06第六章地下水
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第六章地下水的地质作用第六章地下水的地质作用教学目的要求:了解地下水、泉、地下热水的概念及特征;掌握地下水的赋存、运动及类型;初步掌握地下水潜蚀作用、沉积作用的基本原理和特征。
教学重点及难点:重点是地下水的赋存、运动及类型和地下水的潜蚀作用、溶蚀现象;难点是的地下水的溶蚀和沉淀过程。
第一节地下水概述——是指地表以下的岩石孔隙中或土层里的水,称为地下水。
地下水主要是由大气降水、地面流水、冰雪融水、湖泊水渗透到地下而形成的,称为渗透水。
此外还有凝结水、埋藏水、原生水等。
一、地下水的赋存及运动条件——岩石或土层允许水透过的性能称为透水性。
地下水能在岩石中赋存与运动,是因为岩石中具有一定的空隙。
空隙包括孔隙(岩石颗粒之间的空隙)、裂隙(岩石的裂缝)和洞穴(可溶性岩石受溶蚀后形成的孔洞)。
岩石孔隙度越大,含水量越大,透水性越好;孔隙度越小,含水量越少,透水性越差。
因此自然界的岩石可分为透水层和不透水层:透水层——能够透过地下水的岩层。
主要有:砂岩层、沙砾岩层以及裂隙、洞穴发育的其它岩石。
其中储满地下水的部分称为含水层。
不透水层——不能透过地下水的岩层。
主要有:粘土、页岩、岩浆岩、变质岩等。
不透水层对地下水的运动起着阻隔作用,又称为隔水层。
两者之间过渡类型称为半(弱)透水层。
如泥岩、亚粘土、黄土等。
二、地下水的类型地下水按照埋藏条件分为包气带水、潜水、承压水。
1.包气带水(土壤水)——从地面到地下水面(潜水面)之间的地带(包气带、不饱和带)所含的非重力地下水,以气态水、吸着水、薄膜水和毛细水等状态存在。
2.潜水——埋藏在地面以下,在第一个隔水层之上,具有自由表面的重力水,称为潜水。
潜水的表面称为潜水面,随地形起伏而变化,具有潜水流。
同时因季节变化而升降,雨季、旱季潜水面的不同而形成一个暂时饱和带。
3.层间水——埋藏在地下两个隔水层之间的含水层中的水。
承压水——当两个隔水层之间的含水层被水充满时,就是有了一定的静压力,称为承压水。
第六章 地下水的化学成分及其形成作用6.1 概 述地下水不是化学纯的H 2O ,而是一种复杂的溶液。
天然:人为:人类活动对地下水化学成分产生影响。
地下水的化学成分是地下水与环境、以及人类活动长期相互作用的产物。
一个地区地下水的化学面貌,反映了该地区地下水的历史演变。
水是最为常见的良好溶剂,可溶解、搬运岩土中的某些组分。
水是地球中元素迁移富集的载体。
利用地下水,各种行业对水质都有一定的要求→进行水质评价。
6.2 地下水的化学特征1.地下水中主要气体成分O 2 、N 2 、CO 2 、CH 4 、H 2S 等。
1)O 2 、N 2地下水中的O 2 、N 2主要来源于大气。
地下水中的O 2含量多→说明地下水处于氧化环境。
在较封闭的环境中O 2耗尽,只留下N 2,通常说明地下水起源于大气,并处于还原环境。
2)H 2S 、甲烷(CH 4)地下水中出现H 2S 、CH 4 ,其意义恰好与出现O 2相反,说明→处于还原的地球化学环境。
3)CO 2CO 2主要来源于土壤。
化石燃料(煤、石油、天然气)→CO 2(温室气体)→温室效应→全球变暖。
地下水中含CO 2愈多,其溶解碳酸盐岩的能力便愈强。
2.地下水中主要离子成分7大离子:Cl -、SO 42-、HCO 3-、Na +、K +、Ca 2+、Mg 2+。
低矿化水中(M<1 ~ 2g/L ):HCO 3-、Ca 2+、Mg 2+为主(难溶物质为主);发生化学反应岩石圈水圈交换化学成分中矿化水中(M=2 ~ 5g/L ):SO 42-、Na +、Ca 2+为主; 高矿化水中(M>5g/L ):Cl -、Na +为主(易溶物质为主)。
造成这种现象的主要原因是水中盐类溶解度的不同: 1)Cl -主要出现在高矿化水中,可达几g/L ~ 100g/L 以上。
来源:① 来自沉积岩氯化物的溶解;② 来自岩浆岩中含氯矿物的风化溶解; ③ 来自海水;④ 来自火山喷发物的溶滤;⑤ 人为污染:工业、生活污水及粪便中含有大量Cl -,因此居民点附近矿化度不高的地下水中,如Cl -含量超过寻常,则说明很可能已受到污染。