水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)2

第二章地下水的賦存學(xué)習(xí)導(dǎo)航：地下水賦存賦存的介質(zhì)賦存的形式第一節(jié)巖石的空隙第三節(jié)巖石的水理性質(zhì)第五節(jié)含水層和隔水層第二節(jié)巖石中水的存在形式第四節(jié)飽氣帶和飽水帶第六節(jié)地下水系統(tǒng)第一節(jié)巖石（土）的空隙空隙的意義：巖石（土）中存在著空隙，空隙是地下水滲入、儲存、運(yùn)移的場所和通道?？障兜念愋停核缮⒊练e物中的孔隙、堅硬巖石的裂隙和可溶巖的溶穴(隙）。見圖2-1?？紫叮捍嬖谟谒缮⒌幕蛭赐耆z結(jié)的巖石顆粒與顆粒之間或顆粒集合體與顆粒集合體之間的空隙，稱為孔隙。裂隙：裂隙是堅硬巖石形成時或形成后由于各種內(nèi)外營力的作用，使巖體遭受破壞而形成的空隙。溶穴（隙）：可溶性巖石經(jīng)地下水的溶蝕和機(jī)械沖蝕作用產(chǎn)生的空隙。第一節(jié)巖石（土）的空隙孔隙孔隙多少：孔隙度：衡量孔隙多少的指標(biāo)稱孔隙度。一般用巖石中孔隙體積和巖石總體積之比表示：影響孔隙度大小的因素：（1）顆粒的排列情況：不同的排列方式，孔隙度可在25.95%~47.94%之間波動。見圖2-2.（2）分選程度：乘法原則n=n1×n2（3）顆粒的形態(tài)、磨圓度（4）壓實(shí)、膠結(jié)情況（5）結(jié)構(gòu)和次生空隙孔隙度的測量：注水法、容重-比重法第一節(jié)巖石（土）的空隙孔隙大小孔隙大小的意義：孔隙大小對地下水的賦存和運(yùn)動有很大影響，孔隙越大，賦存的重力水越多，地下水運(yùn)動越通暢（以粘土為例說明,表2-1）。而空隙中，又是最細(xì)小的部分是影響水流的瓶頸（見圖2-4）。孔隙大小的影響因素：顆粒大?。▽紫洞笮∮绊懞艽?，見圖2-3）顆粒的排列方式（見圖2-5）顆粒的分選程度顆粒的形態(tài)顆粒被膠結(jié)情況以及礦物成分洪積物，由山洪在坡腳處沉積而成，又稱坡積物（大顆粒的孔隙）第一節(jié)巖石（土）的空隙裂隙裂隙的成因：內(nèi)營力（巖漿巖的冷凝收縮、沉積巖的固結(jié)干縮）、外營力（構(gòu)造作用、風(fēng)化作用）裂隙的特點(diǎn)：不均一性（分布不均一，寬度、長度、密度、連通性差異很大）方向性實(shí)例細(xì)砂巖中發(fā)育的裂隙第一節(jié)巖石（土）的空隙裂隙的多少（體積）裂隙率：裂隙的體積（Vr）與包含裂隙在內(nèi)的巖石的總體積（V）之比。面裂隙率：裂隙的總面積與巖層面總面積之比線裂隙率：裂隙的總寬度與巖芯總長度之比。裂隙的測量方法直接測量法飽水法第一節(jié)巖石（土）的空隙溶穴（隙）定義：可溶性巖石在原有空隙的基礎(chǔ)上經(jīng)過地下水長時間的差異溶蝕形成的空隙。溶穴的分類：溶孔、溶蝕裂隙、溶洞和暗河溶穴的特點(diǎn)：形態(tài)和大小變化很大，不均一性尤為突出。溶穴的多少（溶穴率）體積溶穴率面積溶穴率線溶穴率根據(jù)空隙類型對巖石的分類孔隙巖石（土）、裂隙巖石、溶穴巖石過渡類型：孔隙-裂隙巖石、裂隙-溶穴巖石等

溶蝕裂隙溶洞（無水）溶洞（有水）第二節(jié)巖石中水的存在形式地殼巖石中的水礦物結(jié)合水空隙中的水沸石水、結(jié)晶水結(jié)構(gòu)水結(jié)合水液態(tài)水固態(tài)水氣態(tài)水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水重力水毛細(xì)水巖石中水的存在形式氣態(tài)水：氣態(tài)水即水蒸汽，它和空氣一起分布于包氣帶巖石空隙中。結(jié)合水：由于靜電引力作用而吸附在巖石顆粒上的水叫結(jié)合水。其中最靠近顆粒表面、受靜電引力最大的那部分結(jié)合水稱強(qiáng)結(jié)合水，其外層受靜電引力較小的叫弱結(jié)合水。重力水：巖石空隙全部被充滿、在重力作用下運(yùn)動的液態(tài)水稱為重力水。重力水是水文地質(zhì)學(xué)研究的主要對象，也是能利用的主要部分，重力水在運(yùn)動時有層流和紊流兩種形式。三者的關(guān)系，見圖2-6第二節(jié)巖石中水的存在形式毛細(xì)水：由于毛細(xì)力的作用而充滿巖石毛細(xì)空隙中的水稱為毛細(xì)水。孔隙要求（D<1mm)、裂隙要求（L<0.25mm）毛細(xì)水產(chǎn)生的原因：表面張力與重力的平衡因此，不同的空隙毛細(xì)水上升的高度不同，見表2-3。毛細(xì)水類型：支持毛細(xì)水、懸掛毛細(xì)水、孔角毛細(xì)水，見圖2-7.圖2-8固態(tài)水：以固體冰形式存在于巖石空隙中的水稱固態(tài)水。一般在重力水凝結(jié)面成。礦物水：礦物水是存在于礦物晶體內(nèi)部或晶格之間的水，又稱化學(xué)水。沸石水、結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水第三節(jié)巖石的水理性質(zhì)定義：水進(jìn)入巖石空隙后，巖石空隙所表現(xiàn)出的與地下水的貯存和運(yùn)移有關(guān)的一些物理性質(zhì)?？障兜拇笮∈怯绊憥r石水理性質(zhì)的重要因素。容水性：容水性是指巖石能夠容納一定水量的性能。容水度：巖石所能容納的水的體積與巖石總體積之比。容水度決定于巖石的空隙，在數(shù)值上等于有效的孔隙度、裂隙率、溶穴率第三節(jié)巖石的水理性質(zhì)持水性：是指重力釋水后，巖石能夠保持住一定水量的性能。（主要是結(jié)合水和部分毛細(xì)水）持水度：在重力作用下，巖石能保持的水的體積與巖石總體積之比。分為毛細(xì)持水度和結(jié)合持水度。結(jié)合持水度大于取決于顆粒表面積，與顆粒大小有關(guān)，表2-4。給水性：飽水巖石在重力作用下，能自由給出一定水量的性能。給水度：地下水下降1個單位深度時，單位水平面積的巖石柱體在重力作用下釋放出水的體積。（單位體積在重力作用下釋放出水量）（注意與釋水率的區(qū)別）第三節(jié)巖石的水理性質(zhì)給水度的大小取決于巖石空隙的大小，其次才是空隙的多少，表2-5。持水性與容水性與給水性的關(guān)系，見圖2-12.透水性：透水性指巖石可以被水透過的性能。透水性的影響因素1、空隙大小（主要決定因素）2、空隙的最小直徑3、空隙的多少4、顆粒的分選性5、礦物成分6、結(jié)構(gòu)構(gòu)造第三節(jié)巖石的水理性質(zhì)滲透系數(shù)（水力傳導(dǎo)系數(shù)）：水力坡度為1時，滲透系數(shù)在數(shù)值上等于滲流速度。滲透系數(shù)不僅取決于巖石的性質(zhì)，而且與滲透液體的物理性質(zhì)有關(guān)。滲透率（內(nèi)在透水率）：衡量巖石透水性大小的指標(biāo)稱滲透率。與滲透液體的性質(zhì)無關(guān)。一般情況下，地下水的容重和粘滯性改變不大，可用滲透系數(shù)近似當(dāng)作巖層的透水性指標(biāo)。第四節(jié)包氣帶和飽水帶飽氣帶：土壤中重力水水面以上部分稱飽氣帶，飽氣帶的空隙中以汽態(tài)水和結(jié)合水為主。見圖2-13土壤水帶中間帶毛細(xì)帶飽水帶：地下重力水水面以下部分稱為飽水帶。第五節(jié)含水層和隔水層含水層和隔水層含水層：能透過水并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層。隔水層：不能透過并不能給水或只能透過與給出極少量水的巖層。指標(biāo)：滲透系數(shù)小于0.001m/d(李義昌《水文地質(zhì)與工程地質(zhì)》）。含水層形成的條件巖層具有儲存重力水的空間（孔隙、裂隙、溶隙）具備儲存地下水的地質(zhì)結(jié)構(gòu)（透水-含水-隔水、隔水-含水-隔水）具有充足的補(bǔ)給水源含水層與透水層的區(qū)別，圖2-14.含水層與隔水層具有相對性。第五節(jié)含水層和隔水層含水帶、含水段和含水巖組含水帶：是指空間延伸長度較大，而寬度有限的狹長帶狀地帶。如：斷層破碎帶、巖溶徑流帶、巖脈含水帶、侵入巖與圍巖接觸帶含水巖段：某一厚度較大的含水層內(nèi)，由于不同層段的含水性差異較大，而劃分出的不同強(qiáng)、弱含水層段或相對隔水層段。含水巖組：指具有統(tǒng)一的水力聯(lián)系和一定的水化學(xué)特征的多層含水層的空間組合。第六節(jié)地下水系統(tǒng)系統(tǒng)的定義系統(tǒng)的要點(diǎn)系統(tǒng)的分類系統(tǒng)的特征地下水系統(tǒng)地下水系統(tǒng)定義：是一個具有隔水或相對隔水邊界的沉積單元或構(gòu)造單元。地下水系統(tǒng)的子系統(tǒng)：其水流運(yùn)移空間由補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)和排泄區(qū)三個區(qū)