经典水文地质学基础PPT课件
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(5)潜水:主要特征
补给:降水入渗,河湖入渗 排泄:泉,(河)泄流,蒸发补给或排泄通过含水层厚度变
化而储水与释水! 动态:受气象,水文因素影响明显,
变化快(水量、水位季节性变化) 受人为因素影响也显著,易污染 水循环交替迅速:水循环周期短,更新恢复快
a—砂砾混合样
b—砾石
a试样的孔隙为细颗粒形成的小孔隙。
分选愈差,细粒占的比例愈大,孔隙愈小!
胶结程度越好,充填物越多,孔隙愈小!
颗粒排列方式对孔隙大小的影响
孔隙大小特征的描述:
孔喉(d)与孔腹 (d’)
孔喉对水流影响更大,孔隙大小 可用孔喉直径进行比较。
立方体排列: d=0.414D
D
D
四面体排列: d=0.155D
d
d
颗粒排列愈紧密,孔隙越小!
(2)包气带与饱水带
包气带与饱水带的划分
✓ 地下水面:地下一定深度岩石中 的空隙被重力水所充满,形成的一 个自由水面。 ✓地下水面之上称为包气带,之下 称为饱水带。 ✓包气带是饱水带中地下水参与水 文循环的一个重要通道,饱水带地 下水通过包气带获得降水、地表水 的入渗补给(补充),部分水又通 过包气带将水分传输,蒸发,消耗 出去。
溶穴(cave): 可溶性岩石被溶蚀后产生的空隙
岩石中的空隙
分选好,排列疏松的砂
分选好,排列紧密的砂
分选不好,含泥砂的砾石
部分胶结的砂岩
岩石中的空隙
有结构空隙的粘土
经过压缩的粘土
裂隙发育的岩石
有溶隙和溶穴的可溶岩
岩石中的空隙
一、孔隙
松散岩石是由大小不等的颗粒组成的。颗粒或颗粒集合 体之间的空隙,称为孔隙。
(2)隔水层(Aquifuge):不能透过与给出水或透过与给出的水量 微不足道的岩层,例如,裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、 粘土(致密);
(3)弱透水层(Aquitard):渗透性很差,给出的水量微不足道, 但在较大水力梯度作用下,具有一定的透水能力的岩层,例 如,各种粘土,泥质粉砂岩。
含水层,隔水层与弱透水层:概念相对性
土体孔隙的描述内容包括: 孔隙的大小、多少、形状、连通程度与分布规律
松散土体宏观上可以分为2大类:砂性土与粘性土
孔隙大小及其影响因素
思考:孔隙大小与哪些因素有关?
(1)孔隙大小与颗粒大小的关系:
岩石颗粒愈粗,孔隙愈大;颗粒愈细,孔隙愈小!
孔隙大小与分选程度的关系:
? 思考:下列2种试样哪种孔隙大?
含水层,隔水层与弱透水层:时间相对性
自然界中不存 在绝对的隔水 层,岩层是否 透水取决于时 间尺度。
54 32 1
ห้องสมุดไป่ตู้
④
③
含水层
隔水层/弱透水层
②
①
隔水层与弱透水层(诺曼与威瑟斯庞)
含水层,隔水层与弱透水层: 应用的相对性
岩性相同的地层根据不同研究目的可划分为含水层或 隔水层。
修水库时,要考虑建库后水库是否渗漏? 供水时,考虑水量是否足够,是否为含水层? 某组地层是含水层还是隔水层?其界定要灵活运用!
现代水文地质模拟计算,不再简单地划分为含水层、 隔水层,而是把不同岩层附于不同渗透参数。
(4)地下水分类
•广义地下水(subsurface water):地表以下岩石空隙中的 水(包气带、饱水带中的水)
• 狭义地下水(groundwater):地表以下饱水带岩石空隙中 的水(重力水)
包气带 潜水
承压水
第一章 水文地质学基础
推荐人: 期涛
水文地质学基础
1.1 地下水赋存条件 1.2 连续性假设 1.3 达西定律 1.4 水均衡原理
1.1 地下水的赋存
➢(1)岩石中的空隙与水 ➢(2)包气带与饱水带 ➢(3)含水层、隔水层、弱透水层 ➢(4)地下水分类 ➢(5)潜水 ➢(6)承压水 ➢(7)上层滞水
孔隙水 上层滞水 孔隙潜水 孔隙承压水
裂隙水 上层滞水 裂隙潜水 裂隙承压水
岩溶水 上层滞水 岩溶潜水 岩溶承压水
地下水分类:依据含水介质类型、埋藏条件划分含水介质三类,埋藏条件分三类, 组合共分为9类。
(5)潜水:概念
潜水:地表以下第一个具有自由表面的稳定含水层中的水 自由表面:即设有隔水层限制,与大气直接相通,除 大气压强外不受其它力 稳定:具有一定的空间连续性(范围)以示区分上层 滞水
(1)岩石中的空隙与水
岩石中的空隙 岩石空隙中水的存在形式 与水的储容运移有关的岩石水理性质
岩石中的空隙
岩石—包括坚硬岩石及松散土。 空隙—岩、土中各种类型空洞的总称。 空隙是地下水的赋存场所和运移通道。
孔隙(pore): 松散岩石颗粒间的空隙 空隙分为 裂隙(fissure): 坚硬岩石破裂产生的空隙
包气带
特点:
(1)岩石空隙未被水充满; (2)固、液、气三相介质并存; (3)水的存在形式多样:结合水、毛细水、重力水、气
态水。
包气带水的垂直分带:
(1)土壤水带 (2)中间带(过渡带) (3)毛细水带(支持毛细水带、饱和毛细水带)
饱水带
岩石空隙被水完全充满 →是二相介质(固相+液 相水)
空隙中水的存在形式: ①重力水
潜水含水层:赋存潜水的岩层。 屋建筑时的基坑排水,大堤堤角处的散浸渗漏(潜水)
(5)潜水:基本要素
潜水面 潜水位 潜水含水层
8
含水层厚度
5 6
3
D
4 4
M
1
7
潜水埋深 2
1 潜水含水层 2 隔水层 3、4 潜水面 潜水位 M 含水层厚度 D 潜水埋深 5 大气降水入渗 6 蒸发 7 流向 8 泉
重力水:连续分布(孔隙是连边)→传递压力→在水头差 作用下,地下水(空隙中的水)可以连续运动。
地下开挖,坑道,巷道,基坑,打井在此带均有重力水涌出来!
②结合水
重力水与结合水
(3)含水层,隔水层与弱透水层:基本概念
饱水岩层中,根据岩层给水与透水能力而进行的划 分:
(1)含水层(Aquifer):是能够透过并给出相当数量水的岩层, 例如,各类砂土,砂岩等;
定义中的“相当水量,微不足道,较大水力梯度”是模糊 的;含水层与隔水层的划分是相对的。从实际应用来看, 区分含水层与隔水层应考虑岩层给出的水量是否具有实际 意义。从理论意义来看,岩层是否透水还取决于时间尺度 。
如华北平原早期地下水开采,深层水与浅层水之 间水位差别不大,深层水与浅层水之间的粘土可 作为隔水层;随着深层水的不断开采,水位大幅 度降低,浅层水向深层“越流”,粘土层成为“透 水层”。