地下水地质作用课件.ppt

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1、第二节地下水的地质作用1.地下水的基本知识2.地下水的类型3.地下水的物理性质和化学性质4.地下水的运动规律5.地下水的涌水量6.地下水公路工程的影响课件制作教师：乔晓霞埋藏在地表下土中孔隙、岩石孔隙和裂隙、岩石空洞中的水，称为地下水。2.1地下水的基本知识一、地下水的来源二、地下水的存在状态及分类三、地下水的形成条件1.地质条件：地下水的形成，必须具有一定的岩石性质和地质构造条件。2.气候条件：气候条件对地下水的形成有着重要的影响，如大气降水、地表径流、蒸发等方面的变化将影响到地下水的水量。3.地貌条件：在不同的地貌部位对地下水的形成关系密切。一般在平原、山前区易于储存地下水，形成良

2、好的含水层；在山区一般很难储存大量的地下水。4.人为因素：大量抽取地下水，会引起地下水位大幅下降；修建水库，可促使地下水位上升。2.2地下水类型及特征按埋藏条件分类（一）包气带水贴近地表的气态水、土壤颗粒水吸附毛细水分子。这些水虽可连结起来成为液体，但因是充填在细微的孔隙中而不能自由运动1．上层滞水当包气带存在局部隔水层时，在局部隔水层上积聚具有自由水面的重力水，称为上层滞水。在雨季由于上层滞水水位的上升，能使土、石强度降低，造成道路翻浆和导致路基稳定性的破坏。毛细水由于地下潜水位上升，毛细水上升高度增大，常导致冻胀、翻浆现象发生，在路基设计中应充分重视。1.潜水的主要特征：①潜水具有

3、自由水面，为无压水。在重力作用下可以由水位高处向水位低处渗流，形成潜水径流。②潜水的分布区和补给区基本是一致的。在一般情况下，大气降水、地表水可通过包气带入渗直接补给潜水。③潜水的动态（如水位、水量、水温、水质等随时间的变化）随季节不同而有明显变化。如雨季降水多，潜水补给充沛，使潜水面上升，含水层厚度增大，水量增加，埋藏深度变浅，而在枯水季相反。④在潜水含水层之上因无连续隔水层覆盖，一般埋藏较浅，因此容易受到污染。饱和带中第一个稳定隔水层之上、具有自由水面的含水层中的重力水。2.潜水上层滞水和潜水示意图2.潜水等水位线图用途：①确定任一点的潜水流向：潜水沿垂直等水位线方向由高水位流向低

4、水位。如A流向B，C流向D。②确定沿潜水流动方向上两点间水力坡度（I）：即两点潜水位高度差与两点间水平距离之比，见图4-12中的IAB，ICD。水力坡度的大小直接影响到该两点间潜水的平均流速。③确定任一点潜水埋藏深度。如D点潜水埋藏深度h=92.5m-92m=0.5m。④确定潜水与地表水之间的补给关系。如图4-12中河流两岸潜水均补给河水。（三）承压水充满于两个稳定隔水层之间，含水层中具有水头压力的地下水，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。承压水分类1.承压盆地２．承压斜地地下水类型及特征按含水层性质分类：1.孔隙水：在孔隙含水层中

5、储存和运动的地下水称孔隙水（1）冲积物中的地下水（2）洪积物中的地下水⑴面状裂隙水⑶脉状裂隙水⑵层状裂隙水2.裂隙水：埋藏于基岩裂隙中的地下水称基岩裂隙水3.岩溶水：储存和运动于可溶性岩石中的地下水称为岩溶水。2.3地下水的物理性质和化学成分一、地下水的物理性质：包括温度、颜色、嗅味、口味、导电性和放射性等。二、地下水的化学成分1.地下水的主要化学成分2.地下水按化学成分分类地下水按化学成分分类1.地下水的矿化度：水中所含各种离子、分子及化合物的含量2.地下水的pH值：水的酸碱程度3.水的硬度：水的硬度取决于水中Ca2+、Mg2+的含量3.4地下水的运动规律一、达西试验二、达西定律Q=

6、FK△h/LQ=FKIv=KI式中：I—水头梯度，I＝△h/L，渗透流程中单位长度的损失v—渗透速度，：v=Q/F，代表单位时间单位过水断面上的流量。表明渗透速度：和水头梯度I的一次方成正比，说明水的运动是层流运动，此即达西渗透层流运动的定律。三、达西定律的适用范围达西定律适用于在任何方向的层流状态运动地下水。四、达西定律中各项参数的含义1．渗透速度v＝nu式中：n—岩石的孔隙度。2．渗透系数K从达西定律v=KI可知，渗透系数与渗透速度单位相同，令I＝1，则：v=K。渗透系数的大小取决于岩石本身的物理性质，渗透系数越大，岩石的透水能力愈强。渗透系数可以通过试验确定，在室内可以通过前述达

7、西仪测定，在野外常用渗水试验方法测定或抽水试验的方法测定。3.5地下水的涌水量计算一、渗沟完整渗沟渗沟底部挖至隔水层，使沟底不渗水的渗沟，其隔水层表面是水平的。1．任意断面上流量的确定以渗沟壁为纵坐标，隔水层的表面为横坐标，则离沟壁x处任意断面上单侧单宽流量q为q=Kyh-渗沟水流深度，m；H-含水层储水厚度，m；R-水力影响距离，m;K-含水层的渗透系数，m/s。2．降落曲线的平均坡度确定(1)在地下水流稳定的情况下，不论潜水和承压水均可按经