《水文地质学》PPT课件

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1、第二章地下水的赋存地下水的来源包气带和饱水带含水层与隔水层地下水分类潜水和承压水(层间水)的基本特点岩石中的空隙和水分第一节地下水的来源和赋存形式一、地下水的来源—渗入水—沉积水—再生水—初生水—有机成因水二、岩石中的孔隙和水分岩石中的孔隙可分为三类：孔隙、裂隙和溶孔1、岩石中的孔隙2、有关空隙的几个基本概念孔隙：组成松散岩石的颗粒或颗粒集合体之间的空隙；裂隙：应力作用下坚硬岩石破裂变形产生的。可分为成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙；溶孔（洞）：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞；孔隙度φ：某一体积V岩石中孔隙体积Vn所占的比例φ=Vn/V裂隙率Kr：裂隙体积Vr与包括裂隙在内的岩石体积V的

2、比值Kr=Vr/V溶岩率K：溶穴的体积Vk与岩石总体积V的比值K=Vk/V3、影响孔隙度大小的因素（1）颗粒的排列方式立方体排列，紧密，孔隙度大；四面体排列，松散，孔隙度小。（2）颗粒分选程度分选好，孔隙度大；分选差，颗粒大小悬殊，细小颗粒充填于粗大颗粒之间，孔隙度降低。（3）颗粒形状颗粒形状不规则→→排列松散→→孔隙度大（4）粘性土的结构和次生孔隙带电粘粒→→聚合→→结构孔隙→→孔隙度增大次生孔隙（虫洞、根孔、干裂缝）发育→→孔隙度增大4、空隙的特点特点孔隙连通良好，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与流动比较均匀。裂隙主要为线状缝隙，宽窄不等，

3、长度有限，往往具有一定方向性。连通性较孔隙为差。赋存于其中的地下水相互联系较差分布与流动往往是不均匀的。溶洞（孔）大小悬殊，分布较不均匀，赋存于其中的地下水分布与流动也极不均匀。岩石中的各种空隙孔隙、裂隙和溶穴三、岩石中水的存在形式地壳岩石中的水岩石“骨架”中的水沸石水结晶水结构水岩石空隙中的水结合水强结合水弱结合水液态水重力水毛细水固态水气态水②固态水：指岩石中温度在0℃以下的重力水。即以冰的形态出现的重力水，常分布在季节性和永久性冰结地区。①气态水：以水蒸气的形成储存在地下的水。③结合水：指受固相表面的引力大于水分子自身重力，束缚于固相表面，不能在自身重力影响下运动的那部分水。强结合水

4、：也称吸附水或吸着水.以单独的水分子状态包围在岩石颗粒表面的水。这种水靠水分子对岩石的吸附力而停留在岩石的颗粒上，其吸附力可达101325Mpa。只能在加热时才能被排出。a水分子排列紧密，不能流动；b密度大，2.0g/㎝3,在零下78℃时尚不能结冰；c没有溶解能力，不能溶解盐类;d不受重力作用,不传递导静水压力,不导电；e很难用机械的方法把它与颗粒分开，只有当空气中的饱和差很大或105℃才能将他们分开f具有极大的粘滞性和弹性。强结合水特点：弱结合水（薄膜水）是吸着水外圈以薄膜形式发展变厚的过程中形成的。它是由静电引力或分子力支撑着的，厚度可达数百个水分子直径。特点：a、水分子排列不如强结合

5、水规则和紧密，水分子离岩石颗粒表面越远，结合力越小；b、外层能被植物吸收利用；c、不受重力支配，不能导电、不能传递静水压力；d、密度和普通水差不多，但有极大的粘滞性e、有较低的溶解盐能力结合水与重力水③重力水亦称自由水在重力作用下能自由运动的地下水称为重力水。特点内层重力水→层流运动外层重力水→易转为紊流运动④毛细水在岩石毛细孔隙中或孔道狭窄部分的水。岩石中的细小孔隙有如自然界的毛细管，水在其中能产生毛细运动。因此在地下水面以上便形成了一个普遍的毛细上升带。支持毛细水与悬挂毛细水毛细水的类型Δ支持毛细水是在毛细力作用下，水从地下水面沿着小孔隙上升到一定高度，形成一个毛细水带，此带中的毛细水

6、下部有地下水支持。Δ悬挂毛细水是细粒层次与粗粒层次交互成层时，在一定条件下，由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层中保留下的与地下水面不相连接的毛细水。Δ孔角毛细水是悬留于包气带中颗粒接触点上的毛细水。毛细水特点：毛细水能够传递静水压力，具有溶解能力，其性质近似于普通水。在多孔介质中毛细水的运动不服从达西定律，而受毛细管力的控制。⑤岩石骨架中的水。保存于矿物结晶格架中，已成为矿物组成部分的水.结晶水－当矿物中水的组成比例固定不变时称结晶水。如石膏（CaSO4•2H2O）芒硝(Na2SO4•10H2O)结构水－以OH或H的形成参与矿物组分，彼此结合紧密。只有当矿物结构破坏后，并加热到400℃至

7、500℃时才能分离出来的，这种水称为结构水如水铝石（AlO•OH），白云母[K·H]2Al2Si2O3）等矿物。沸石水－当所含水比例可变且易脱出时称沸石水如蛋白石（SiO2•nH2O）、方沸石（NaAl2Si4O2•nH2O）。四、与水分的储容和运移有关的岩石性质1．基本概念（1）容水度－指岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积比值。一般说来容水数值上与孔隙度相当。孔隙体积的多少可用孔隙来表示。对于具有膨胀性的