10地下水地质作用
认识地下水的地质作用
６.２ 地下水的类型
• (３)确定潜水面的埋藏深度.潜水面的埋藏深度等于该点的地形高程减 潜水位.根据各点的埋藏深度值,可绘出潜水等埋深线.
• (４)确定含水层厚度.当等水位线图上有隔水层顶板等高线时,同一测 点的潜水水位与隔水层顶板的高程之差即为含水层厚度.
• ３.承压水 • 充满于两个隔水层之间含水层中具有水头压力的水,称为承压水.承压
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６.２ 地下水的类型
• 许多干旱盆地中心,形成高含盐量的咸水,即是垂直排泄的结果.水平排 泄,既消耗水分又消耗水中盐分,所以不会引起潜水化学组成的改变.
• 排泄与径流是密切相关的,一定的径流条件产生与其相适应的排泄方 式,如径流条件好的山区河流中游地区,潜水排泄以水平方式为主;径流 条件不好的平原或河流下游,主要是垂直排泄.人工开采潜水也是排泄.
• 潜水补给来源充沛,水量比较丰富,是重要的供水水源.但在居民区和厂 矿附近易被污染.潜水水质变化较大,湿润气候地形切割强烈时,易形成 含盐低的淡水;干旱气候低平地形,常形成含盐量高的咸水.
• (２)潜水面的形状及其影响因素.潜水面的形状是潜水的重要特征之一 ,它一方面反映外界因素对潜水的影响;另一方面也反映潜水的特点,如 流向、水力坡度等.
• (３)潜水的补给、径流和排泄.潜水含水层自外界获得水量的过程称补 给.在补给过程中潜水的水质可随之发生相应的变化.潜水最普遍的和 最大的补给源是大气降水入渗.地表水的补给常发生在河流下游或洪 水期,地上河的补给常发生在河流下游或洪水期,地上河的补给则是经 常的.当潜水下部承压含水层的水位高于潜水位时,下部含水层的水可 以通过它们之间的弱透水层或通道补给潜水,这种补给称越流补给.
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14第十章地下水的地质作用
第一节 地下水的基本概念
二、地下水的储存 溶隙（溶洞）：可溶性的岩石，如岩盐、石膏、石灰岩和白云
岩等，在地下水溶蚀下产生的空洞。
第一节 地下水的基本概念
二、地下水的储存
溶隙（溶洞）
岩溶地貌地形
第一节 地下水的基本概念
三、岩石的透水性 孔隙的大小 岩石的透 水性好坏 孔隙度
第二节 地下水的基本类型
一、按地下水的埋藏条件 3、承压水 当钻孔打穿隔水层顶板时， 钻孔中的水位将上升到含水
层顶板以上一定高度称静止
水位（侧压水位）。在静止 水位高于地表的范围在承压 区打井，地下水能够喷出成 为自流井。
第二节 地下水的基本类型
一、按含水层的空隙性质 孔隙水
按含水层的 空隙性质 裂隙水 岩溶水
第三节 地下水的地质作用
一、地下水的剥蚀作用（岩溶作用） 3、岩溶地貌——喀斯特 石芽和石林：
沟槽不断加深加宽， 沟槽之间凸起的石 脊称为石芽。 如石芽形态高大， 沟坡近于直立，且 发育成群，远观宛 若森林，称为石林。
第三节 地下水的地质作用
第一节 地下水的基本概念
二、地下水的储存 裂隙：各种应力作用下岩石产生的破裂 成岩裂隙 按裂隙 的成因
构造裂隙
风化裂隙
第一节 地下水的基本概念
二、地下水的储存 裂隙：各种应力作用下岩石产生的破裂
岩石裂隙对地下水的影响
第一节 地下水的基本概念
二、地下水的储存 溶隙（溶洞）：可溶性的岩石，如岩盐、石膏、石灰岩
间上的变化规律。
第一节 地下水的基本概念
七、地下水的补洽、径流与排泄
第一节 地下水的基本概念
七、地下水的补洽、径流与排泄
地下水对地质的作用
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。
地质学-第7章地下水的地质作用
溶洞的发育由溶蚀、机械潜蚀和重力崩塌等多种 作用共同形成。
近于同一高度的洞穴可以连接起来，构成迂回曲 折、忽高忽低、时宽时窄的溶洞系统。
——美国肯塔基州巨洞国家公园的猛犸洞， 长252公里。
——桂林七星岩有总长16公里的地下溶洞。
孔隙水
溶隙 水
裂隙 水
透水性（permeability）：岩石能透过地下水 的性能。
透水层（permeable bed）：地下水易于通过 的岩石层。
含水层（aquifer）：能透过或保存地下水并 能在重力作用下释放出相当数量水的岩层。
隔水层（impervious bed）：地下水不易透过 和储存的岩层。
岩溶作用形成的地形称岩溶地形（或称喀斯特地 形（karst landform））。
喀斯特——来源于南斯拉夫亚得里亚沿海的喀斯 特高原，该地区以碳酸盐岩石发育为主。
徐霞客在桂林的 塑像
地关中下，的水一对CO部可2的分溶含C性O量岩2是越石以大的碳，溶酸对解氢岩力根石与（的地H溶下C蚀水O3力中-）越C的O大形2的。式含地存量下在有水 的C大a。增CO含加3）H。+接和触HC时O，3-的便水会与发石生灰化岩学（反主应要，成使分其为溶方解解度石大
潜水面——隔水层之上，潜水的自由水面。 潜水面受地形，构造因素的影响，可以有 起伏。
3．承压水（confined water）：指埋藏在两 个稳定隔水层之间的透水层内的重力水。 又称为层间水（interlayer water）。
承压水的类型
补给 区
自流井
排泄 区
排泄 区
排泄区
地下水按其所贮存岩石的空隙特点又可分 为：
地下水地质作用
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。
第八章 地下水的地质作用及地貌特征
③隔水层底板形状：若隔水底板向下凹陷， 特别是某些河谷盆地，在枯水季节，可形 成潜水湖，此时潜水面呈水平状；而在丰 水季节水面上升超出盆地边缘的隔水底板， 又可形成潜水流；隔水底板由于构造原因 形成阶梯陡坎，此时潜水面往往出现跌水 现象。
此外，人工抽取潜水，可使潜水面形成 一个以抽水井为中心的漏斗曲面。
（2）潜水
• 是埋藏在地表以下，第一个稳定的隔水层以上， 具有自由水面的重力水（见图）。潜水一般埋藏 在第四纪松散沉积物的孔隙中或出露地表的基岩 裂隙中，潜水的自由表面称潜水面；潜水面上任 一点至地面的距离称为潜水埋藏深度。潜水面上 任一点的海拔高度，称为该点的潜水位H。潜水 面至隔水底板的距离称为潜水含水层厚度。潜水 埋藏深度和含水层厚度各处不一，往往相差很大。
D．承压水的水质变化大，从淡水直到矿化很 高的卤水都有。如承压水的补给、径流与 排泄条件好，则矿化度往往比较低，水质 接近入渗的降水及地表水；如承压水的补 给、径流、排泄条件差，水循环缓慢，则 水从岩层中溶解得到的盐类就多，水的矿 化度相应升高。
2、颜色 地下水一般是无色透明的，它含某 些化合物或胶体物质之后呈现不同的颜色， 含钙、镁离子的水为微蓝色，含2价铁离子为 灰蓝色，含3价铁离子为褐黄色等。
3、透明度 地下水的透明度决定于水中所含 的盐类、悬浮物、有机质和胶体的数量 ，分 为四个等级：
透明（水柱高度大于60厘米）
微混浊（30～60㎝）
2、气体成分 3、胶体和有机质
4、pH值
酸性侵蚀
水的类别 强酸性水 弱酸性水 中性水 弱碱性水 强碱性水
PH值
<5
5-6.5
6.5-8
8-10
>10
第二节 地下水的类型及其特征
试论地下水的地质作用和对工程的影响
试论地下水的地质作用和对工程的影响摘要：地下水作为地球上重要的水体，与人类的关系十分密切，地下水可以满足人的日常生活的需要，但是，凡事过多都会出现问题，所以地下水有一个总体平衡的问题，地下水过多的话也会造成一些危害，会引起铁路、公路塌陷，淹没矿区坑道等。
地下水也不能盲目和过度开发，否则容易形成地下空洞、地层下陷等问题。
而且地下水本身的腐蚀，搬运，和堆积的地质作用对社会的发展中的一些工程也会造成一定的影响，所以在很多的地质工程上哪个都必须要考虑到地下水的影响作用。
关键词：地下水；地质作用；工程影响地质体内的地下水可以通过挖掘涌出，也会因为人类的日常生活向地下注水以及大量的灌溉还有降水的影响导致地下水增多，提高地下水位，对地质环境造成一定的影响。
如果在一些建筑场所发生地下水位上升涌出的情况，会及大程度上影响工程建设的进度。
除此之外还有由于地下水的地质作用产生的腐蚀性，以及自然条件下产生的流砂现象以及冻胀现象都对工程的建设有一定的不利影响。
所以在进行工程设计的问题上要充分的考虑地下水的地质作用带来的一些问题，以下将对这些作用及影响作出分析说明。
一．地下水的地质作用1．地下水的腐蚀作用在地下水下沿途的空隙里，在水的流动过程中，对土壤和岩石的冲刷作用，使岩石间杂质和松软的泥土被冲走，造成岩石间的缝隙增大，泥土的流失。
长时间作用下，会造成地面塌陷，地下空洞。
任何事物都是含有化学成分的，地下水和土地相互作用，产生化学反应，会形成一系列特殊的地质地貌。
2.地下水的搬运作用地下水的搬运作用主要是化学搬运，在搬运过程中携带一部分细沙和杂质，当某个地区地下水达到一定的饱和，在物理作用下，受力和气体等外界条件的影响，最终汇入河流和海洋。
3.地下水的堆积作用地下水在流动过程中，遇到较开阔的地方，水动力减小，流动速度慢，溶解在水中的杂质在重力作用下慢慢的堆积，形成泥土，甚至在地下水流出地表形成河流的时候，松散的堆积物在外力作用下日积月累形成岩石。
冰川与地下水地质作用
6. 地下水的沉积作用
化学沉积作用： 地下水所溶物质，常因压力、水分蒸发、二氧化碳逸出等原因， 过饱和而沉积。 常见的化学沉积物： 1.溶洞滴石（石钟乳、石笋、石柱和石幔）； 2.泉华； 3.空隙和裂隙沉积物（方解石脉、硅化木等）。
6. 地下水的沉积作用
机械沉积作用：经短距离搬运后，地下水中的溶蚀残余堆积 物在洞穴低洼处的沉积（多为富铁、铝的粘土）及溶洞坍塌与 地下河带来的碎屑物构成的溶洞角砾沉积。
古岩溶与地壳运动
岩溶发育阶段的周期性循环，随着地壳运动的发生而变迁：一 次地壳的阶段性抬升，可以在一个地区发育一套相应的岩溶产 物。而不同高程上出现的一套岩溶产物，标志着该地区曾经发 生过相应的地壳运动。
挖掘作用与磨蚀作用可以同时进行，当冰床底部有凸时起基 岩时，迎冰面以磨蚀为主，背冰面以挖掘为主，形成羊背石。
羊背石
冰蚀地形
冰蚀地形
1.冰蚀谷：经山谷冰川刨蚀、改造而形成的谷地，冰谷地形 较平直而宽阔，两壁陡立，横剖面呈“U”字型。
冰蚀悬谷：复式山谷冰川的支流，因冰量较小，刨蚀能 力较弱，在汇入主流处，支流的谷底常较主流谷底高出很多， 当冰川消融后支冰蚀谷悬挂在主冰蚀谷的谷坡上，形成悬谷。
冰碛物的特点：大小混杂，无分选，无磨圆，因是卸载堆积， 故无层理。较大的砾石有擦痕。
冰碛地形
冰川沉积地形称冰碛地形，包括：
1.终碛堤： 冰舌推运物在雪线出堆积的弧型堤坝。堤坝 外陡内缓。
2.侧碛堤：因冰川两侧搬运物多，融化后沿谷壁堆积成 的长条状垄岗地形。
3.中碛堤：两冰川汇合，原侧碛堤片为中碛堤。 4.鼓丘：终碛堤内一系列长轴平行冰川的椭圆型小丘。
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第十章地下水及其地质作用
一、填空题
1.地下水按其存在状态不同，可分为____、____、____三种类型，其中以____最为重要；按
其存在方式不同，可分为____、____、____和____等类型，其中以____最为重要；按其埋藏条件不同，可分为____、____、____三种类型；按其沉积物或岩石中空隙性质不同，可分为____、____和____等三种类型。
2.地下水按埋藏条件可分为____、____、____三种基本类型。
3.地下水按含水层空隙性质分为____、____、____三种基本类型。
4.地下水的搬运以____方式为主，地下水的沉积方式以____为主。
5.地下水的物理性质主要是指地下水所具有的____、____、____和____等性质。
6.地下水的某些物理性质与化学组成间常见的对应关系如下：臭鸡蛋味，表明地下水中含较
多的____；腐烂味，表明含较多的____；呈浅蓝色的水，表面含较多的____；味道可口的水，表明含较多的____；有甜味的水，表明含较多____；有苦味的水，表明含较多的____；有涩味的水，表明含较多的____。
7.导致地下水发生过饱和沉积的主要原因是____、____和____等；常见发生过饱和沉积的地
点在____、____、____等处。
8.各种类型的地下水，有其不同的流向。
包气带中重力水是从地表向下作____运动；潜水位
附近作____方向运动；承压水是顺层从水头____处流向水头____处。
9.喀斯特平原是喀斯特发展到____期的地形。
10.根据化学沉积发生的空间部分，将地下水化学沉积分为____、____、____、____四种类型。
二、名词解释
地下水、空隙、孔隙、裂隙、溶隙；孔隙水、裂隙水、喀斯特（岩溶）水；包气带、饱水带、上层滞水、潜水、承压水；透水性、含水性、隔水层、透水层、泉；喀斯特（岩溶）
三、选择题
1.潜水是____。
A.地面下第一个稳定隔水层上面的饱和带中的重力水
B.岩石空隙中的水
C.围限在两个隔水层之间的地下水
2.承压水是____。
A.地面下第一个隔水层上面的饱和水
B.页岩空隙中的水
C. 围限在两个隔水层之间的地下水
3.____是地面下第一个稳定隔水层上面的饱和水，其上一般没有隔水层。
A.承压水
B.孔隙水
C.潜水
4.下列岩土中孔隙度最大的是____。
A.砾石层
B.砂层
C.粘土
D.黄土
5.一个地区潜水面坡度与下列因素有关的是____。
A.旱季
B.雨季
C.地形坡度
6.我国喀斯特（岩溶）最发育的省区是____。
A.云南省
B.贵州省
C.广西壮族自治区
D.广东省
7.喀斯特发育第一阶段所形成的主要景观是____。
A.溶沟、溶洞、溶蚀洼地、落水洞
B.溶斗、石林、孤峰、溶蚀洼地
C.石芽、溶沟、溶斗、落水洞
D.石芽、溶洞、喀斯特平原、残丘
8.在下列各类岩石中相对最易溶解的是____。
A.石灰岩
B.泥灰岩
C.白云岩
D.不纯石灰岩
9.下列岩石能成为良好的隔水层是____。
A.粉砂岩
B. 页岩
C.粗砂岩
D.粘土岩
10.影响岩石孔隙度大、小的因素是____。
A.颗粒大小的均匀程度
B.颗粒的形状
C.胶结物数量
D. A 、B、C 均有影响。
11.下面哪一种条件的改变可以使地下水发生化学沉积？____
A.压力变大
B.压力减小
C.温度升高
D. 水中游离的CO2含量增加
四、判断正误（或是非题，在试卷上或答题纸上写“对”或“错”，“√”或“×”）
1.石灰岩地区地下水主要埋藏于裂隙断裂中。
（）
2.包气带指的是地下水面以下的部分，岩石空隙中充满了水的含水带。
（）
3.承压水指的是充满于二个稳定隔水层中间的含水层中的地下水。
（）
4.潜水指的是充满于二个稳定隔水层中间的含水层中的地下水。
（）
5.粘土的孔隙度（20-90%）比砾石层的孔隙度（25-45%）大，所以粘土的透水性比砾石层好。
（）
6.地下水与地表水之间常常可以互相补给。
（）
7.地下水中CO2的浓度与局部的围压成正比，与温度成反比。
（）
8.一般说，火成岩和变质岩只含裂隙水而不含孔隙水。
（）
9.当钻孔打穿层间含水层上覆的不透水层后，如该处层间含水层的承压水头高于该处地面标
高时，则可获得自流水。
（）
10.由于地下水水位的急剧升降变化，因而形成了多层溶洞。
（）
11.溶沟、溶芽、石林是岩溶发育过程中形成于同一阶段的地貌景观。
（）
12.一般民用井水中的水位可以代表该地区的潜水水位。
（）
13.孔隙度大的岩石或疏松沉积物，其孔隙也大。
（）
14.地下水是位于地表下进行潜蚀作用的，所以地下水潜蚀不会改变地表面貌的。
（）
15.只要有可溶性岩石存在的地区就会产生喀斯特作用。
（）
16.潜水面分布，在空间上是随地形起伏而起伏，在时间上是随其变化而变化的。
（）
17.饱水带与包气带的界面就是饱水带的自由表面。
（）
18.喀斯特地形的形成除了地下水的溶蚀作用外，风化作用和地面流水的侵蚀作用也起了重要
的作用。
（）
五、图解题
1.图1为地下水的埋藏剖面，图中①、②、③分别表示什么？（3分）
（图1）
六、简答题
1.根据埋藏条件和含水层性质，地下水有哪些类型？各具有什么特点？
2.粘土的孔隙度比砂层大，但为什么前者为隔水层，后者却为良好的透水层？
3.论述地壳运动、水位升降与溶洞的关系？
4.喀斯特地区，多层溶洞所反映的地质意义是什么？
5.喀斯特（岩溶）发育可分成哪几个阶段？不同阶段各以什么特征为标志？
6.主要地表岩溶形态及成因。
7.喀斯特（岩溶）作用必须在哪些因素的互相配合下才能进行？
8.试述地下水的垂直分带和各带分布的岩溶地貌。
9.地下水运动有什么特点？运动速度受哪些因素影响？
10.地下水通常在那些条件下发生化学沉积？相应形成哪些类型的沉积物？
11.试比较地下水的剥蚀、搬运及沉积等作用与地表水有什么不同？
七、叙述题
1.简述地下水地质作用。
2.何谓喀斯特？有哪些地貌？其影响因素如何？
3.试述影响喀斯特发育的因素。