水文地質(zhì)學(xué)第一章－

第一章地下水基礎(chǔ)知識(shí)1第一章地下水基礎(chǔ)知識(shí)含水層：

貯存有水（主要是重力水）并在天然條件或人為條件下能流出水來(lái)的巖石，由于含水巖石大都呈層狀，所以稱(chēng)之為含水層含水巖組：復(fù)雜含水巖層的組合稱(chēng)為含水巖組（含水巖層可能呈脈狀、帶狀等）2第一章地下水基礎(chǔ)知識(shí)1.1含水介質(zhì)的水理性質(zhì)第一節(jié)含水層及含水巖組含水介質(zhì)的水理性質(zhì)：

巖石與水接觸后有關(guān)的性質(zhì)即與水分貯容和運(yùn)移有關(guān)的巖石性質(zhì)。

包括容水性、持水性和給水性，貯水性和釋水性，透水性以及毛細(xì)性等。3第一節(jié)含水層及含水巖組1.1含水介質(zhì)的水理性質(zhì)一、容水性、持水性和給水性二、貯水性或釋水性三、滲透性或透水性四、毛細(xì)性4第一節(jié)含水層及含水巖組1.2構(gòu)成含水層的條件一、透水層與隔水層透水層：巖石讓流體透過(guò)自身，反之為隔水層。兩類(lèi)隔水層：

一種是致密巖石，其中沒(méi)有空隙，既不能含水，也不可能透水。

另一種是孔隙度很大，但孔隙小，孔隙小存在的水絕大部分是結(jié)合水。有水但不透水。透水層與隔水層——巖石的滲透系數(shù)來(lái)區(qū)分滲透系數(shù)小于0.001米/日的巖石，隔水層；大于或等于這一值者屬隔水層。5第一節(jié)含水層及含水巖組1.2構(gòu)成含水層的條件二、含水層、半含水層與非含水層含水層：貯存有地下水，反之為并在天然條件下或人為條件下，能流出水來(lái)的巖層。半含水層（半透水層）：

①、構(gòu)造沉降使海相軟泥土上覆巖層荷載增加；②、大量開(kāi)采地下水，區(qū)域性水頭降低，通過(guò)弱透水層越流補(bǔ)給。非含水層：致密巖石。61.2構(gòu)成含水層的條件三、含水層富水性能的進(jìn)一步劃分1、松散沉積物中（標(biāo)準(zhǔn)：口徑26.7cm口徑鉆孔單位涌水量）2、堅(jiān)硬巖石中（標(biāo)準(zhǔn)：平水年泉流量）7第一節(jié)含水層及含水巖組1.3含水層的形態(tài)及其分類(lèi)一、含水層的形態(tài)含水層的形態(tài)即合水層的空間分布狀態(tài)，有層狀，脈狀和帶狀，以及塊狀。二、含水層分類(lèi)1．根據(jù)合水介質(zhì)空隙類(lèi)型劃分孔隙含水層；裂隙含水層；喀斯特含水層：81.3含水層的形態(tài)及其分類(lèi)二、含水層分類(lèi)2．根據(jù)含水層的埋藏條件及水力學(xué)狀態(tài)劃分

承壓合水層：是兩個(gè)不透水層或弱透水層之間所夾的完全飽水的含水層．含水層中任一點(diǎn)的壓強(qiáng)都大于一個(gè)大氣壓，所以稱(chēng)為承壓含水層；

無(wú)壓含水層：凡是含水層中水表面的壓力等于一個(gè)大氣壓力，即具有自由水面的含水層稱(chēng)為無(wú)壓含水層。91.3含水層的形態(tài)及其分類(lèi)二、含水層分類(lèi)3．根據(jù)滲透性的空間變化劃分

均質(zhì)含水層：含水層中各部分的滲透性與空間坐標(biāo)無(wú)關(guān)，是一個(gè)常量?？梢赃M(jìn)一步劃分為：各向同性均質(zhì)、各向異性均質(zhì)均質(zhì)含水層：101.4構(gòu)成含含水巖組的條件一、含水巖組的定定義含水巖組：就是指具有統(tǒng)一一的水力聯(lián)系和一一定的水化學(xué)特征征的多層含水層的的空間組合。二、構(gòu)成含水巖組組的基本條件1、含水巖組內(nèi)部部各個(gè)含水層應(yīng)該該具有統(tǒng)一的水力力學(xué)聯(lián)系。主要指合水層內(nèi)任任一點(diǎn)的水壓力與與相鄰點(diǎn)是連續(xù)的的，即含水層內(nèi)部部存在一個(gè)統(tǒng)一的的水壓力系統(tǒng)。①、如果地下水不不運(yùn)動(dòng)，那么等水水壓面是一個(gè)平面面。②、地下水流動(dòng)，，可以測(cè)到具一定定傾斜的測(cè)壓水面面。111.4構(gòu)成含含水巖組的條件二、構(gòu)成含水巖組組的基本條件2、合水巖組內(nèi)內(nèi)部的地下水應(yīng)具具有一定的水化學(xué)學(xué)特征．即某一含含水巖組的地下水水常常屬于一定水水文地球化學(xué)場(chǎng)作作用下的產(chǎn)物。例如：還原沉積環(huán)環(huán)境下沉積的含水水巖組中的地下水水．較低的氧化還原電電位及較高的亞鐵鐵離子成了該合水水巖組普遍的水化化學(xué)特征。121.4構(gòu)成含含水巖組的條件二、構(gòu)成含水巖組組的基本條件3、包括在一個(gè)含含水巖組中的各個(gè)個(gè)含水層在地質(zhì)上上常常具有一定的的成因聯(lián)系，并常常常同屬于某一地地層單位．由于地質(zhì)沉積環(huán)境境的變化普遍存在在旋迴性特點(diǎn)，所所以使一個(gè)含水巖巖組與另一個(gè)含水水巖組間常?？梢砸猿霈F(xiàn)比較明顯的的分界線(xiàn)，這個(gè)界界線(xiàn)往往也就是地地層時(shí)代的分界線(xiàn)線(xiàn)。131.5含水巖巖組間的相互聯(lián)系系含水巖組之間存在在著三種主要聯(lián)系系形式：一、越流聯(lián)系地下水中溶質(zhì)彌散散因素：一種是在溶質(zhì)濃度度梯度作用下的分分子擴(kuò)散作用；另一種是在水力梯梯度作用下的溶質(zhì)質(zhì)對(duì)流與機(jī)械彌散散作用。在一般情況下，后后者又經(jīng)常起著主主導(dǎo)作用。自然界存在的水化化學(xué)某一成分在數(shù)數(shù)量上的變化，以以突變?yōu)橹鳎醇磧煞N不同化學(xué)成成分水的接觸，仍仍以“鋒面“形式式出現(xiàn)為主。如果出現(xiàn)漸變過(guò)程程，不以突變形式式出現(xiàn)，則說(shuō)明兩兩含水巖組間可能能存在規(guī)模較大的的越流滲透。141.5含水巖巖組間的相互聯(lián)系系含水巖組之間存在在著三種主要聯(lián)系系形式：二、通過(guò)沉積間斷斷或埋藏的古剝蝕蝕面聯(lián)系三、通過(guò)新構(gòu)造活活動(dòng)帶聯(lián)系15第二節(jié)蓄水構(gòu)構(gòu)造2.1蓄水構(gòu)造的概念和和類(lèi)型一、蓄水構(gòu)造的概念蓄水構(gòu)造就是透水層與隔水水層棉相互結(jié)合而而構(gòu)成的能夠富集集和儲(chǔ)藏地下水的的地質(zhì)構(gòu)造．它是是透水層與隔水層層的對(duì)立統(tǒng)一物。。蓄水構(gòu)造由以下三三個(gè)基本要素組成成：(1)透水的巖層層或巖體．它構(gòu)成成蓄水構(gòu)造的含水水介質(zhì)．(2)相對(duì)隔水的的巖層或巖體．它它構(gòu)成蓄水構(gòu)造的的隔水邊界。(3)地下水的補(bǔ)補(bǔ)給和排泄條件，，即具有透水邊界界、補(bǔ)給水源和排泄出路。16第二節(jié)蓄水構(gòu)構(gòu)造2.1蓄水構(gòu)造的概念和和類(lèi)型一、蓄水構(gòu)造的概念儲(chǔ)水構(gòu)造儲(chǔ)水構(gòu)造是專(zhuān)指被被隔水邊界完全封封閉的含水的地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造體．它缺乏乏補(bǔ)給排泄條件．．儲(chǔ)水構(gòu)造中地下下水的交替極其遲遲緩，幾乎沒(méi)有交交替作用。172.1蓄水構(gòu)構(gòu)造的概念和類(lèi)型型一、蓄水構(gòu)造的概念182.1蓄水構(gòu)構(gòu)造的概念和類(lèi)型型二、蓄水構(gòu)造的類(lèi)型1．水平巖層蓄水水構(gòu)造．包括括：①承托式式蓄水構(gòu)造(上層層滯水的及承托式式潛水的)；②淹淹沒(méi)式水平巖層蓄蓄水構(gòu)造．2．單斜蓄水構(gòu)造造(包括承壓水斜斜地)．3．褶皺型蓄水構(gòu)構(gòu)造．包括：①向向斜菩水構(gòu)造；②②背斜蓄水構(gòu)造；；4．?dāng)嗔研托钏畼?gòu)構(gòu)造．包括：①斷斷層蓄水構(gòu)造；②②斷塊蓄水構(gòu)造(斷層阻水式的、、地塹式的、地壘壘式的及階梯斷塊塊式的)．5．接觸型蓄水構(gòu)構(gòu)造．包括：①侵侵入接觸蓄水構(gòu)造造(侵入接觸帶的的及侵入體阻水的的)；②巖脈蓄水構(gòu)造(導(dǎo)水巖脈的及阻阻水巖脈的)；②②不整合接觸蓄水水構(gòu)造(盆式的、、谷式的、堤壩式式的及古潛山的)．6．風(fēng)化殼蓄水構(gòu)構(gòu)造．192.2水平平巖層蓄水構(gòu)造一、水平巖層蓄水水構(gòu)造示意圖202.2水平平巖層蓄水構(gòu)造二、承托蓄水構(gòu)造造的富水性主要取取決于以下幾個(gè)因因素。(1)隔水層的分分布面積：面積越越大，地下水就越越豐富；面積太小小，只能形成季節(jié)節(jié)性地下水．(2)隔水層的傾傾斜程度：水平隔隔水層最有利于承承托地下水；隔水水層越是傾斜，地地下水就越不易保保持。(3)隔水層和含含水層的透水性：：隔水層透水水性越小及它與含含水層透水性相差差越大時(shí)，越有利利于保持地下水．．(4)地下水補(bǔ)給給條件：氣候、地地形等條件對(duì)補(bǔ)給給有利，補(bǔ)給充分分時(shí)，地下水豐富富；補(bǔ)給不連續(xù)、、不充分時(shí)，地下下水也不豐富，甚甚至只形成季節(jié)性性地下水。212.3單斜斜蓄水構(gòu)造一、單斜蓄水構(gòu)造造的地下水包括承承壓水和無(wú)壓水兩兩部分(1)在由透水巖巖層和不適水巖層層互層組成的單斜斜構(gòu)造中，地下水水以承壓水為主，，無(wú)壓比水只分布布在透水層出露地地表的地下水補(bǔ)給給區(qū)。這種單斜斜薔水構(gòu)造叫做承壓水斜地。(2)在缺少隔水水層覆蓋的巨厚層層單斜透水巖層中中，由于透水層大大部份出露于地表表，所以地下水以以無(wú)壓水為主。承承壓水只是分布在在局部有隔水層覆覆蓋的地方．222.3單單斜蓄蓄水構(gòu)造二、單斜斜蓄水構(gòu)造造的一個(gè)重重要特征，，就是合水水層的傾沒(méi)沒(méi)端具有阻阻水條件．．這種阻水水條件一般般由以下幾幾種原因造造成．(1)合水水層的空隙隙性和透水水性向傾沒(méi)沒(méi)方向隨著著埋藏深度度增加而減減小，以致致達(dá)到某一一深度后逐逐漸變?yōu)椴徊煌杆畬??！?32.3單單斜蓄蓄水構(gòu)造(2)由于于含水層向向其傾沒(méi)方方向逐漸尖尖滅而形成成的承壓水水斜地。242.3單單斜蓄蓄水構(gòu)造我國(guó)內(nèi)蒙的的大青山，，新疆的天天山以及甘甘肅的祁連連山等山前前地帶，都都有這種自自流水斜地地分布。25附件一、洪洪積扇扇中的地下下水1、洪積扇扇的形成過(guò)過(guò)程洪積物是暫暫時(shí)性水流流在山前地地帶形成的的一種堆積積物。若為為沖積、洪洪積共同作作用，則可可形成沖洪洪積扇。川川西平原上上的岷、沱沱二江的沖沖洪積扇等等都是童要要的供水水水源地26附件一、洪洪積扇扇中的地下下水2、根據(jù)地地下水埋深深、徑流條條件及水化化學(xué)特征，，可將洪積積扇中地下下水劃分為為Ⅰ、Ⅱ、、Ⅲ水文地地質(zhì)帶27附件一、洪洪積扇扇中的地下下水1）、Ⅰ水文地質(zhì)質(zhì)帶位于洪積扇扇頂部，靠靠近山口。。地形坡度度較陡，巖巖性為粗大大礫卵石堆堆積。具備備良好的滲滲透性能及及補(bǔ)給徑流流條件和儲(chǔ)儲(chǔ)水空間。。地下水埋藏藏較深，故故叫潛水深埋帶帶。有的埋深深可逾百米米，如祁連連山北麓和和昆侖山北北麓的許多多洪積扇。。由于地形坡坡度大、徑徑流條件好好，又是洪洪積扇的主主要補(bǔ)給區(qū)區(qū)，故又叫叫補(bǔ)給徑流帶帶，地下水礦化化度低，一一般小于0.5g/l，地下下水化學(xué)成成分的形成成以溶濾作作用為主，，因此又叫叫鹽分溶濾帶帶。水化學(xué)類(lèi)類(lèi)型大多是是重碳酸鹽鹽水。其動(dòng)動(dòng)態(tài)隨氣象象和水文條條件而變化化。28附件一、洪洪積扇扇中的地下下水2）、Ⅱ水文地質(zhì)質(zhì)帶位于洪積扇扇的中部。。地形坡度度變緩，巖巖性變細(xì)，，為細(xì)砂、、亞粘土等等，透水性性和徑流條條件都較I帶差，地地下水埋藏藏深度減小小，在適宜宜條件下以以泉或沼澤澤等形式出出露于地表表，故稱(chēng)為為潛水溢出帶帶或潛水淺埋帶帶。由于地下水水位接近地地表，巖性性變細(xì)，毛毛細(xì)作用增增強(qiáng)，特別別在干早半半干旱氣候候條件下，，蒸發(fā)作用用加強(qiáng)，水水的礦化度度顯著增大大，水化學(xué)學(xué)成分逐漸漸由重碳酸酸鹽水變?yōu)闉橹靥妓崃蛄蛩猁}水或或硫酸重碳碳酸鹽水，，故本帶又又稱(chēng)為鹽分過(guò)路帶帶。在本帶潛水水含水層之之下，被穩(wěn)穩(wěn)定的細(xì)粒粒沉積層覆覆蓋的砂礫礫層中，有有承壓水存存在。承壓壓水頭向扇扇形邊緣外外圍方向增增大。承壓壓水不易受受蒸發(fā)影響響，仍多屬屬礦化度小小于1g／／l的淡水水。29附件一、洪洪積扇扇中的地下下水3）、Ⅲ水文地質(zhì)質(zhì)帶位于洪積扇扇前緣，沉沉積物主要要由亞砂土土、亞粘土土及粘土組組成，常與與沖積物、、湖積物形形成復(fù)合的的堆積平原原。在河流排泄泄的影響下下，地下水水稍有加深深，因而稱(chēng)稱(chēng)為潛水下沉帶帶。粘土類(lèi)土的的毛細(xì)水上上升高度大大，在干旱旱、半干旱旱氣埃條件件下，地下下水大量消消耗于蒸發(fā)發(fā)，而將水水中鹽類(lèi)聚聚積起來(lái)，，礦化度很很快增高，，故本帶又又稱(chēng)鹽分堆積帶帶。地下水化化學(xué)類(lèi)型為為硫酸氯化化物水或氮氮化物硫酸酸鹽水，最最后可為氯氯化物水。。由于地下下水排泄以以垂直方向向（蒸發(fā))為主，故故又稱(chēng)垂直交替帶帶。此帶往往往產(chǎn)生土壤壤鹽漬化。。第Ⅲ帶沉積物物厚度大，在深部部常有由Ⅱ帶延伸下來(lái)的砂層層，形成深深部承壓水水，水質(zhì)較較上部潛水水好，可供供水。302.3單單斜蓄蓄水構(gòu)造(3)由于于含水層傾傾沒(méi)端被阻阻水?dāng)鄬臃夥忾]而形成成承壓水斜斜地312.3單單斜蓄蓄水構(gòu)造(4)由于于含水層傾傾沒(méi)端被阻阻水巖體封封閉而形成成承壓水斜斜地322.3單單斜蓄蓄水構(gòu)造三、單單斜蓄水構(gòu)構(gòu)造的地下下水補(bǔ)給區(qū)區(qū)位于透水水巖層出露露于地表的的地區(qū)．補(bǔ)補(bǔ)給區(qū)的地地下水屬潛潛水類(lèi)型．．地下水的的排泄途徑徑主要有以以下四種。。(1)巖層層向山內(nèi)方方向領(lǐng)斜，，或向溝谷谷上游傾斜斜．在這種種情形下，，含水層的的傾斜方向向具有較好好的封閉條條件，有利利于地下水水的富集和和儲(chǔ)存，可可形成承壓壓水斜地，，如圖中的的a所示。。但如果透透水巖層在在其傾斜方方向，例如如在山的背背后被侵蝕蝕而出露于于地表，則則將因?yàn)榈氐叵滤判剐购芸於徊灰赘患秃蛢?chǔ)存．這這種條件不不能成為蓄蓄水構(gòu)造，，如圖中的的b所示．．332.3單單斜蓄蓄水構(gòu)造(2)巖層層向山外方方向傾斜，，或向溝谷谷下游傾斜斜．分分為兩種情情形：當(dāng)當(dāng)巖層傾傾角小于地地面坡度角角時(shí)，如圖圖中的c所所示，地下下水根容易易排泄，不不易富集和和儲(chǔ)存，不不能成為蓄蓄水構(gòu)造；；當(dāng)巖層傾傾角大于地地面坡度角角時(shí)，如圖圖中的d所所示，含水水層的補(bǔ)給給條件和封封閉條件都都較好，有有利于地下下水富集和和儲(chǔ)藏，能能成為良好好的自流水水斜地。342.3單單斜蓄蓄水構(gòu)造(3)巖層層走向與地地形等高錢(qián)錢(qián)垂直．在在這種種條件下，，地下水主主要富集和和儲(chǔ)存于排排泄基準(zhǔn)面面以下的透透水層里，，分布在高高處的適水水巖層不易易保存地下下水。(4)在地地面坡度很很小或近于于水平，附附近又沒(méi)有有深切的排排水溝谷的的條件下，，單斜的含含水巖層一一般都儲(chǔ)藏藏地下水。。352.4褶褶皺型型蓄水構(gòu)造造在褶皺構(gòu)造造中，如果果同時(shí)分布布有透水巖巖層(或巖巖石透水帶帶)與相對(duì)對(duì)隔水巖層層時(shí)，相對(duì)對(duì)隔水層即即構(gòu)成隔水水邊界，透透水巖層(帶)成為為含水介質(zhì)質(zhì)，這種褶褶皺皺構(gòu)造造在適宜的的補(bǔ)給條件件下即形成成褶皺型蓄蓄水構(gòu)造．．褶皺型蓄水水構(gòu)造包括括向斜蓄水水構(gòu)造和背背斜蓄水構(gòu)構(gòu)造兩種類(lèi)類(lèi)型．362.4褶褶皺型型蓄水構(gòu)造造一、向斜蓄蓄水構(gòu)造372.4褶褶皺型型蓄水構(gòu)造造一、向斜蓄蓄水構(gòu)造1、向斜蓄蓄水構(gòu)造的的蓄水水條條件：(1）向斜斜中分布有有含水巖層層，作為儲(chǔ)儲(chǔ)水的空間間條件；(2)向斜斜中在透水水巖層之下下分布有隔隔水巖層，，或隔水層層與透水層層互層，作作為隔水的的邊界條件件；(3)地下下水從向斜斜翼部透水水層出露地地表的地形形較高地區(qū)區(qū)接受補(bǔ)給給，向地形形較低的核核部成翼部部匯集，構(gòu)構(gòu)成良好地地下水富集集條件．382.4褶褶皺型型蓄水構(gòu)造造一、向斜蓄蓄水構(gòu)造2、向斜斜蓄水構(gòu)造造按其中地地下水的埋埋藏條件和和地下水的的類(lèi)型，分分為兩種形形式．(1)承壓壓水盆地．．含水層夾夾于上下兩兩個(gè)不透水水層之間，，或含水層層與隔水層層互層．向向斜翼部含含水層出露露地表的地地區(qū)為補(bǔ)給