工程地质学课件第三章岩溶工程地质研究

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1、地下水知识补充一.包气带与饱水带的划分二.含水层与隔水层三.地下水分类四.地下水的补给、排泄与径流1一、包气带与饱水带的划分地下水面：岩石中的空隙被重力水所充满，形成一个自由水面，称为地下水面。地下水位：地下水面至基准面的高度，一般用海拔高程来表示。地下水面通过打井或地下开挖来确定包气带：地表以下到地下水面之上，岩石中的空隙未被重力水所充满。饱水带：地下水面以下，岩石中的空隙被重力水所充满的带。2包气带特点：①岩石空隙未被水充满②是固、液、气三相介质并存水的存在形式多样：结合水、毛细水（各种）、重力水、气态水作用：

2、包气带是饱水带中地下水参与水文循环的一个重要通道；“重力水”通过包气带获得降水，地表水的入渗补给（补充），部分水又通过包气带将水分传输，蒸发，消耗出去。土层含水量垂直分带3饱水带特点：岩石空隙被水完全充满→是二相介质（固相+液相水）空隙中水的存在形式：①重力水，②结合水重力水：连续分布（孔隙是连续的）→传递压力→在水头差作用下，地下水（空隙中的水）可以连续运动。意义：地下开挖，坑道，巷道，基坑，打井在此带均有重力水涌出来！4二.含水层与隔水层划分原则：在地下水位以下，饱水岩层中，根据岩层给水与透水能力而进行划分含水

3、层：是能够透过并给出相当数量水的岩层，如各类砂土、砂岩等。隔水层：不能透过与给出水或透过与给出的水量微不足道的岩层，如裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密）弱透水层：渗透性很差，给出的水量微不足道，但在较大水力梯度作用下，具有一定的透水能力的岩层（驱动），如各种粘土，泥质粉砂岩。5概念的相对性上述的含水层、隔水层与弱透水层的划分，有几个模糊概念“相当水量，微不足道，较大水力梯度”等。在“地质学”思考问题中，通常很难用严格的“是与非”的逻辑思维很多情况下是相对的和模糊的概念，这样更切合实际。6从实际应用角度来看划

4、分是相对的，满足需要就可以了，在某处打一口井，出水量80m3/d，作为小规模的供水，不能满足需要，地层定为隔水层；但作为饮料厂的装瓶生产，水量又能够满足需要，该地层就会定为含水层。再如，某种岩层的渗透性比较低，从供水的角度，它可能被看作隔水层，而从水库渗漏的角度，由于水库的周界长，渗漏时间长，此类岩层的渗漏水量不能忽视，这时又必须将它看作含水层。7严格地说，自然界中并不存在绝对不发生渗透的岩层，只不过某些岩层(如缺少裂隙的致密结晶岩)的渗透性特别低罢了。从这个角度说，岩层之是否透水（即地下水在其中是否发生具有实际意

5、义的运移）还取决于时间尺度。当我们所研究的某些水文地质过程涉及的时间尺度相当长时，任何岩层都可视为可渗透的。8随着模拟技术的发展，现代水文地质学在分析与模拟时，不再将地层简单的划分为“含水或隔水层”的了，采用模糊数学的研究方法，给个相当于隶属度的1和0之间的任一个数，如0.8，0.75，0.7，……0.3等等；引用地层的“透水性”描述地层，具有重要的理论意义。9三.地下水分类广义地下水：地表以下岩石空隙中的水称之，包括包气带中和饱水带中的所有水。狭义地下水：地表以下饱水岩层空隙中的水（饱水带中重力水）。地下水分类依

6、据含水介质的类型（赋存空间）：孔隙水、裂隙水和岩溶水埋藏条件（赋存部位）：包气带（上层滞水）、饱水带（潜水和承压水）10地下水分类表11按含水介质（空隙）类型与埋藏条件划分地下水的图示121.潜水及潜水含水层地表以下，第一个具有自由表面的稳定含水层中的重力水。潜水的水面为自由水面，称作潜水面。潜水不承压，通常在重力作用下由位置高的地方向位置低的地方作下降运动，发生径流。潜水含水层：赋存潜水的岩层。一般地，房屋建筑时的基坑排水，大堤堤角处的散浸渗漏多为潜水1314潜水1—含水层；2—隔水层；3—高水位期潜水面；4—低

7、水位期潜水面；5—大气降水入渗；6—蒸发；7—潜水流向；8—泉15潜水特征1）补给：降水入渗，河湖入渗2）排泄：泉，河，蒸发3）动态：补给或排泄通过含水层厚度变化而储水与释水！4）水循环交替迅速：水循环周期短，更新恢复快5）影响因素：受气象，水文因素影响明显，变化快（水量、水位季节性变化）受人为因素影响也显著，易污染潜水的基本特点是与大气圈、地表水圈联系密切，积极参与水循环；决定这一特点的根本原因是其埋藏特征——位置浅且上面没有连续的隔水层。潜水研究方法之一：绘制潜水等水位线162.承压水承压水：充满于两个隔水层（

8、弱透水层）之间的含水层中的水。承压含水层：赋存承压水的岩层1718基本要素与特征承压含水层：赋存承压水的岩层隔水顶板隔水底板承压含水层厚度（H）埋深（D）⑥测压水位线（面）：测压水位线的连线（面），此线是虚拟的（如图有压管）⑦承压高度：含水层某点的承压高度数值上等于该点的测压高度⑧补给区：仅分布于出露区⑨承压区：含水层中具有承压高度的分布区⑩排泄区：⑾自溢区