第二章-岩石中的孔隙与水分
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第二章岩石中的空隙与水分§2.1 岩石中的空隙岩石的空隙是地下水储存和运移的先决条件,空隙的多少、大小、形状、联通状况和分布规律,决定着地下水的埋藏、分布和运动。
将岩石空隙作为地下水储存场所和运动通道研究时,可分为三类,即:松散岩石中的孔隙,坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴。
§2.1.1 孔隙孔隙(pore)--unconsolidated soil1、孔隙:在松散堆积物中或胶结不好的沉积岩中以及部分喷出岩中,组成岩石的颗粒或粒集合体之间能存在的多孔状的空隙。
2、孔隙性:岩土孔隙的大小、分布规律、数量、形状、性质、联通情况等的总称。
3、孔隙度:岩石孔隙体积与岩石总体积之比。
n=Vn/V4、影响孔隙度大小的因素:1)分选程度2)颗粒排列状况:排列方式相同但颗粒直径不同的等粒岩石,其孔隙度完全相同。
3)颗粒形状4)胶结充填情况例外:粘性土的孔隙度§2.1.2 裂隙固结的坚硬岩石,包括:沉积岩、岩浆岩、变质岩,一般不存在或只是保留一部分颗粒之间的孔隙,而主要发育各种应力作用下岩石破裂变形产生的裂隙。
(fissure)-- hard rock按照成因分类:成岩裂隙构造裂隙风化裂隙裂隙率:裂隙体积与岩石总体积之比。
Kr=Vr/V野外研究裂隙时,还应注意测定裂隙的方向、宽度、延伸长度、充填情况。
§2.1.3 溶穴1、溶穴:起因于水的溶蚀,在可溶岩(白云岩、岩盐、石膏、石灰岩等)中形成的空洞(溶隙)。
(cavity)-- soluble rock2、岩溶率:Kk=Vk/V特点:岩溶率的变化范围很大,且在相邻很近地点处岩溶率完全不同,同一地点的不同深度处岩溶率也有很大变化。
四、岩石中的空隙小结1、岩石中的空隙是研究地下水的基础2、分布特点:孔隙主要分布于松散堆积物中,分布广泛,联通均匀裂隙分布于坚硬岩石中,分布不均溶穴分布可溶性岩石中,分布不均3、孔隙度,运用范围广;裂隙率、岩溶率受到地区限制,运用不广,代表性不强。
第一章地球上的水及其循环一、名词解释:1.水文地质学:水文地质学是研究地下水的科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律,并研究如何运用这些规律去兴利除害,为人类服务。
2.地下水:地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3.矿水:含有某些特殊组分,具有某些特殊性质,因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4.自然界的水循环:自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5.水文循环:发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
6.地质循环:地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
7.大循环:海洋与大陆之间的水分交换。
8.小循环:海洋或大陆内部的水分交换。
9.绝对湿度:某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10.相对湿度:绝对湿度和饱和水汽含量之比。
11.饱和差:某一温度下,饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12.露点:空气中水汽达到饱和时的气温。
13.蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14.降水:当空气中水汽含量达饱和状态时,超过饱和限度的水汽便凝结,以液态或固态形式降落到地面。
14.径流:降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
15.水系:汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。
16.水系的流域:一个水系的全部集水区域。
17.分水岭:相邻两个流域之间地形最高点的连线。
18.流量:单位时间内通过河流某一断面的水量。
19.径流总量:某一时间段内,通过河流某一断面的水量。
20.径流模数:单位流域面积上平均产生的流量。
21.径流深度:计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22.径流系数:同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。
二、填空1.水文地质学是研究地下水的科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。
2.地下水的功能主要包括:资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。
第二章岩石中的空隙与水分学习目的和要求:了解岩石中空隙的类型,掌握孔隙度、孔隙比、裂隙率、岩溶率的概念。
了解结合水、重力水、毛细水的概念。
在与水的储容及运移有关的岩石性质一节中,掌握容水度、重量含水量、体积含水量、给水度、持水度的概念,相互间的关系及其影响因素,重点掌握给水度的有关概念。
理解太沙基有效应力原理。
2.1 岩石中的空隙岩石空隙可分为三类:(1)松散岩石中的孔隙;(2)坚硬岩石中的裂隙;(3)可容岩石中的容穴。
1.孔隙孔隙体积的多少可用孔隙度表示:孔隙度(n)——指某一体积岩石(包括孔隙在内)中孔隙体积所占的比例。
孔隙比(ε)——指某一体积岩石内孔隙的体积(Vn)与固体颗粒体积(Vs)之比。
两者之间的关系为:ε=n/(1-n)影响因素:(1)分选程度;(2)颗粒的排列情况;(3)颗粒的形状;(4)胶结充填程度。
2.裂隙裂隙按成因可分为:(1)成岩裂隙;(2)构造裂隙;(3)风化裂隙。
裂隙的多少以裂隙率表示:裂隙率(Kr)——裂隙体积(Vr)与包括裂隙在内的岩石体积(V)的比值。
实际应用时,还用到面裂隙率,线裂隙率的概念。
另外,通过测定裂隙的几何参数→计算渗透张量K。
3.溶穴(溶隙)岩溶率(Kk)——指溶穴的体积(Vk)与包括溶穴在内的岩石体积(V)的比值。
自然界中岩石空隙的发育状况是复杂的。
岩石中的空隙以一定方式连接起来→空隙网络,成为地下水有效的储容空间和运移通道。
三种空隙网络具有不同的特点。
2.2 岩石中水的存在形式1.结合水结合水——受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水称为结合水。
2.重力水重力水——重力的影响大于固体表面的吸引力,在自身重力下能运动的那部分水岩土空隙中的重力水能够自由流动。
井泉取用的地下水,都属于重力水。
3.毛细水松散岩石中细小的孔隙通道构成毛细带,在地下水面以上的包气带中广泛存在毛细水。
进一步分为:(1)支持毛细水;(2)悬挂毛细水;(3)触点毛细水。