水文地质学-第10章岩溶水.ppt

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1、水文地质学第十章岩溶水§10.0概述喀斯特(又称岩溶)地貌是由喀斯特作用而成的现象总称。喀斯特(Karst)原是南斯拉夫西北部的一个石灰岩高原名称，那里发育着各种石灰岩喀斯特地貌。19世纪末，南斯拉夫学者司威直J.Cvijic就借用该地名来形容石灰岩的地貌、水文现象，并为后来世界各国所通用的专门术语。我国在1966年第一届喀斯特学术会议上，曾提出将喀斯特改称为岩溶，作为Karst的同义语。1988年由全国自然科学名词审定委员会公布的《地理名词》，仍定名为喀斯特。岩溶作为又称。chd-qw2第十章　岩溶水喀斯特地貌不仅是一种很好的旅游资源，而且具有丰富的地下水资源。地下溶洞中，还埋藏着

2、大量的古生物和古人类化石，或成为储存铝土矿、砂矿及油气的良好场所。因此它具有重大和科研与生产价值。但由喀斯特作用所引起的地貌灾害，如地基塌陷、水库漏水及地面干旱等均需积极防治。chd-qw3第十章　岩溶水岩溶：是水与可溶性岩石相互作用的产物。作用过程包括：溶解、迁移、沉积。作用形式：溶蚀、冲蚀、侵蚀。作用结果：形成各种岩溶形态。岩溶水（Karst　Water）：赋存或运移于岩溶化岩层中的地下水。由于岩溶水在运移过程中仍不断进行溶蚀，改造其赋存和运移空间，构成岩溶水独特的性质，因而有必要专门研究它。chd-qw4第十章　岩溶水※研究岩溶水的意义：1.供水水源：如山西娘子关大泉等。2.旅

3、游资源：如山东济南诸岩溶泉。3.岩溶充水威胁采矿安全，增大采矿成本。4.蓄、引水工程的渗漏。5.岩溶塌陷。chd-qw5第十章　岩溶水蓄、引水工程的渗漏chd-qw6第十章　岩溶水音乐岩chd-qw7第十章　岩溶水chd-qw8第十章　岩溶水chd-qw9第十章　岩溶水chd-qw10第十章　岩溶水§10.1　岩溶发育的基本条件与影响因素岩溶发育的基本条件：1.可溶性岩石；2.岩石的透水性；3.有侵蚀能力的水；4.水的流动性。chd-qw11第十章　岩溶水一、可溶性岩石1.岩石成分对其溶解的影响。2.岩石结构对溶蚀作用的影响二、岩石的透水性可溶岩石的透水性主要是由后期的构造裂隙控制

4、的。而透水性好则岩溶更为发育。chd-qw12第十章　岩溶水三、水的侵蚀能力空气CO2↓水CO2＋H20→H2CO3→H＋＋HCO3-可溶岩CaC03＋H+→HCO3-＋Ca2+综合上式，得出：CO2＋H20＋CaC03→Ca2+＋2（HCO3）-水中CaCO3的饱和指数SICSIC大于0，水中CaC03已经饱和，有发生沉淀的趋势；SIC等于0，水中CaC03刚好饱和；SIC小于0，水中CaC03仍未饱和，还具有侵蚀性。chd-qw13第十章　岩溶水chd-qw14第十章　岩溶水chd-qw15第十章　岩溶水四、地下水径流强度地下水是一个开放体系，随着水的流动，CO2不断消耗，新流来

5、的水又不断补充CO2，所以能使CaCO3的溶解持续进行。否则CaCO3溶解的生命就将终结。从而可以看出：地下水的径流条件是控制岩溶发育最后的，最关键的因素。地下水获得CO2的形式有两种：1.以分子扩散的形式通过潜水面进入地下水中。2.土壤中微生物分解有机质使之氧化以及植物根系呼吸作用产生的CO2chd-qw16第十章　岩溶水五、岩溶发育的影响因素1.气候因素2.地形因素3.地质因素4.水文因素chd-qw17第十章　岩溶水chd-qw18第十章　岩溶水§10.2 　岩溶发育与岩溶水分带性岩溶垂直分带I.包气带Ⅱ.季节变动带Ⅲ.饱水带Ⅳ.深循环带chd-qw19第十章　岩溶水I.包气带

6、（垂直循环带）在地表以下，岩溶潜水最高水位以上，水以垂直入渗为主，应发育垂直岩溶，常形成溶隙、落水洞、溶斗等，其包气带厚度取决于气候和地形。Ⅱ.季节变动带最高和最低潜水位之间，水流有垂直方向的运动，也有水平方向的运动，高水位时，近于水平运动，低水位时垂直入渗，水平和垂直岩溶都发育。厚度取决于当年潜水位的水位变幅，由数米到数十米。chd-qw20第十章　岩溶水Ⅲ.饱水带在最低潜水位以下，地下水长期充满岩石空隙，主要以近水平方向运动为主，暗河发育，仅在河床附近为非水平岩溶。常形成规模较大、连通性较好的水平洞穴，在河谷底部常形成低于河床的深岩溶，其发育深度随水力坡度增大而增加。Ⅳ.深部循环

7、带位于局部性侵蚀基准面以下一定深度，不受局部侵蚀基准面影响，而是排向更深的区域性侵蚀基准面。本带位置较深，水的循环交替迟缓，一般岩溶不发育，因而运动阻力较大，水头损失较多。chd-qw21第十章　岩溶水多层水平溶洞地壳间歇上升的地区，侵蚀基准面稳定和下降多次相间，每次稳定期在剖面上留下相应的水平溶洞层，从而在剖面上便存在多层水平溶洞。chd-qw22第十章　岩溶水§10.3 岩溶水的特征一、岩溶含水介质特征1.岩溶管道2.构造空隙3.原生孔隙、缝隙4.洞