜坡上 常遇到的不良现象 崩塌 滑坡 各种第四纪沉积层
3.2 地表水的地质作用
洪积层（Qpl）的特征
洪积层多位于沟谷进入山前平原、 山间盆地、流入河流处。从外貌 上看多呈扇形； 洪积物成分复杂，主要由上游汇 水区岩石种类决定；
在平面上，山口处洪积物颗粒粗大，多为砾石、块石；向扇 缘方向越来越细，由砂直至粘土。在断面上，越往底部，颗 粒越大； 洪积物初具分选性和层理，洪积物有一定的磨圆度；
基 岩
3.2 地表水的地质作用
洗刷作用与坡积层（Qdl）
洗刷作用：大气降水在汇集之前，沿山坡坡面 形成漫流，将覆盖在坡面上的风化破碎物质洗 刷到山坡坡脚处的过程。 坡积层：由洗刷作用在坡脚 处形成的新的沉积层。
3.2 地表水的地质作用
坡积层（Qdl）的特征
坡积物的厚度变化较大，一般在坡脚处最厚，向山坡上 部及远离山脚方向均逐渐变薄尖灭； 坡积层多由碎石和粘性土 组成，其成分与下伏基岩 无关； 搬运距离较短，坡积层层 理不明显，碎石棱角清楚；
3.2.1 概述 3.2.2 暂时流水的地质作用
3.2.3 河流的地质作用
3.2 地表水的地质作用
3.2.1概述
侵蚀作用——不断地使原有地面遭到破坏的 作用。 搬运作用——地表流水带走地面上被破坏的 破碎物质的作用。 沉积作用——当地表流水流速降低时，部分 物质不能被继续搬运而沉积下 来的作用。
3.2 地表水的地质作用
主讲 周建普
2010.03
3. 水的地质作用
3.1 概述 3.2 地表水的地质作用
3.3 地下水的地质作用
3.1 概述
水的循环—大气水、地表水和地下水之间不 间断的运动和相互转化的过程。
3.1 概述
大循环—指整个地球范围内，在海洋和 陆地之间的循环。 小循环—指地球局部范围内的循环。
3.2 地表水的地质作用
块石、卵石 和粗砂 砾石、块石
滚动式
3.2 地表水的地质作用
3.2.3 沉积作用和冲积层（Qal）
搬运营力逐渐减小时 先后沉积
大 小
球状
重
片状
轻
胶体溶液的浓缩、电解质的加入等
胶体物质凝聚和沉淀
3.2 地表水的地质作用
沉积作用发生的主要场所
河床坡降变缓处，如山口处； 河流流入其它水体处，如入海湖、入 干流处；
3.2 地表水的地质作用
源头
入海口
分选好、磨圆好、颗粒细、石英多
3.2 地表水的地质作用
河谷横断面及河流阶地
河 河 漫河 漫 滩床 滩
河谷横断面
河漫滩以上顺次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地，编号越大，阶地 位臵越高，生成年代也越早。由于河流阶地的发育在很 大程度上受地壳运动的影响，可以讲，一级阶地代表着 一次升降运动。
能自由流出的水的体积 给水度 容水度 持水度 岩土的总体积
3.3 地下水的地质作用
透水性
——岩土允许水透过的性能称为透水性。 透水的
半透水的
不透水的
3.3 地下水的地质作用
地下水的物理性质与化学性质
温度 颜色 透明度 嗅味 口味 比重 导电性 放射性等
地下水的物理性质
3.3 地下水的地质作用
下游
3.2 地表水的地质作用
河流不同区域的地貌
上游
中游 下游
3.2 地表水的地质作用
河流的侵蚀、搬运和沉积作用
侵蚀作用
下蚀作用 垂直向下 切割河床 上游以下蚀为主
侧蚀作用
向旁冲刷 河床、谷坡
下游以侧蚀为主
3.2 地表水的地质作用
下蚀作用
侵蚀基准面：海平面及由海平面向大陆内延伸的平 面称为侵蚀基准面。 局部侵蚀基准面：不直接入海的河流，所注入的水体 表面，如湖水面、主流的水面称为其局部侵蚀基准面。
3.2 地表水的地质作用
形成原因：
地壳上升，河床下切，原来的河谷抬高，不
再被水淹没。 地壳多次间歇性上升，可形成多级阶地。
3.2 地表水的地质作用
根据组成物质的不同， 河流阶地可分为
冲积阶地
侵蚀阶地
基座阶地
3.2 地表水的地质作用
Ⅰ—冲积阶地；
Ⅱ—基座阶地；
Ⅲ—侵蚀阶地
在野外辨认时，要特别注意人造梯田、台 坎与河流阶地的区分。