孔隙水裂隙水岩溶水
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特殊地质的水文情况分析
场地地下水与地表水连通性较好,主要为孔隙水、承压水和基岩裂隙水。
岩溶水四类。
孔隙水主要赋存于第四系人工填土层中,人工填土透水性中等,主要受降雨补给,其水量相对较小,粉(砂)质粘土及残积土(砂岩),残积土(大理岩)含水性相对差,可视为相对隔水层;承压水主要赋存于第四系冲洪积粉细砂及中粗砂中,主要受孔隙潜水及地表水径流补给,砂层透水性中等~强,其含水量相对较多,是主要的含水层;基岩裂隙水主要赋存于中~微风化岩裂隙中和构造破碎带中,接受上覆空隙潜水和地下径流补给,其富水性及导水性受断裂构造控制,具各向异性。
岩溶水富水程度与岩溶发育程度密切相关,一般在断层切割或紧靠断层处、河流及河谷侵蚀切割处、地下水排泄区等强岩溶发育带为岩溶水富集地段,从垂直方向看,一般在当地侵蚀基准面以下30m范围浅部岩溶强发育带为岩溶水富集地带。
场地地下水埋深较浅,勘查期间实测地下水位埋深1.0~5.9m,平均埋深4.22m,高程在25.26m~31.64m,参考工程区附近已有的工程勘查资料中的水文观测资料,本场地地下水位年变化幅度为0.5m~2m。
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。
◆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。
潜水的排泄,可直接流入地表水体。
一般在河谷的中上游,河流下切较深,使潜水直接流入河流。
在干旱地区潜水也靠蒸发排泄。
在地形有利的情况下,潜水则以泉的形式出露地表。
三、承压水地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水称为承压水或自流水。
由于地下水限制在两个隔水层之间,因而承压水具有一定压力,特别是含水层透水性愈好,压力愈大,人工开凿后能自流到地表。
因为有隔水顶板存在,承压水不受气候的影响,动态较稳定,不易受污染。
承压水的形成与所在地区的地质构造及沉积条件有密切关系。
只要有适宜的地质构造条件,地下水都可形成承压水。
适宜形成承压水的地质构造大致有两种:一为向斜构或盆地,称为自流盆地;另一为单斜构造亦称为自流斜地。
四、裂隙水埋藏在基岩裂隙中的地下水叫裂隙水。
这种水运动复杂,水量变化较大,这与裂隙发育及成因有密切关系。
裂隙水按基岩裂隙成因分类有:( 1 )风化裂隙水分布在风化裂隙中的地下水多数为层状裂隙水,由于风化裂隙彼此相连通,因此在一定范围内形成的地下水也是相互连通的水体,水平方向透水性均匀,垂直方向随深度而减弱,多属潜水,有时也存在上层滞水。
◆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---324,HCO SO Cl 阳离子主要有++++22,,,Mg Ca K Na◆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 =n e U 。
◆达西定律的数学表达式为:Q =K ωh /L =K ωI 各项代号含义Q —渗透流h--水头损失、L--渗透途径、I--水力梯度、K —渗透系数 承压含水层贮水系数)指其测压水位下降(或上升)一个单(或储存)的水的体积.,岩土中一部分物质转入地下水中,这就透各向同性。
第⼆章岩⽯中的孔隙与⽔分第⼆章岩⽯中的空隙与⽔分⼀、名词解释1.岩⽯的透⽔性:岩⽯允许⽔透过的能⼒。
2.孔隙:松散岩⽯中,颗粒或颗粒集合体之间的空隙。
3.孔隙度:松散岩⽯中,某⼀体积岩⽯中孔隙所占的体积。
4.裂隙:各种应⼒作⽤下,岩⽯破裂变形产⽣的空隙。
5.裂隙率:裂隙体积与包括裂隙在内的岩⽯体积的⽐值。
6.岩溶率:溶⽳的体积与包括溶⽳在内的岩⽯体积的⽐值。
7.溶⽳:可溶的沉积岩在地下⽔溶蚀下产⽣的空洞。
8.给⽔度:地下⽔位下降⼀个单位深度,从地下⽔位延伸到地表⾯的单位⽔平⾯积岩⽯柱体,在重⼒作⽤下释出的⽔的体积。
9.重⼒⽔:重⼒对它的影响⼤于固体表⾯对它的吸引⼒,因⽽能在⾃⾝重⼒作影响下运动的那部分⽔。
10.⽑细⽔:受⽑细⼒作⽤保持在岩⽯空隙中的⽔。
11.⽀持⽑细⽔:由于⽑细⼒的作⽤,⽔从地下⽔⾯沿孔隙上升形成⼀个⽑细⽔带,此带中的⽑细⽔下部有地下⽔⾯⽀持。
12.悬挂⽑细⽔:由于上下弯液⾯⽑细⼒的作⽤,在细⼟层会保留与地下⽔⾯不相联接的⽑细⽔。
13.容⽔度:岩⽯完全饱⽔时所能容纳的最⼤的⽔体积与岩⽯总体积的⽐值。
14.孔⾓⽑细⽔:在包⽓带中颗粒接点上由⽑细⼒作⽤⽽保持的⽔。
15.持⽔度:地下⽔位下降⼀个单位深度,单位⽔平⾯积岩⽯柱体中反抗重⼒⽽保持于岩⽯空隙中的⽔量。
⼆、填空1.岩⽯空隙是地下⽔储存场所和运动通道。
空隙的多少、⼤⼩、形状、连通情况和分布规律,对地下⽔的分步和运动具有重要影响。
2.岩⽯空隙可分为松散岩⽯中的孔隙、坚硬岩⽯中的裂隙、和可溶岩⽯中的溶⽳。
3.孔隙度的⼤⼩主要取决于分选程度及颗粒排列情况,另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。
4.松散岩层中,决定透⽔性好坏的主要因素是孔隙⼤⼩;只有在孔隙⼤⼩达到⼀定程度,孔隙度才对岩⽯的透⽔性起作⽤。
5.地下⽔按岩层的空隙类型可分为:孔隙⽔、裂隙⽔、和岩溶⽔。
6.岩性对给⽔度的影响主要表现为空隙的⼤⼩与多少。
7.通常以容⽔度、含⽔量、给⽔度、持⽔度和透⽔性来表征与⽔分的储容和运移有关的岩⽯性质。