第11章地下水ppt课件.ppt

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1、水圈的循环第十一章地下水地质学概论1．概述2．地下水的赋存3．地下水的运动4．地下水的性质5．饮用天然矿泉水1.地下水：是指赋存于地面以下岩石圈中的各种状态的水体。地下水主要是由大气降水、冰雪融水、地面流水和海水、湖水等从地面渗入地下积聚而成，称为渗透水；凝结水、古水、原生水一、概述地下水是一种重要的矿产资源，它不仅是河水、湖水的重要来源，而且是工农业用水和饮用水的重要来源。地下水的含量：大陆(地面以下深度在17km以上)地下水约有2372km3，地下水的地质作用：地下水在其运动过程中对地壳表层的改造过程地下水存于岩石(以及松散沉积物)的孔隙中，

2、并在其中运动，固此岩石孔隙度的大小、形状、数量及连通情况，对地水的储量及运动特点有很大的影响。二、地下水的赋存1.岩石的空隙及其中水的存在形式1)岩石的空隙岩石中空隙的体积(VP)与岩石体积(V)之比，称为空隙度(P)。其计算式为：空隙的分类：孔隙(发育于松散沉积物和碎屑岩中)裂隙(发育于致密岩石中)溶穴(发育于易溶岩石中)沉积物及岩石的各种空隙透水性岩石被水透过的性能。空隙较大，且相互连通的岩石，地下水可以在岩石中流动。有些岩石虽有很高空隙度，但空隙不连通的岩石和空隙过小，且连通性不好的粘土和泥岩，地下水也很难在其中流动。能透水的岩层称透水层。

3、洞隙大，且相互连通的石灰岩和白云岩以及孔隙大的砾石层和砂层是良好的透水层。隔水性：岩石阻挡水通过的性质。具隔水性的岩层称隔水层。粘土岩、粉砂质泥岩及节理不发育的岩浆岩和块状变质岩可视为隔水层。2)岩石空隙中水的存在形式主要是以结合水与重力水的形式存在，此外,还有固态水和气态水(1)结合水水分子和岩石空隙壁面及碎屑表面均可带有一定的电荷，它们间由于电荷的吸引而结合在一起，这部分水即称为结合水。(2)重力水在岩石较大空隙中存在的受重力影响而能运动的水，称为重力水。重力水参加水圈大循环，是人们利用的对象。(3)气态水和固态水在不饱和的岩石空隙中存在着气

4、态水，随空气流动而流动，一般从气压高处向低处运移。当岩石的温度低于OoC时，空隙中的液态水可以转变为固态水—冰。南极和高纬度的常年冻土区，岩层中蕴藏着大量的固态水。2．不同埋藏条件下的地下水1)包气带与饱水带包气带饱水带包气带(1)包气带水：岩石上部水未饱和带，岩石孔隙或裂隙未被液态地下水充满，含有大量空气。在包气带中的地下水称包气带水，如土壤水。饱水带(2)饱和带水：当地下水向下运动到一定深处，遇到不透水层阻隔时，就不能往下运动了，于是在不透水层之上，地下水便逐渐积成一层饱和带，这就是饱和带水。2)几种重力水的特征若包气带内存在面积不大的隔水层

5、，在降雨时及雨后的短期内自地面向下渗流的重力水会被阻挡而聚集起来，形成小规模水体。达到一定厚度并形成自由水面的局部水体，称为上层滞水潜水：地表以下第一个稳定的隔水层之上的饱和带水。隔水层顶面即潜水的下界，潜水的上界为自由表面，称为潜水面。潜水面与地表面的形态具有相似性。承压水：处于两个稳定的隔水层之间的地下水。它的运动受到上下隔水层的约束和水压的作用。打井穿过上面的隔水层时，承压水就可向上涌出来。饱水带承压水与自流井地下水在地表的天然露头叫泉。下降泉----泉水由上层滞水或潜水补给，泉水温度相当于当地年平均温度(冬暖夏凉)。大多数上升泉----泉

6、水由承压水补给，泉水温度一般高于当地年平均气温，称为温泉。温泉原因：岩浆热、地热。温泉水中含有某些对人体有用的化学成分，则称之为矿泉。补、根据含水层空隙性质划分的类型1、空隙水：存在于空隙中。呈均匀而连续的层状分布，构成具有同一水力联系的含水层。2、裂隙水：存在于岩石裂缝中。水力联系较差，水的运动受裂隙方向及其连通程度制约和补给条件的影响。故在不同部位的富集程度不同。3、喀斯特水：存在与可溶性岩石的溶蚀裂隙、洞穴、暗河中。在土壤或岩石孔隙中的地下水，流动较缓，呈渗透方式，地下水一天只能流几米或几十米远。地下河(暗河)流动较快.包气带水从地表向深处

7、流动，潜水在重力影响下，从潜水高处向潜水低处流动，即从在形高处向地形低处流动，最后流入河流、湖泊和海洋中；自流水视地质构造而定，与地形关系较小。三、地下水的运动1.地下水的流动状态1)渗流地下水沿岩石空隙的这种缓慢运动，称为渗流。其运动场所称为渗流场。2)当重力水在岩石的狭小空隙中渗流时，受介质的吸引力影响较大，水的质点排列较为有序，水作层流运动。3)当地下水在一些宽大的空隙中(溶洞或裂缝)流动时，受介质的影响较小，水的流速较大，水的质点呈无序地、互相混杂地流动，形成紊流。4)地下水在渗流场内运动，当其运动要素(水位、流速和流向等)在一定时间内稳

8、定不变时，则称为稳定流。达西定律:地下水呈现层流运动时的基本规律，可以表示为：Q=KFh/L=KFIV=KI(Q=FV)式中，Q：渗流流