孔隙水 裂隙水 岩溶水
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煤矿水文地质类型划分1矿井水文地质条件1.1主要含水层1.1.1松散岩类孔隙含水层组(孔隙水)主要为第四系松散沉积物,由砂质粘土夹细砂或卵砾石组成,厚度15m左右,水位埋深小于15m。
呈带状分布于沁河及其支流河谷两岸。
富水性较好,单位涌水量一般为0.1~5.0L/sm。
主要承受大气降水补给,向河流及基岩风化带含水层排泄。
水质类型属HCO3-Ca.Mg型水。
1.1.2碎屑岩浅层裂隙水含水岩组(裂隙水)风化带厚度受地形起伏的影响,据钻孔资料综合分析一般为60~90m,最深可达100余米,富水性取决于风化裂隙发育程度。
该含水层一般呈潜水性质,直接承受大气降水的补给,浅部富水性较强,下部较差,据井检孔的3次抽水试验,降深9.47~62.37m,单位涌水量0.0052~0.1655L/sm,平均为0.0075L/sm,渗透系数为0.0109~0.8974m/d,平均为0.3747m/d,富水性中等,水质类型为HCO3-Na型水。
1.1.3碎屑岩裂隙含水层组(裂隙水)该含水岩组主要指二叠系砂岩裂隙含水岩组,其中石千峰组、上石盒子组三段地层矿区内普遍出露。
含水层为巨厚层粗砂岩及中细粒砂岩。
直接承受大气降水的补给,在地形相宜处以下降泉的形式排出地表。
下石盒子组、山西组地层深埋地下,含水层主要为中细粒砂岩,是3号煤的主要充水来源。
钻进中的冲洗液消耗量及水位变化不大,岩芯裂隙不发育,据ZK3-1孔的抽水试验,降深36.12m,单位涌水量0.00108L/sm,渗透系数为0.00063m/d,水位标高694.04m,水质类型为HCO3-KNa型水。
1.1.4碎屑岩夹碳酸盐类裂隙岩溶含水岩组(裂隙岩溶水)矿区内该地层埋藏较深,含水层岩性为砂岩、灰岩,其间夹数层泥岩、砂质泥岩等隔水层,裂隙不发育,相对减弱了各含水层之间的水力联系。
据井检孔的2次抽水试验,降深66.18~79.28m,单位涌水量0.00078~0.0012L/sm,平均为0.00099L/sm,渗透系数为0.0039~0.0059m/d,平均为0.0049m/d,弱富水性,水质类型为HCO3-Na型水。
孔隙水、裂隙水和岩溶水岩土中的空隙按其成因可以分为孔隙、岩土中的空隙按其成因可以分为孔隙、裂隙和溶隙,所以我们可以根据空隙的类型将含水介质分为孔隙、裂隙和岩溶含水介质。
孔隙介质主要是松散沉积物,裂隙介质主要是岩层裂隙,岩溶介质主要是岩溶化的岩体。
孔隙水从广义上讲就是赋存于岩层孔隙中的地下水,孔隙水可以存在于松散沉积物中,也可以存在于砂岩中,但只有未充分固结的砂岩中才会存在孔隙水,还可以存在于溶蚀孔隙中,这些溶蚀孔隙不同于岩溶介质,孔隙之间都不是相互连通的,但最常见的孔隙水埋藏于松散的沉积物中,因此可以将孔隙水定义为埋藏和运动于松散沉积物孔隙中的重力水。
孔隙水的特点共有两点:一是水量在空间分布上相对均匀,连续性好,孔隙水一般呈层状分布,这是由于沉积的环境所决定的,沉积物成层分布,因此孔隙水也成层分布;二是同一含水层中孔隙水具有密切的水力联系,并具有统一的地下水水面,主要是因为松散沉积物都具有一定的透水性,使得同一含水层中的孔隙水可以相互的交换。
裂隙水存在于岩层的裂隙中,按照裂隙的成因可以将裂隙水分为:成岩裂隙水、风化裂隙水和构造裂隙水。
裂隙水的主要特点有:1.裂隙水的埋藏和分布受到岩石裂隙成因类型、裂隙的性质、裂隙的发育程度控制,它的埋藏和分布具有不均匀性;2.由于裂隙水的水动力条件复杂,它的渗透性具有强烈的非均匀性和各向异性;3.裂隙含水系统的形态多样,可以分为层状、带状、脉状;4.裂隙水的运动性质十分复杂,它的流速、流态、流向变化大。
断层是一种特殊的地质构造,它是地层受力达到一定强度之后,发生破裂并沿破裂面有明显的相对位移的构造。
它具有特殊的水文地质意义——断层两盘的岩性和断层的力学性质控制着断层的导水—储水特征。
岩溶是指水对可溶性岩石进行化学溶解,将空隙扩大为管道或洞穴,携带泥砂的急速水流不断冲蚀扩展管道及洞穴,导致重力崩坍,有时直达地表,这样,在地下就会形成贯通的洞穴通道,在地表塑造独特的地貌景观,形成独特的水文特征,这种作用及其所产生的地表和地下现象称为岩溶,也叫喀斯特。
地下水类型的划分
按地下水成因可分为凝结水、渗人水、埋藏水、原生水等;
按地下水的含盐量,分为淡水、微咸水、咸水、盐水与卤水;
按地下水的力学性质分为结合水、毛细水与重力水等。
目前应用比较广的,具有代表性的分类法,就是依据地下水的埋藏条件与含水层的空隙性质进行划分的综合分类法。
地下水的埋藏条件,就是指含水层在水文地质剖面中所处的部位及受隔水层限制的情况。
综合分类法,首先就是按地下水的埋藏条件分为包气带水、潜水与承压水。
再按照含水层空隙性质,分为孔隙水、裂隙水与岩溶水。
将二者组合成为9种复合类型的地下水。
地下水综合分类组合
分
类
孔隙水裂隙水岩溶水
包气带水各种松散沉积物中的土
壤水,存在于局部隔水层
上的季节性重力水,过路
重力水及悬挂毛管水
裸露裂隙岩层中的
季节性重力水及毛
细水
裸露岩溶化岩层
上部岩溶通道中
存在地季节性重
力水
潜水各种松散沉积物浅部的
水
裸露于地表各类裂
隙岩层中的水
裸露于地表的岩
溶化岩层中的水。
地下水定义:地下水是赋存于地表以下岩土空隙中的水,主要来源于大气降水,经土壤渗入地下形成的。
地下水是地质环境的组成部分之一,能影响环境的稳定性。
主要表现在:地基土中的水能降低土的承载力;基坑涌水不利于工程施工;地下水常常是滑坡、地面沉降和地面塌陷发生的主要原因;一些地下水还腐蚀建筑材料。
第一节地下水概述1.地下水:气态水、结合水、毛细水、重力水、固态水以及结晶水和结构水。
重力水(自由水):不受静电引力影响,在重力作用下运动,可传递静水压力,能产生浮托力、孔隙水压力,在运动过程中产生动水压力,具有溶解能力。
2.含水层:在正常的水力梯度下,饱水、透水并能给出一定水量的岩土层。
含水层的形成必须具备的条件:岩土层中有较大(指能透水)的空隙;含水层要为隔水层所限,以便地下水汇集不至流失;含水层要有充分的补给来源。
3.隔水层:在正常的水力梯度下,不透水或透水相对微弱的岩土层。
它可以是含水甚至饱水(如粘土),也可以是不含水的(如致密的岩石)。
4.滞水层:弱透水层。
5.岩土的水理性质:指岩土与水接触时,控制水分储存和运移的性质。
(1)容水度:岩土孔隙完全被水充满时的最大的水体积与土体积之比。
(2)持水度:饱和岩土在重力作用后,保持在土中水的体积与土体积之比。
这部分滞留土中的水为结合水和毛细水。
(3)给水度:在重力作用下排出的水的体积与岩土体积之比。
(4)透水性:岩土允许重力水渗透的能力。
用渗透系数表示。
(5)达西定律:地下水线性渗透的基本规律。
Q=kiA; v=ki第二节地下水类型地下水按埋藏条件可分为:包气带水、潜水、承压水。
按含水介质类型分为:孔隙水、裂隙水、岩溶水。
地面以下、稳定地下水面以上为包气带。
稳定地下水面以下为饱水带。
1.包气带水:处于地表面以下、潜水位以上的包气带岩土层中,包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及基岩风化壳(粘土裂隙)中季节性存在的水。
2.潜水:埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由面的重力水。
◆赋存于岩石中的水有结合水、重力水、毛细水。
◆地下水按含水岩石空隙介质类型可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。
◆松散岩石的孔隙度定义为岩石中孔隙体积与包括孔隙在内岩石的体积之比。
◆含水层或含水系统从外界获得水量的过程称作补给。
◆地下水形成作用包括:溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用、混合作用、人类作用。
◆孔隙中毛细水存在形式有支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水。
◆从成因角度分析,粘性土空隙主要组成有原生孔隙、次生孔隙、次生裂隙。
◆地下水含水系统按岩石空隙特征可分为孔隙含水系统、裂隙含水系统、溶穴含水系统。
◆由地下水蒸发排泄作用,形成土壤盐碱化的条件干旱或半干旱气候、水位埋深浅、次生裂隙。
◆上层滞水是指分布在包气带中,局部隔水层之上,积聚在岩石空隙中的重力水。
◆导水断层具有独特的水文地质意义,它可以起到贮水空间、积水廊道、导水通道。
◆控制岩溶发育最活跃最关键的因素是水的流动性。
◆水文循环按循环途径可分为大循环和小循环。
◆地下水含水系统补给来源大气降水、地表水、凝结水、含水层之间补给、人工补给。
a◆岩石中的空隙是地下水的储存场所和运动通道。
◆岩石中的空隙可分为孔隙、裂隙和溶穴。
◆上升泉按其出露原因可分为侵蚀泉、断层泉、接触带泉。
◆地下水中主要阴离子有阳离子主要有◆地下水用于供水资源有以下优点:空间分布广、水质洁净、时间可挥复性。
◆岩石的水理性质包括容水度、持水度、给水度、透水度。
◆地下水动态指地下水与环境相互作用下,含水层各要素随时间变化的总量。
◆地下水流速V与实际流速U之间关系V<U V=neU。
◆达西定律的数学表达式为:Q=Kωh/L=KωI各项代号含义Q—渗透流速ω—过水断面h--水头损失、L--渗透途径、I--水力梯度、K—渗透系数弹性给水度Me(承压含水层贮水系数)指其测压水位下降(或上升)一个单位深度,单位水面积含水层释放出(或储存)的水的体积.溶滤作用:在水与岩土相互作用下,岩土中一部分物质转入地下水中,这就是溶滤作用。
地下水类型地下水按埋藏条件可分为三大类:包气带水、潜水、承压水。
根据含水层的空隙性质,地下水可分为三个亚类:孔隙水、裂隙水、岩溶水。
一、包气带水包气带水处于地表面以下潜水位以上的包气带岩上层中,包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及基岩风化壳(粘土裂隙)中季节性存在的水。
包气带水的主要特征是受气候控制,季节性明显,变化大,雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。
包气带水对农业有很大意义,对建筑工程有一定影响。
二、潜水埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由面的重力水叫潜水。
潜水的自由表面,承受大气压力,受气候条件影响,季节性变化明显,春、夏季多雨,水位上升,冬季少雨,水位下降,水温随季节而有规律的变化,水质易受污染。
潜水主要分布在地表各种岩、土里,多数存在于第四纪松散沉积层中,坚硬的沉积岩、岩浆岩和变质岩的裂隙及洞穴中也有潜水分布。
潜水面随时间而变化,其形状则随地形的不同而异,可用类似于地形图的方法表示潜水面的形状,即潜水等水位线图。
此外,潜水面的形状也和含水层的透水性及隔水层底板形状有关。
在潜水流动的方向上,含水层的透水性增强;含水层厚度较大的地方,潜水面就变得平缓,隔水底板隆起处,潜水厚度减小。
潜水面接近地表,可形成泉。
当地表河流的河床与潜水含水层有水力联系时,河水可以补给潜水,潜水也可以补给河流。
潜水的流量。
水位、水温、化学成分等经常有规律的变化,这种变化叫潜水的动态。
潜水的动态有日变化、月变化、年变化及多年变化。
潜水动态变化的影响因素有自然因素及人为因素两方面。
自然因素有气象、水文、地质、生物等。
人为因素主要有兴修水利。
修建水库。
大面积灌溉和疏干等。
这些因素都会改变潜水的动态,我们掌握潜水动态变化规律就能合理地利用地下水,防止地下水可能造成的对建筑工程的危害。
潜水的补给来源主要有:大气降水、地表水、深层地下水及凝结水。
大气降水是补给潜水的主要来源。
降水补给潜水的数量多少,取决于降水的特点及程度、包气带上层的透水性及地表的覆盖情况等。
水文地质基础名词解释(3)水文地质基础名词解释112.接触带泉:岩浆或侵入体与围岩的接触带,常因冷凝收缩而产生隙缝,地下水沿此类接触带上升形成的泉。
113.地下水的泄流:当河流切割含水层时,地下水沿河呈带状排泄,称作地下水泄流。
114.蒸腾:植物生长过程中,经由根系吸收水分,在叶面转化成气态水而蒸发,称蒸腾。
115.系统:由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的整体。
116.激励:环境对系统的作用称激励。
117.响应:系统在接受激励后对环境的反作用称响应。
118.地下水含水系统:指由隔水或相对隔水岩层圈闭的,具有统一水力联系的含水岩系。
119.地下水流动系统:指由源到汇的流面群构成的,具有统一时空演变过程的地下水体。
120.地下水动态:在于环境相互作用下,含水层各要素(如水位、水量、水化学成分、水温)随时间的变化。
121.地下水均衡:某一时间段内某一地段内地下水水量(盐量、热量、能量)的收支状况。
122.均衡区:进行均衡计算所选定的区域。
123.均衡期:进行均衡计算的时间段。
124.正均衡:某一均衡区,在一定均衡期内,地下水水量(或盐量、热量)的收入大于支出,表现为地下水储存量(或盐储量、热储量)增加。
125.负均衡:某一均衡区,在一定均衡期内,地下水水量(或盐量、热量)的支出大于收入,表现为地下水的储存量(或盐储量、热储量)减少。
126.孔隙水:赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙之中的地下水。
127.裂隙水:赋存并运移于裂隙基岩中的地下水。
128.成岩裂隙水:赋存并运移于成岩裂隙中的地下水。
129.风化裂隙水:赋存并运移于风化裂隙中的地下水。
130.构造裂隙水:赋存并运移于构造裂隙中的地下水。
131.等效多孔介质方法:用连续的多孔介质的理论来研究非连续介质中的问题。
132.岩溶:水对可溶岩进行化学溶解,并伴随以冲蚀作用及重力崩塌,在地下形成大小不等的空洞,在地表形成各种独特的地貌以及特殊的水文现象称为岩溶。
地下水的类型及其特点是什么地下水是指存在于地表以下岩石空隙、土壤孔隙和裂隙中的水。
它在地球上的水循环中起着重要的作用,也是人类生产生活中不可或缺的水资源。
地下水的类型多样,每种类型都有其独特的特点。
一、孔隙水孔隙水是存在于松散沉积物孔隙中的地下水。
其主要特点包括:分布广泛:松散沉积物在很多地区都有分布,如河流冲积平原、滨海平原、山间盆地等,使得孔隙水的分布较为广泛。
含水层均匀:由于沉积物颗粒较为均匀,孔隙水的含水层在水平和垂直方向上相对均匀。
水量丰富:在孔隙发育良好、厚度较大的地区,孔隙水的水量较为丰富。
水质较好:一般来说,孔隙水的水质较好,受到的污染相对较少。
但是,孔隙水也存在一些局限性。
例如,其含水层的渗透性相对较弱,地下水的流动速度较慢。
二、裂隙水裂隙水是存在于岩石裂隙中的地下水。
根据裂隙的成因,可分为风化裂隙水、成岩裂隙水和构造裂隙水。
风化裂隙水:分布在风化壳中,通常深度不大。
其特点是分布不均匀,富水性较差。
成岩裂隙水:与岩石的成岩过程有关,水量较小。
构造裂隙水:是裂隙水中最为重要的类型,由地壳构造运动形成的裂隙发育而成。
其特点是具有明显的方向性,通常沿着断裂带或裂隙密集带分布,水量较大,且往往具有良好的导水性。
裂隙水的总体特点是分布不均匀、水力联系较差,但在裂隙发育密集的地区,可能形成丰富的地下水资源。
三、岩溶水岩溶水又称喀斯特水,是指赋存和运移于可溶岩的溶隙、溶洞中的地下水。
岩溶水的特点十分显著:空间分布极不均匀:岩溶发育的地区,地下水可能在某些部位形成巨大的溶洞和地下河,而在其他部位则几乎无水。
水量丰富:在岩溶发育强烈的地区,地下水资源往往极为丰富。
水质优良:一般具有良好的水质,但容易受到污染。
动态变化大:由于岩溶通道的复杂性和开放性,岩溶水的水位和流量变化较大,且变化迅速。
此外,岩溶水的开发利用也存在一定的难度和风险,如地面塌陷等地质灾害。
四、承压水承压水是充满于两个隔水层之间的含水层中的地下水。
地下水分类地下水(ground water),是指赋存于地面以下岩石空隙中的水,狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。
在国家标准《水文地质术语》(GB/T 14157-93)中,地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。
根据地下埋藏条件的不同,地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三大类。
①上层滞水:是由于局部的隔水作用,使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。
②潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水,通常所见到的地下水多半是潜水。
当地下水流出地面时就形成泉。
潜水存在于地表以下第一个稳定隔水层上面、具有自由水面的重力。
它主要由降水和地表水入渗补给。
③承压水(自流水)是埋藏较深的、赋存于两个隔水层之间的地下水。
承压水充满于上下两个隔水层之间的含水层中的水。
它承受压力,当上覆的隔水层被凿穿时,水能从钻孔上升或喷出。
按含水层性质分类,可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。
①孔隙水:疏松岩石孔隙中的水。
孔隙水是储存于第四系松散沉积物及第三系少数胶结不良的沉积物的孔隙中的地下水。
沉积物形成时期的沉积环境对于沉积物的特征影响很大,使其空间几何形态、物质成分、粒度以及分选程度等均具有不同的特点。
孔隙水存在于岩土孔隙中的地下水,如松散的砂层、砾石层和砂岩层中的地下水。
裂隙水是存在于坚硬岩石和某些粘土层裂隙中的水。
岩溶水又称喀斯特水,指存在于可溶岩石(如石灰岩、白云岩等)的洞隙中的地下水。
②裂隙水:赋存于坚硬、半坚硬基岩裂隙中的重力水。
裂隙水的埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性;含水层的形态多种多样;明显受地质构造的因素的控制;水动力条件比较复杂。
③岩溶水:赋存于岩溶空隙中的水。
水量丰富而分布不均一,在不均一之中又有相对均一的地段;含水系统中多重含水介质并存,既有具统一水位面的含水网络,又具有相对孤立的管道流;既有向排泄区的运动,又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动;水质水量动态受岩溶发育程度的控制,在强烈发育区,动态变化大,对大气降水或地表水的补给响应快;岩溶水既是赋存于溶孔、溶隙、溶洞中的水,又是改造其赋存环境的动力,不断促进含水空间的演化。