东华理工大学水文地质学11-13孔隙水、裂隙水、岩溶水

'第十一章不同空隙性地下水的分布特征11.1孔隙水11.2裂隙水11.3岩溶水 松散岩石的孔隙分布于颗粒之间，连通良好，分布均匀，在不同方向上，孔隙通道的大小和多少都很接近。赋存于其中的地下水分布和流动都比较均匀。坚硬岩石的裂隙宽窄不等，长度有限，呈线状，具有一定的方向性，只有当不同裂隙相互穿切连通时，才在某一范围内构成彼此连通的裂隙网络，地下水在裂隙中的相互联系交叉，分布和流动不均匀。可溶岩石的溶隙或溶穴大小悬殊且分布极不均匀，赋存于其中的地下水分布与流动极不均匀。 11.1孔隙水定义：埋藏和运动于松散沉积物孔隙中的重力水。特定沉积环境会形成类型不同的松散沉积物，受到的水动力条件也不相同，岩性和地貌的变化规律都决定了赋存于其中的地下水的特征。因此，松散沉积物按照成因类型可分为：洪积、冲积、坡积1）洪积扇中的地下水2）冲积平原中的地下水3）湖积物中的地下水4）黄土高原的地下水 1）洪积扇中的地下水典型的洪积扇形成于干旱半干旱地区的山前地带。暴雨形成流速极大的洪流，山区洪流沿河槽流出，进入平原或盆地，地势转为平坦，集中的洪流转变成辫状散流，水的流速顿减，搬运能力急剧降低，洪流所携带的物质以山口为中心堆积成扇形，称为洪积扇。 洪积扇上部（径流带）：粗大的颗粒直接出露地表或覆盖薄土层，透水性强，厚度较大、潜水埋藏深，有利于吸收降水及山区汇流的地表水，是主要补给区。洪积扇中部（溢出带）：地形变缓，颗粒变细，透水性变差，地下径流受阻，地下水被迫抬升，排泄（泉或蒸发）加强。洪积扇下部（滞缓带）：地势平缓，岩性变细，透水性极弱，径流缓慢，蒸发排泄加剧。岩性变化渗透性变化蒸发程度变化矿化度变化含水层性质变化 水动力条件水流集中分散流速快（高能区）慢（低能区）地形地貌地形高，陡（扇顶）地形低缓（扇缘） 沉积物粒度粗（砾，粗砂）中砂细极细、粘土沉积特征分选差中等好 透水性（K）好差水位埋深深浅渐深（或承压）赋存（深埋区）（溢流区）（下沉区） 补给好差流速水交替V大，交替快V小，交替慢排泄径流排泄蒸发排泄 形成作用溶滤作用蒸发浓缩作用矿化度（TDS）低中高成分与类型HCO3SO4Cl 动态变幅大小均衡整体、统一的均衡区景观（环境）缺水区泉，沼泽盐渍化区 2）冲积平原中的地下水冲积物是常年有水河流形成的松散堆积，主要分布于河流的两侧，及其摆动地带。河流沉积物与洪积物相比：①经常性（常年）水流作用的结果②河流是线状或带状分布的，横向与纵向差异大；在冲积平原区往往发育有多条河流，呈交织状、发生改道且长期作用 冲积平原地下水的形成和分布除受岩性和地形的控制外，还受到水文、气候等因素的影响。平原河流的冲积物颗粒细小，地形坡度平缓，地下水埋藏浅，径流缓慢。 3）湖积物中的地下水湖积物属于静水沉积，颗粒分选性良好，层理细密，岸边浅水处沉积砂砾等粗粒物质，湖心则多为粘土。构成含水层的砂砾石分选性较好，磨圆度高，空隙度大，透水性强。波浪力是颗粒分选的动力，波浪力影响的范围内，波浪反复淘洗沉积物，粗粒留在岸边，细粒落于远岸，波浪力影响不到的湖心，则沉积细小的粘粒。随着气候和构造运动发生变化。 4）黄土高原的地下水在我国西北部广泛、大面积分布，西北部地区又是我国干旱半干旱气候区，水资源严重匮乏，基本上无常年性河流（或地表水），地下水水量也不丰富。赋存于黄土孔隙与裂隙中的地下水是当地人民生活的主要水源。黄土特征：厚度大，结构疏松，粉土含量大于60%，含钙质结合，呈棕黄，微红，棕黑色。黄土形成时期：第四纪中、下更新世（Q2与Q3黄土） 4）黄土高原的地下水垂直节理发育良好，且多虫孔、根孔等以垂向为主的大孔隙。因此，黄土的垂向渗透系数比水平方向大几倍到几十倍。且随着埋深加大，黄土中大孔隙减少，渗透性明显降低。总之，黄土高原地下水水量匮乏。。。黄土塬：原始地貌保持较好的规模较大的黄土平台黄土梁：长条状的垅岗黄土峁：浑圆形的土丘黄土仗地：梁与峁之间宽浅谷地 黄土塬黄土梁峁黄土杖地4）黄土高原的地下水 CompanyLogo山西黄土地区实景照片右上黄土杖地左下黄土塬、梁右下黄土塬黄土峁黄土杖地黄土梁黄土塬黄土梁黄土塬 11.2裂隙水坚硬岩石在应力作用下产生各种裂隙：成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙贮存并运移于基岩裂隙中的水就叫做裂隙水。分布较广的构造裂隙水的特点：分布不均匀——有的地方打井有水，有的地方无水水力联系不统一性——裂水含水系统的迭置与独立渗透的各向异性——KX≠KY裂隙水的特征脉状裂隙水树状裂隙水 裂隙级次：微小裂隙（原生和次生的）几十~十几条/m隙宽小中裂隙（顺层的）几条/m大裂隙（巨裂隙）空间一定延伸，宽度大作用：微裂隙→储水，裂隙率较大中裂隙→连通作用，储水导水作用大裂隙→传输地下水中起控制作用 11.3岩溶水岩溶（喀斯特）：水对岩石可进行化学溶解，并伴随以机械冲蚀作用及重力崩塌，在地下形成大小不等的空洞，在地表造成各种独特的地貌现象以及特殊的水文现象。岩溶水：赋存并运移于岩溶化岩层中的水。 可溶岩分布约占全国面积的1/3 11.3岩溶水岩溶（喀斯特）：水对岩石可进行化学溶解，并伴随以机械冲蚀作用及重力崩塌，在地下形成大小不等的空洞，在地表造成各种独特的地貌现象以及特殊的水文现象。岩溶水：赋存并运移于岩溶化岩层中的水。岩溶发育的基本条件：1）岩层具有可溶性2）地下水具有侵蚀作用3）可溶岩必须是透水的4）水是可流动的岩溶发育的影响因素：1）自然地理条件，气候、地形2）地质条件3）水文地质条件，动力、化学 岩溶水特征介质特征：有规模巨大的溶洞，也有十分细小的裂隙或孔隙。细小孔隙与裂隙的导水性差而总的容积大，成为主要贮水空间；大的岩溶管道与开阔的溶蚀裂隙构成主要导水通道；规模介于两者之间的则兼备。运动特征：层流与紊流共存，在细小孔隙、裂隙中作层流运动；在大的岩溶管道中作紊流运动；介质空隙规模相差悬殊，不同空隙中的地下水运动不能保持同步；局部流向与整体流向常常是不一致；岩溶水可以承压水与潜水共存。补、排动态特征：南方岩溶发育，降水入渗系数可达80%以上，岩溶发育较差的北方降水入渗系数也可达30%；通过泉排泄；动态变化强烈。 北方岩溶水－集中以岩溶大泉形式排泄；南方岩溶水－主要以地下暗河、泉、基流形式排泄。地苏地下出口地苏地下河出口附近落水洞 南方的岩溶地下河排泄成为地表水之源'