《ch地下水》PPT课件

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1、水文学基础第6章地下水1.概述2.地下水的理化性质3.地下水的运动4.地下水的类型HydrologicScience地下水：指埋藏在地面以下岩土空隙中的水体，包括气态的、液态的和固态的水。地下水是自然界水体存在的一种重要形式，也是自然界水量的重要组成部分。一、岩土的空隙自然界的岩土，无论是松散的沉积物还是坚硬的岩石，皆具有大小不一、多少不等和形状各异的空隙。通常将岩土空隙的大小、多少、形状、联通程度以及分布状况等性质统称为岩土的空隙性。§1概述岩土的空隙是地下水存在的空间、容器。饱水岩土是指岩层的孔隙或裂隙被水饱和的岩土

2、。非饱和岩土中，除了地下水外，还有地下气体。岩石的空隙包括溶隙(地下岩溶洞)、岩体裂隙(节理)和岩石内部的孔隙；而土体一般只考虑孔隙。(1)溶隙地下水和有些地表水长期溶解可溶性岩石而形成的较大体积的一种特殊空隙。岩溶洞(喀斯特Karst)是很大的地下岩体空隙，除了已干枯的外，岩溶洞常常是地下水大量埋藏的地方，往往形成地下河流或湖泊。有的岩溶洞则相当于不规则的地下承压水管线。§1概述衡量溶隙多少的定量指标是岩溶率：Vk—岩石中溶隙的体积(m3)；V—岩石的总体积(m3);nk—岩石的岩溶率、溶隙率。(2)裂隙存在于坚硬岩石

3、中的裂缝状空隙。衡量裂隙多少的定量指标为裂隙率:Vf—岩石中裂隙的体积(m3）；nf—岩石的裂隙率。§1概述(3)孔隙松散岩石或土体是由大小不等的颗粒组成的，在颗粒或颗粒集合体之间普遍存在着孔隙。衡量孔隙多少的定量指标为孔隙率（度）：Vv—岩石或土体中孔隙的体积(m3)；nv—岩石或土体的孔隙率。孔隙率的大小，取决于岩土颗粒本身的大小、颗粒之间的排列形式、颗粒的形状和胶结的状况等。§1概述名称孔隙率%名称孔隙率%名称孔隙率%砾石层25～45砾岩1～35花岗岩0.05～1.9砂层17～48砂岩1～42辉长岩0.6～2黄土3

4、5～59石灰岩0.2～34正长岩0.5～2.8粘土20～90页岩、板岩1.2～10.3玄武岩0.5～6常见堆积物和岩石的孔隙率岩石与水作用时，表现出不同的容水性、持水性、给水性、透水性等特性，这就是岩石的水理性质。二、岩石的水理性质§1概述1.容水性指在常压状况下岩土空隙能够容纳水量的性能。容水度数值的大小取决于岩土空隙的多少和连通程度。在充满水的条件下，容水度在数值上与孔隙率、裂隙率或岩溶率相等。但对于具有膨胀性的粘土来说，充水后体积扩大，容水度可以大于孔隙率。§1概述通常用容水度(wn)来衡量岩石容水性的大小。容水度

5、就是在常温常压的自然条件下，单位体积岩石中其空隙所能容纳水分的最大含量。也就是说，容水度是岩土容纳水的最大体积(vn)与岩土总体积(v)之比：2.持水性在重力作用下，岩石依靠分子力和毛管力在其空隙中保持一定水量的性质，称为持水性，通常以持水度表示。在重力影响下岩石空隙中所能保持的水量与岩石总体积之比，就是岩石的持水度。在重力影响下，岩石空隙中尚能保持的主要是结合水。因此，持水度实际上表明了岩石中结合水的含量。岩石颗粒表面面积愈大，结合水含量愈多，持水度愈大。颗粒细小的黏土，总表面积大，持水度就大。砂的持水度较小，具有宽大

6、裂隙或溶穴的岩石，持水度更小。§1概述3.给水性在重力作用下，饱水岩石能够自由流出一定水量的性能，为岩石的给水性，通常用给水度来表示其大小。给水度是指在单位饱和岩土体积中由于重力作用所能释放出的水量份额，或定义为在某个饱和岩土体积中，依靠重力所能释放的重力水体积与该岩土的体积之比。颗粒较粗的岩石给水度较大，细粒岩石给水度则很小。§1概述4.透水性岩土体因有空隙而可透过水的性能称透水性。衡量透水性的定量指标是渗透系数。岩石透水性的好坏，首先决定于岩石空隙的大小、形状、多少、连通程度。粘土的孔隙度有时虽然可达50％以上，但透

7、水性很差，砂的孔隙度一般只有30％，但孔隙大，故透水性良好。给水度的大小在很大程度上可以反映透水性的好坏。§1概述三、岩土层的宏观水文特性岩土的透水性决定于岩土中空隙的大小、数量和连通程度。岩土按其透水性的好坏分为透水岩土、半透水岩土和不透水岩土三类。1、隔水层不能给水或不透水的岩层称为隔水层。含水层与隔水层是相对而言的，其间并无截然的界限和绝对的定量指标。§1概述2、透水层能够允许地下水在重力作用下流动的岩土层就是透水岩土(有时包括半透水的)，这类岩土层称作透水层；当透水层被水充满时就称为含水层。3、含水层可以储存和供

8、给并透过相当数量水的岩土层称为含水层。含水层的形成，需要岩层具有蓄水的空间，存水的地质结构和充足的补给来源，三个条件缺一不可。§1概述包气带§1概述一般情况下，从地表向下、第一个稳定隔水层以上，土层可以分为两个不同的含水带。潜水面之下，土壤处于饱和含水量状态，是土壤颗粒与水分组成的二相系统，称为饱和带或饱水带。潜水面