地下水的地质作用
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地下水的地质作用地下水与土石相互作用会使土体和岩体的强度和稳定性降低,产生各种不良的自然地质现象和工程地质现象,给工程的建筑和正常使用造成危害。
滑坡、岩溶、潜蚀、土体盐渍化和路基盐胀、多年冻土和季节冻土中冰的富集、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等都与地下水的存在和活动有关,地下水还常常给隧道施工和运营带来困难,甚至带来灾害。
因此地下水对工程有极其重要的影响。
地下水指的是埋藏在地表下面土中孔隙、岩石孔隙和裂隙中的水。
地下水的富集必须具备三个条件,有较多的储水空间,有充足的补给水源和有良好的汇水条件。
地下水长期在地下运动,可从岩石中获得大量可溶性的物质成分,使之成为成分复杂的溶液。
其常见成分有O、K、Na、Ca、Mg、C1等地下水中常见元素;主要离子元素有氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、钠离子、钾离子;常见的气体有O2、N2、CO2、H2S;地下水中还含有大量的胶体物质Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2及以胶体形式存在的有机质。
多数地下水的PH在6.5到8.5之间。
地下水是自然界水的一部分。
据估算,埋藏在地下17Km以内的地下水总量约为8.4×1015m3,其中有一半埋藏在地面以下1Km的范围内。
地下水能在岩石中储存和运动是因为岩石具孔隙度和渗透性,地下水能否在岩石中运动取决于岩石的渗透性。
地下水据其在孔隙中的存在形式可分为吸附水、薄膜水、毛细水和重力水。
吸附水是受静电引力作用以分子状态吸附于岩石表面的水。
吸附水厚度大于几个到几百个水分子直径时,便形成薄膜状即薄膜水。
当孔径小,水量增多时,水受表面张力作用逆重力方向运动,称毛细水。
若孔径较大,水的重力大于表面张力和静电引力时,水受重力影响垂直渗流即重力水。
根据地下水的运动方向分为包气带地下水和饱气带地下水。
包气带地下水是呈垂直方向运动的水。
埋藏在包气带中的地下水,主要以吸附水、薄膜水和毛细水形成存在。
在包气带内局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水称为上层滞水,它是埋藏在地面以下包气带岩土层中的水,它在距地表很近的包气带内,局部的隔水层上。
地下水地质作用地下水是指地球表面以下的水体,它在地下岩石层中流动,并发挥着重要的地质作用。
地下水地质作用是指地下水通过溶解、沉积、侵蚀等过程对地质体产生的变化和影响。
本文将从地下水溶解作用、地下水沉积作用和地下水侵蚀作用三个方面详细介绍地下水地质作用。
地下水溶解作用是指地下水通过溶解岩石中的溶质物质,加速了地质体的溶解作用。
地下水中含有溶解性较强的二氧化碳,当地下水与含有碳酸盐的岩石接触时,二氧化碳会与岩石中的碳酸盐反应生成碳酸,导致岩石的溶解。
这种溶解作用在石灰岩地区尤为明显,形成了众多的溶洞、地下河等地下溶蚀地貌。
例如中国的桂林地区就有着著名的喀斯特地貌,其中的龙胜地下河就是地下水溶解作用的产物。
地下水沉积作用是指地下水通过沉积作用对地质体产生变化和影响。
地下水中含有溶解的物质,在特定条件下会发生沉积作用。
当地下水中的溶解物质超过饱和度时,会发生沉积,形成沉积物。
沉积物的特点是颗粒细小、排列规则,形成了地下水沉积岩。
典型的地下水沉积岩有石英砂岩、石膏石等。
此外,地下水还能通过沉积作用形成坑穴、地下沉积湖等地下沉积地貌。
例如中国的乌鲁木齐地区有着著名的石灰岩坑穴地貌,就是地下水沉积作用的产物。
地下水侵蚀作用是指地下水通过侵蚀作用对地质体产生变化和影响。
由于地下水的流动,其所含的溶解物质会对地下岩石进行侵蚀,加速地质体的破坏和溶解。
地下水侵蚀作用主要表现为岩溶漏斗、溶洞和地下河等地貌。
例如中国的贵州地区就有着众多的喀斯特地貌,其中的黄果树大瀑布就是地下水侵蚀作用的产物。
地下水地质作用主要包括溶解作用、沉积作用和侵蚀作用。
地下水溶解作用通过溶解岩石中的溶质物质加速了地质体的溶解作用;地下水沉积作用通过沉积作用对地质体产生变化和影响;地下水侵蚀作用通过侵蚀作用对地质体产生变化和影响。
这些地下水地质作用在地质学和地貌学研究中具有重要的意义,对于人类的生产生活也有着重要的影响。
因此,加深对地下水地质作用的研究,对于认识地球的演化历史和地质过程,以及保护地下水资源具有重要的意义。
地下水的地质作用:技术专业知识点、浏览量大标题与数值分析一、地下水的地质作用概述地下水是地球上重要的水资源之一,它在自然环境和人类生活中都起着重要的作用。
地下水的地质作用主要是指地下水在地球内部和地表的运动和变化过程中所起的作用。
地下水在岩石和土壤中流动时,会对岩石和土壤产生物理、化学和生物作用,这些作用会影响地下的稳定性和地表的变化。
因此,对地下水的地质作用进行深入的研究和理解,对于保护水资源、防止地质灾害、合理利用地下资源等方面都具有重要的意义。
二、地下水的物理性质和化学成分1.地下水的物理性质地下水的物理性质主要包括温度、颜色、气味、透明度、密度、表面张力等。
地下水的温度通常与周围环境的温度相近,但在地下深处,由于地球内部的影响,水温可能会升高。
地下水的颜色通常为无色或浅色,但受到污染或含有某些化学物质时,颜色可能会发生变化。
地下水的气味通常为无味或略有泥土味,但受到污染时,可能会出现异味。
地下水的透明度通常较低,因为水中含有大量的悬浮物和溶解物质。
地下水的密度通常比地表水低,因为地下水中含有的矿物质和溶解物质较少。
地下水的表面张力通常较低,因为水中含有大量的矿物质和溶解物质。
2.地下水的化学成分地下水中的化学成分主要取决于周围环境和岩石的性质。
地下水中的主要离子包括钙离子、镁离子、钠离子、钾离子等,这些离子主要来自于岩石的风化和溶解。
此外,地下水中还含有大量的溶解气体和有机物,这些物质的含量通常较低,但会受到污染的影响。
三、地下水的水力学特征1.地下水的流动特征地下水在地下的流动过程中,会受到周围岩石和土壤的限制和影响。
因此,地下水的流动速度通常较慢,流动路径也不规则。
在某些情况下,地下水可能会在地表以下较深处形成蓄水层,这些蓄水层的水位可能会受到气候、地形、地质等因素的影响。
2.地下水的压力特征地下水的压力通常来自于水的重力和水深度的压力。
在地下深处,由于岩石和土壤的限制,水的压力可能会增大。
地下水的地质作用地下水对岩层破坏和建造作用的总称。
地下水在流动过程中对流经的岩石可产生破坏作用,并把破坏的产物从一地搬运到另一地,在适宜的条件下再沉积下来。
因此,地下水的地质作用包括剥蚀作用、搬运作用和沉积作用。
剥蚀作用地下水的剥蚀作用是在地下进行的,所以又称为潜蚀作用。
按作用的方式分为机械潜蚀作用与化学溶蚀作用。
工程地质学中的潜蚀概念不包括可溶性岩石的化学溶蚀作用。
① 机械潜蚀作用。
地下水在流动过程中,对土、石的冲刷破坏作用。
地下水在土、石中渗透,水体分散,流速缓慢,动能很小,机械冲刷力量微弱,只能将松散堆积物中颗粒细小的粉沙、泥土物质冲走,使其结构变松,孔隙扩大。
但经过长时间的冲刷作用,也可以形成地下空洞,甚至引起地面陷落,出现落水洞和洼地。
这种现象常见于黄土发育地区。
疏松的钙质粉砂岩也易受到冲刷破坏。
地下水充满松散沉积物的孔隙时,水可润滑、削弱、以至破坏颗粒间的结合力,产生流沙现象;或浸润粘土物质,使之具有可塑性,引起粘土体积膨胀,导致土层蠕动和变形。
② 化学溶蚀作用。
地下水可溶解可溶性岩石所产生的破坏作用,又称喀斯特作用。
地下水中普遍含有一定数量的二氧化碳,这种水是一种较强的溶剂,它能溶解碳酸盐岩(如石灰岩,化学成分为碳酸钙),使碳酸盐变为溶于水的重碳酸盐,随水流失。
碳酸盐岩中常发育裂隙,更易遭受溶蚀,岩石中的裂隙逐渐扩大成溶隙或洞穴。
在碳酸盐岩地区,喀斯特作用可产生一系列如溶沟、石芽、溶洼、溶柱、落水洞、溶洞、暗河、地下湖和石林等喀斯特地形。
搬运作用地下水将其剥蚀产物沿垂直或水平运动方向进行搬运。
由于流速缓慢,地下水的机械搬运力较小,一般只能携带粉沙、细沙前进。
只有流动在较大洞穴中的地下河,才具有较大的机械动力,能搬运数量较多、粒径较大的砂和砾石,并在搬运过程中稍具分选作用和磨圆作用,这些特征类似于地表河流。
地下水主要进行化学搬运。
化学搬运的溶质成分取决于地下水流经地区的岩石性质和风化状况,通常以重碳酸盐为主,氯化物、硫酸盐、氢氧化物较少。
第五章地下水的地质作用一、概述定义:以各种形式埋藏在地表下面土中孔隙、岩石孔隙和裂隙种的水,称为地下水。
研究地下水意义:全地球表层的地下水量估计4亿立方km。
1、地下水是改造地壳表层的地质动力,它的地质作用可以形成千奇百怪的地质景观供人们欣赏;同时是一种重要的矿产,是人畜饮用、农业灌溉及工业供水的重要水源之一。
它不仅可以形成矿产,同时还可以利用它找到矿产。
2、在对人类有利的同时,它还具有不利的一面。
如:1降低岩土体的强度与稳定性,表现:地基沉降,沙土液化,边坡失稳;2道路冻胀与翻浆:温差较大的寒冷地区;3潜蚀作用:冲蚀水颗粒,溶蚀。
3破坏岩土体的整体性,降低其强度和稳定性。
4地下开挖(基坑、隧道)涌水5侵蚀性地下水对工程的腐蚀作用。
6同时还会产生静水、动水压力-对挡墙、桥墩。
二、地下水的形成条件-形成环境(一)地下水的来源:1渗透水:大气降水、冰雪融水、地面流水(江、河、湖、海)等从地面渗入地下积聚成。
2凝结水:水蒸汽凝结成水滴后渗于地下。
3岩浆水:(原生水)地下岩浆活动形成的水(结晶水、水气)。
4埋藏水:(古水)地史中沉积物空隙中的水,被封闭保存下来。
(二)形成条件1)土石条件:1土石体必须有空隙(空隙的大小、多少、连通情况对地下水的形成及储存的影响) 2土体颗粒大小,级配、形状及孔隙度决定透水性(透水层与隔水层及其作用)。
2)构造条件:决定地下水的补、排及径流的情况褶皱构造的情形:背斜、向斜断裂构造的情形:透水性张性>扭性>压性3)气候条件:决定地下水的补给及蒸发量-决定水量4)地貌条件:不仅控制地下水的径流及排泄,而且影响地下水的形成。
5)人为条件:直接影响地下水的水位变化。
(三)地下水的赋存状态1吸着水:靠分子引力及静电引力吸附在土和岩石颗粒表面上的水。
不受重力影响,不被植物吸收。
2薄膜水:包围在吸着水的外层,可以从原处向薄处“移动”,少部分可被植物吸收。
3毛细管水:受表面张力影响,保留在毛细管中,易被植物吸收。
地下水的地质作用地下水是地球上重要的淡水资源之一,也是地质作用的重要表现形式之一。
地下水的地质作用主要包括溶蚀作用、沉积作用和侵蚀作用等。
以下将详细介绍地下水的地质作用。
地下水的地质作用首先表现为溶蚀作用。
地下水中的二氧化碳与地下岩石中的碳酸钙发生反应,形成碳酸溶液,通过溶解岩石的过程,将溶解物质带走,从而形成溶洞、地下河道、地下裂隙等地下空腔。
溶蚀作用还会导致地表下陷和地下水位下降等地质灾害。
地下水的地质作用还表现为沉积作用。
地下水中含有大量的溶解物质,当地下水通过岩石孔隙或裂隙流动时,会带走部分溶解物质,并在流速减小的地方沉积下来。
这种沉积作用形成的地质构造称为沉积构造,常见的有石笋、石柱、石钟乳等。
沉积作用还可以形成矿床,如地下水中的金属离子在流动过程中沉积下来,形成金属矿床。
地下水的地质作用还表现为侵蚀作用。
地下水流动中的冲刷作用、挟运作用和溢流作用等,会对地下岩石产生侵蚀作用。
地下水冲刷作用主要是通过地下水中的固体颗粒的磨蚀作用,使岩石表面逐渐被剥蚀;地下水挟运作用是指地下水中的固体颗粒随着地下水流动,将岩石颗粒带走;地下水溢流作用是指地下水超过岩石裂隙的容量,从而使岩石表面的部分颗粒被冲刷掉。
这些侵蚀作用会改变地下岩石的形态和结构,形成地下洞穴、地下隧道等。
除了以上几种地质作用,地下水还能通过溶解岩石中的矿物质,并在地下流动过程中重新沉积,从而形成新的矿物质。
这种作用被称为溶蚀-沉积转化作用。
地下水中的溶解物质与岩石中的矿物质发生反应,形成新的矿物质,并在地下流动过程中重新沉积。
这种地质作用对矿床的形成和演化具有重要影响。
地下水的地质作用包括溶蚀作用、沉积作用、侵蚀作用和溶蚀-沉积转化作用等。
这些地质作用不仅对地下岩石的形态和结构产生影响,也对地球的地貌和矿产资源的形成具有重要作用。
因此,地下水的地质作用是地球科学研究中的重要内容之一。
地下水的地质作用与微生物的相关知识点一、地下水的地质作用概述地下水是地球上重要的水资源之一,它在自然环境和人类生活中扮演着重要角色。
地下水的地质作用主要包括地下水的形成、运动、储存和变化等过程,这些过程受到地质构造、地貌形态、气候条件和人类活动等多种因素的影响。
二、地下水的形成地下水主要形成于大气降水和地表径流的下渗作用。
在雨水或雪水下渗过程中,水会溶解并携带大量的溶解物质,如二氧化碳、矿物质和有机物等。
这些物质在地下水中积累并随着水的流动而迁移,形成了地下水的化学和生物特性。
三、地下水的运动地下水的运动受到地下岩层和土壤的物理性质、地形地貌以及气候条件等多种因素的影响。
在运动过程中,地下水的水质和水量会发生改变,这主要与水中的物质发生溶解、沉淀、过滤和生物作用等有关。
四、地下水的储存和变化地下水被储存在地下岩层和土壤的空隙中,其储存量和流动性能取决于空隙的大小和连通性。
地下水的水位和水量会随着气候条件、地下水流动速度以及人类活动等因素的变化而发生改变。
五、地下水与微生物的关系地下水中存在着大量的微生物,这些微生物在地下水的化学和生物特性形成过程中起着重要作用。
微生物可以影响地下水的溶解和沉淀过程,改变水中有机物的分解和营养物质的循环。
此外,一些微生物还可以利用地下水中的有机物进行代谢活动,产生能量并影响地下水的化学性质。
六、微生物对地下水质量的影响微生物在地下水中的活动可以影响水的质量。
一些微生物可以降解有机物并产生酸性物质,降低地下水的pH值并导致水质恶化。
此外,微生物还可以在地下水中繁殖并形成生物膜,影响水的流动性和溶解性。
一些致病微生物也可能存在于地下水中并对人类和生态系统构成威胁。
因此,对地下水进行微生物检测和评估是非常重要的。
七、总结地下水是地球上宝贵的资源之一,它在地表水和大气水循环中起着关键作用。
地下水的地质作用和微生物活动对水的形成、运动、储存和质量产生重要影响。
了解这些影响因素有助于我们更好地保护和管理地下水资源,确保其可持续利用并为人类服务。
地下水地质作用地下水是地球表面降水、融雪和渗漏入地下的水分,是地下水循环中的重要组成部分。
地下水的地质作用指的是地下水在地质过程中所起的作用和影响。
地下水地质作用广泛存在于地球的各个地质环境中,对地壳构造、岩石变质、矿产成矿、地下水资源形成等起着重要的作用。
地下水地质作用主要包括地下水侵蚀、溶蚀、沉积和变质等过程。
地下水侵蚀是指地下水通过溶解、冲刷和颗粒悬移等作用,对地下岩石进行剥蚀和侵蚀的过程。
地下水侵蚀的主要形式是溶蚀和冲刷。
溶蚀是指地下水中溶解的溶质溶解在地下水中,使地下岩石发生溶解作用。
冲刷则是指地下水通过冲刷作用,将地下岩石的颗粒物质带走,导致岩石的破坏和侵蚀。
地下水溶蚀作用在地质过程中起着重要的作用。
例如,在石灰岩地区,地下水中的二氧化碳与石灰岩反应生成碳酸,使石灰岩发生溶解,并形成溶洞、地下河等地下溶蚀地貌。
在盐岩地区,地下水中的溶解度高的盐类溶解,形成盐穴和盐湖等地下溶蚀地貌。
此外,地下水的溶蚀作用还会导致地下水系统的形成和发育,进而影响地下水资源的形成和分布。
地下水沉积作用是指地下水在地下运动过程中,通过沉积作用向地下岩石中沉积物质的过程。
地下水沉积作用主要包括溶质沉积和颗粒物沉积。
溶质沉积是指地下水中的溶质随着水的流动,在特定条件下发生沉积作用。
例如,在含有碳酸钙的地下水流经岩石裂隙时,地下水中的碳酸钙溶解,当溶液中的碳酸钙饱和度增大时,溶液中的碳酸钙会发生沉积,形成方解石等沉积物。
颗粒物沉积则是指地下水中的颗粒物质在水的流动中沉积下来,形成各种沉积物,如砂砾、泥沙等。
地下水变质作用是指地下水在地质过程中通过水热作用、溶解作用和离子交换作用等,对地下岩石的矿物成分和结构产生改变的过程。
地下水变质作用常见的形式有热液作用、矽化作用和蚀变作用等。
热液作用是指地下水中的溶质在高温和高压的条件下发生反应,形成新的矿物质。
矽化作用是指地下水中的硅酸盐溶解,在地下岩石中形成二氧化硅的过程。
地下⽔的地质作⽤第⼗三章地下⽔的地质作⽤§3.地下⽔的概念及其特征⼀.概念:以各种形式存在于地表之下岩⽯和松散堆积物空隙中的⽔。
⼆、地下⽔的来源(⼀)渗透⽔——⼤⽓降⽔、冰雪融⽔、地⾯流⽔(江、河、湖、海)等从地⾯渗⼊地下积聚成。
(⼆)凝结⽔——⽔蒸汽凝结成⽔滴后渗于地下。
(三)岩浆⽔——(原⽣⽔)地下岩浆活动形成的⽔(结晶⽔、⽔⽓)。
(四)埋藏⽔——(古⽔)地史中沉积物空隙中的⽔,被封闭保存下来。
三、.地下⽔的赋存状态(⼀)吸着⽔——靠分⼦引⼒及静电引⼒吸附在⼟和岩⽯颗粒表⾯上的⽔。
不受重⼒影响,不被植物吸收。
(⼆)薄膜⽔——包围在吸着⽔的外层,可以从原处向薄处“移动”少部分可被植物吸收。
(三)⽑细管⽔——受表⾯张⼒影响,保留在⽑细管中,易被植物吸收。
(四)重⼒⽔——受重⼒影响可⾃由流动。
四、岩⽯的空隙类型(⼀)孔隙——疏松未胶结好的岩⽯中形成的空隙颗粒之间的空隙。
Q、N地层常见,孔隙⼤⼩与碎屑颗粒有关。
颗粒磨圆差不等粒则孔隙⼩(图)磨圆差好,近等粒则孔隙⼤(图)孔隙度(⼆)裂隙——岩⽯中断层、节理、缝隙等。
(三)溶洞——可溶性岩⽯被溶蚀形成的洞⽳。
五、岩⽯的透⽔性岩⽯允许⽔透过的能⼒不仅与孔隙度有关,跟孔隙绝对⼤⼩有关,空隙⼤、多、连通情况好,透⽔能⼒强。
(⼀)透⽔层:孔隙⼤、孔隙及⼤的砂层和砾砂层,胶结不好,砂岩、砾岩及裂隙发育的其它岩⽯。
透⽔系数:⽶/昼当透⽔层含⽔时称含⽔层。
良透⽔层透⽔层(⼆) 不透⽔层:常见由泥岩,粘⼟层等组成六、地下⽔与地表⽔的差异地下⽔⼤多被限制在透⽔层中流动与⾃由流动的地表⽔有⼀定的差异。
1.流速⼩、机械动能⼩地下⽔除受重⼒影响由⾼向低流,受压⼒影响由⾼压向低压流动外,在流动过程中受到透⽔层中岩⽯的阻碍,能量消耗在磨擦上,因此流速⼩,机械动能⼩。
2. 矿化度⾼、化学动⼒⼤⽔中各种元素的离⼦、分⼦、化合物的总量。
Mg/e g/eNacl——咸味——苦味MgSO4Fe——兰绿⾊——清凉可⼝,成为可供饮⽤的矿泉⽔。
第十三章地下水的地质作用§3.地下水的概念及其特征一.概念:以各种形式存在于地表之下岩石和松散堆积物空隙中的水。
二、地下水的来源(一)渗透水——大气降水、冰雪融水、地面流水(江、河、湖、海)等从地面渗入地下积聚成。
(二)凝结水——水蒸汽凝结成水滴后渗于地下。
(三)岩浆水——(原生水)地下岩浆活动形成的水(结晶水、水气)。
(四)埋藏水——(古水)地史中沉积物空隙中的水,被封闭保存下来。
三、.地下水的赋存状态(一)吸着水——靠分子引力及静电引力吸附在土和岩石颗粒表面上的水。
不受重力影响,不被植物吸收。
(二)薄膜水——包围在吸着水的外层,可以从原处向薄处“移动”少部分可被植物吸收。
(三)毛细管水——受表面张力影响,保留在毛细管中,易被植物吸收。
(四)重力水——受重力影响可自由流动。
四、岩石的空隙类型(一)孔隙——疏松未胶结好的岩石中形成的空隙颗粒之间的空隙。
Q、N地层常见,孔隙大小与碎屑颗粒有关。
颗粒磨圆差不等粒则孔隙小(图)磨圆差好,近等粒则孔隙大(图)孔隙度(二)裂隙——岩石中断层、节理、缝隙等。
(三)溶洞——可溶性岩石被溶蚀形成的洞穴。
五、岩石的透水性岩石允许水透过的能力不仅与孔隙度有关,跟孔隙绝对大小有关,空隙大、多、连通情况好,透水能力强。
(一)透水层:孔隙大、孔隙及大的砂层和砾砂层,胶结不好,砂岩、砾岩及裂隙发育的其它岩石。
透水系数:米/昼当透水层含水时称含水层。
良透水层透水层(二) 不透水层:常见由泥岩,粘土层等组成六、地下水与地表水的差异地下水大多被限制在透水层中流动与自由流动的地表水有一定的差异。
1.流速小、机械动能小地下水除受重力影响由高向低流,受压力影响由高压向低压流动外,在流动过程中受到透水层中岩石的阻碍,能量消耗在磨擦上,因此流速小,机械动能小。
2. 矿化度高、化学动力大水中各种元素的离子、分子、化合物的总量。
Mg/e g/eNacl——咸味——苦味MgSO4Fe——兰绿色——清凉可口,成为可供饮用的矿泉水。
CO2矿化度高,作为溶剂浓度大,成分复杂,有较强的溶解能力,化学动力强。
七、地下水的补给、径流和排泄§2. 地下水的类型一、按地下水的赋存空间分:孔隙水、裂隙水、岩溶水。
二、按地下水的埋藏条件分:上层滞水、潜水、承压水。
(一)上层滞水及包气带包气带(不饱和带)——地表向下至较稳定的地下水面(潜水面)之间的土层或岩层。
饱水带——潜水面之下称饱水带包气带和饱水带的区别在于:包气带中空隙主要是气体;饱水带中空隙带中空隙主要是充填了地下水。
包气带中的水主要有:气态水,结合水(吸着薄膜水)、过路重力水及毛细管水。
有时在包气带局部地区分布有面积不大,发育不稳定的融水层在其上集聚了一些重力水称上层滞水。
上层滞水——包气中局部隔水层上的重力水。
特点:分布范围小,水量有限,受气候及季节变化的影响大。
(二)潜水—— 地表之下,第一个稳定的隔水层之上的地下水。
一般民用水井都是取自潜水。
潜水的自由表面为潜水面也就是通常指的地下水面。
(三)承压水两个稳定的隔水层之间的地下水。
(图略)特点:承受静水压力(由于被限制在两个隔水层之间,低处的水受到高处水的静水压力)对承压的静水我们以水头高度来表示承压水水头高度——穿透上部隔水层时,承压水能达到的水位高度。
承压水的水质、水量比较稳定。
三、 泉指地下水的天然露头。
地下水天然流出地表的地方。
(一) 按泉水的运动特征分:上升泉——泉水为承压力,具压力向上运动(由于静水压力作用)很多喷泉都是上升泉。
包气带 饱水带补给① 大气降水经包气带向下渗透 ② 一些地表水如河、湖等如果切割了潜水面且 水位高于潜水位。
济南被誉为我国的泉城,主要由于承压水被火成岩体阻隔后沿裂隙涌出地表,趵突泉即为上升泉。
下降泉——泉水仅在重力作用下由高向低流流出地表,泉水来源主要是潜水。
下降泉主要出现在遭受剥蚀的山区流水(河、洪、片)剥蚀作用使潜水面露出地表,可形成泉。
山坡上下降泉多。
(二)温泉水温高于当年平均气温的泉。
不些甚至水沸腾。
腾冲地区域2000多个(我国)105℃-110℃。
温泉对人体的某些疾病有特殊的疗效,许多温泉如北京的西山温泉,南京的汤山温泉,安徽的泮汤温泉,都是很好的疗养圣地。
温泉是地热异常的一种显示。
它与岩浆活动和深处的地的热有关,常常温泉出现在近代火山运动和深大断裂的附近(五大莲池附近有一些温泉,与1719年火活动有关)。
目前国际上及我国对地热的开发利用都是比较重视的,天然的能源,我国西藏羊八井地热田,地下水温高,喷出的汽柱达数百米,现已用于发电及工农业生产。
(三)矿泉泉水中含有较多的矿物质.碱泉NaCO3硫磺泉-H2S盐泉NaCL石灰泉CaCO3及CaSO4§3. 地下水的地质作用一、地下水的潜蚀作用地下水的剥蚀作用我们称潜蚀1 . 机械冲刷作用通常地下水动能小对岩石的冲刷破坏是比较弱的,主要在一些较大的裂隙或洞穴,如暗河、水流集中,能够冲刷带走一些砂砾、粘土。
强调:机械冲刷在黄土地区应该引起重视,黄土末胶结成岩,较疏松,易于被冲蚀掉,下部被掏空后引起地面貌一新埸陷,称“假岩浴”。
2.化学溶蚀作用——地下水以化学反应的方式对可溶性岩石的溶解破坏。
由于地下水矿物度较高,常含有多种不同的酸根离子,这种酸性水对某些岩石的溶蚀是很强烈的,一些在纯水中难溶的物质,遇到酸性水后,分解的比较快,最典型常见的是H2O+CO2+Ca CO3 Ca(HCO3)2(易溶、重碳酸钙)我们知道地下水中都含有一定量的CO2,因此,在地下水丰富的石灰岩地区,由于这样的溶蚀作用,常形成一种特殊的地质现象,称喀斯特Karst (岩溶)。
喀斯特(专用术语) —— 以地下水为主,对可溶性岩石进行的以化学溶解为主,机械冲刷为辅的地质作用及由这些地质作用所产生的特殊的地貌现象。
常见喀斯特地貌①溶沟、石芽和石林:这是喀斯特发育的最初地貌形态。
流水沿地表的沟槽流动,并发生溶蚀冲刷,使间槽加宽扩大,形成溶沟,溶沟之间石脊称石芽。
石芽进上小发育且大面积出现,形成石林,如著名的云南 路南石林。
② 落水洞和溶斗流水沿岩石的垂直裂隙流动,使裂隙不断溶解扩大。
深 > 宽 落水洞 两组直立裂隙高叉处宽 > 深 溶斗③ 峰林流水在厚度较大且裂隙发育的石灰岩地区形成的山峰、孤峰、峰丛、峰林。
④ 溶洞及地下河(暗河)溶洞——石灰岩地区的地下洞穴(溶蚀作用)。
形成机理:潜水面附近,地下水沉岩层裂隙及层理面,节理面等空隙流动,发生强烈的溶蚀作用使隙扩大洞穴。
溶洞小不足1米;大可达上千米长,如广西桂林附近的七星岩洞长达到2公里,洞顶高达几千米。
美国240公里。
杭州附近的瑶林仙境、灵山洞,宜兴的张公洞、善卷洞、云谷洞等都是较大的溶洞。
溶洞中发育了大量的钟乳石及千奇百怪的岩石形态“石象”、石马”……。
地下河——溶洞进一步扩大,并相互连通,使地下水汇集畅流而形成。
如果地壳上升,潜水面下降,溶洞、暗河就高出潜水面,这时在潜水面附近,又会由于溶蚀形成溶洞,假如地壳间歇性的多次上升,则会形成上、下重叠的多层深洞。
宜兴善卷洞,就有上、中、下三层溶洞。
多层溶洞有助于对地壳运动史的研究。
⑤溶蚀谷和天然桥溶蚀谷——溶洞顶岩石失去支撑而塌落下来,形成两壁陡峭的深谷。
天然桥——溶蚀谷各上局部残留的连接两壁的地方。
《中国岩溶》画册3.影响喀斯特发育的因素1°气候:流水尤其是丰富的地下水是karst发育的前提。
显热地区:降雨量大,地下水充足,有利于喀斯特发育。
如我国两广、云南、贵州等地普遍发育喀斯特地貌。
干冷地区:地下水缺乏,如我国西北、东北,虽然有石灰岩分布,但喀斯特发充缓慢。
2°岩性:岩石成分的影响:只有可溶性岩石,主要是灰岩地区才有喀斯特发育可溶性成分越纯溶蚀越强烈。
岩石结构的影响:结晶颗粒大则喀斯特发育。
3°地质构造:一些地质构造发育的地区,如断层带附近,褶皱的轴部,出现大量的裂隙,多组节理,都为地下水提供了良好的通道,促进了喀斯特的发育。
4°水的作用:①水中CO含量:气温高溶入量大。
2②流动性:带走溶解物,增加溶解量。
二.地下水的搬运作用化学搬运(溶运)强,溶运是地下水的主要搬运方式,仅暗河中有较明显的机械搬运当地下水溶解了周围岩石的同时,就把溶解下业的物质以真溶液或胶体溶液的方式托运到其它地方。
全世界每年约49亿吨溶解物被搬运到海洋,绝大部分源于地下水。
溶运物:真溶液和胶体石灰岩地区溶运 > 白云岩地区溶运三.地下水的沉积作用1.机械沉积:碎屑沉积,量小,沉积物类似于河流有一定的分选和磨圆.2.化学沉积:地下水的运溶物在一定条件下沉淀下来.①原因:1°压力降低:CO2↓Ca(HCO3)2→ H2O+CO2↑+CaCO3↓2°水温降低:SIO2沉淀。
3°水分蒸发:溶液浓度增大,发生沉淀。
4°凝胶作用,胶体颗粒电性中和②化学沉积方式:1°过饱和沉积:这是最普遍的一种方式。
在引起地下化学沉积的因素中,前三条的本质都是在一定条件下的溶液过饱和,而使多余的溶质沉淀下来。
2°泉华:沉淀在泉水出口处的疏松多孔的物质。
分几种类型:Ca华:泉水出口处,压力降低Ca(HCO3) 2转化为 H2O+CO2+ CaCO3Si华:温泉出口处,水温降低SIO2↓化学沉积类型1°溶洞滴石:地下水沉裂隙式或断层带流入溶洞时,压力↓ CO2↓CaCO3在裂隙附近沉淀下来。
2°矿脉及假化石:地下水带的矿物质沿裂隙沉淀下来,常见方解石脉、石脉真实为面)有时在一些密集而细小的裂隙中,Fe 、Mn 等某矿物沉淀下来,看上去如树枝化石,俗称“假化石”。
3°石化作用(置换作用)地下水中溶解的矿物质与掩埋在沉积物内的生物体之间的物质交换,矿物质交换了生物体的有机质。
地层中的一些古生物化石就是以这种方式形成的。
生物遗体埋藏后,有机质随水流失,其空间充填了地下水带入的矿物质(SiO2、CaC3)当这些物质交换是以分子形式进行时,化石中仍然能够保留很微细的生物构造。
如硅化木就是被SiO 2石化(交代、置换)的树干,其中有些植物纤维构造、树的年轮仅然可见。
研究地下水及其地质作用的意义地下水与人类生活及经济建设有密切关系,即有有利的一面,又有危害的一面,对其研究、充分利用益处,防治危害的方面。
1. 抗旱2. 保证工程建设3. 确保矿井安全矿井的两大危害:火水——地下水(煤层顶、底板的水)通过不同渠道(裂隙、断层)涌入矿井,极大地危害、威胁矿井安全。
1978年谢一矿煤层底板突水,下部奥陶系灰岩中含的地下水涌入矿井。