第十一章孔隙水

第十一章孔隙水第一頁，共四十六頁，2022年，8月28日第十一章孔隙水11.1孔隙水的特征11.2洪積物中的地下水11.3沖積物中的地下水11.4湖積物中的地下水11.5孔隙含水系統(tǒng)實(shí)例分析第二頁，共四十六頁，2022年，8月28日

不同含水介質(zhì)中的地下水孔隙水裂隙水巖溶水按含水介質(zhì)的分類第三頁，共四十六頁，2022年，8月28日孔隙水主要賦存環(huán)境：賦存在松散沉積物中（不同的沉積環(huán)境中形成不同類型的沉積物，其地貌形態(tài)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、顆粒粒度及分選等均各具特點(diǎn)）。第四頁，共四十六頁，2022年，8月28日孔隙水的主要賦存部位：洪積物沖積物湖積物濱海沉積物黃土冰川沉積物

第五頁，共四十六頁，2022年，8月28日第十一章孔隙水11.1孔隙水的特征11.2洪積物中的地下水11.3沖積物中的地下水11.4湖積物中的地下水11.5孔隙含水系統(tǒng)實(shí)例分析第六頁，共四十六頁，2022年，8月28日

11.2洪積物中的地下水洪積扇的概念：山區(qū)暴雨形成流速極大的洪流沿河槽流出山口，進(jìn)入平原和盆地，不再受河槽的約束，地勢突然轉(zhuǎn)為平坦，集中的洪流轉(zhuǎn)為辮狀散流，水的流速頓減，搬運(yùn)能力急劇降低，洪流所攜帶的物質(zhì)以山口為中心堆積成扇形，稱為洪積扇。第七頁，共四十六頁，2022年，8月28日形成：

由山區(qū)集中的洪流流出山口堆積而成。

分布：

山澗盆地、山前平原

地貌形態(tài)：

扇形、錐形（即洪積扇、洪積錐、洪積裙）第八頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo典型地區(qū)洪積扇的形成地形地貌地形高，陡（扇頂）

地形低緩（扇緣）水動力條件水流集中

分散流速快（高能區(qū)）慢（低能區(qū)）山區(qū)平原扇頂

扇緣（前）

第九頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo

典型地區(qū)洪積扇沉積物的分帶性

沉積物粒度粗（礫，粗砂）中砂細(xì)極細(xì)、粘土沉積特征分選差

中等

好山區(qū)平原扇頂

扇緣（前）

第十頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo地下水的特征具明顯的分帶性—賦存

透水性（K）好差水位埋深深淺

漸深（或承壓）賦存（深埋區(qū)）（溢流區(qū)）（下沉區(qū)）山區(qū)平原扇頂

扇緣（前）

第十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日地下水賦存條件與特征—補(bǔ)給與排泄

補(bǔ)給好

差流動交替V大，交替快

V小，交替慢

排泄徑流排泄

蒸發(fā)排泄山區(qū)平原扇頂

扇緣（前）

第十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo地下水賦存條件與特征—水化學(xué)

形成作用溶濾作用濃縮作用礦化度（TDS）低

中

高成分與類型HCO3

SO4

Cl山區(qū)平原扇頂

扇緣（前）

第十三頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo地下水賦存條件與特征—動態(tài)與均衡

動態(tài)變幅大小

均衡

整體、統(tǒng)一的均衡區(qū)景觀（環(huán)境）缺水區(qū)泉，沼澤

鹽漬化區(qū)山區(qū)平原扇頂

扇緣（前）

第十四頁，共四十六頁，2022年，8月28日洪積扇上部：

砂礫石帶——粗大的顆粒直接出露地表,或僅覆蓋薄土層,有利吸收降水及山區(qū)匯流的地表水,主要補(bǔ)給區(qū)。潛水深埋帶——此帶地勢高,潛水埋藏深。鹽分溶濾帶——巖層透水性好,地形坡降大,徑流強(qiáng)烈。蒸發(fā)微弱而溶濾強(qiáng)烈,形成低礦化水。

第十五頁，共四十六頁，2022年，8月28日

潛水溢出帶——地形變緩、顆粒變細(xì),透水性變差,地下徑流受阻,潛水位接近地表,形成泉與沼澤而溢出。鹽分過路帶——徑流途徑加長,蒸發(fā)加強(qiáng),水的礦化度增高。地下水水位動態(tài)變化小。洪積扇的前緣止于此帶。洪積扇中部：第十六頁，共四十六頁，2022年，8月28日

潛水下沉帶——由于地表水的排泄及蒸發(fā),潛水埋深增大。潛水堆積帶——巖性變細(xì)、地勢變平,潛水埋深不大,干旱氣候下,蒸發(fā)成為主要排泄方式而水的礦化度增大,土壤常發(fā)生鹽漬化。洪積扇下部：第十七頁，共四十六頁，2022年，8月28日地貌上坡度由陡變緩；巖性上由粗變細(xì)；透水性由好到差；地下水位埋深由大而小；補(bǔ)給條件由好到差；由徑流為主轉(zhuǎn)化到以蒸發(fā)為主；水化學(xué)作用由溶濾到濃縮；礦化度由小到大,水化學(xué)類型產(chǎn)生相應(yīng)變化；地下水位的變動由大到小。洪積扇地貌、巖性、地下水的分帶性：第十八頁，共四十六頁，2022年，8月28日自然現(xiàn)象間相互聯(lián)系與相互依存的關(guān)系:

水動力條件分帶→沉積作用分帶→地貌巖性分帶→地下水分帶。第十九頁，共四十六頁，2022年，8月28日一般來說，洪積扇頂部通常潛水埋藏深度大，不利于取用地下水，故城鎮(zhèn)大多分布于溢出帶以上最利于取用地下水的地帶（如華北很普遍）。但西北某些山前地區(qū),洪積扇上部的潛水埋深往往反而比中部淺得多。原因——因新構(gòu)造運(yùn)動使隔水基底呈現(xiàn)差異斷塊活動,近山處基底上升而遠(yuǎn)山處下落,使兩側(cè)地下水位形成跌水。特定地理地質(zhì)背景下,洪積扇中地下水的獨(dú)特性:第二十頁，共四十六頁，2022年，8月28日西北某些新構(gòu)造運(yùn)動影響的洪積扇山前水位埋深

深淺

深淺

第二十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日第十一章孔隙水11.1孔隙水的特征11.2洪積物中的地下水11.3沖積物中的地下水11.4湖積物中的地下水11.5孔隙含水系統(tǒng)實(shí)例分析第二十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo11.3

沖積平原中的地下水河流沉積物與洪積物相比：①經(jīng)常性水流作用的結(jié)果②河流是線狀或帶狀分布的，橫向與縱向差異大；在沖積平原區(qū)往往發(fā)育有多條河流，呈交織狀、發(fā)生改道且長期作用

沖積平原砂層的幾何形態(tài)特征沖積物特征，從垂直河流橫向切剖面來分析第二十三頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo沖積平原中的河道變遷及砂層的幾何形態(tài)A-A，B-B橫切剖面砂層多為小透鏡體C-C，D-D縱向剖面砂層可以延伸很長第二十四頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo鄭州黃河中下游剖面—水文地質(zhì)剖面

在沖積平原上，古河道與現(xiàn)代河道，地勢最高，沉積顆粒較粗的砂，向外，隨著地勢變低依次堆積亞砂土、亞粘土，在河間洼地的中心部位則堆積粘土。由地勢較高（堆積粗粒沉積）的現(xiàn)代與近代古河道，到地勢低洼（堆積粘性土）的河間洼地，顯示著良好的微地貌—巖性—地下水分帶。

古河道河間洼地第二十五頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo古河道——河間洼地：地形與巖性古現(xiàn)代河道—

河間洼地

地形

高—

低

巖性（粒度）

粗—

細(xì)現(xiàn)代河道河間洼地古河道第二十六頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo古河道——河間洼地：地下水賦存、補(bǔ)給與排泄地下水埋深

深—

淺

補(bǔ)給條件好—

差

排泄徑流—

蒸發(fā)排泄現(xiàn)代河道河間洼地古河道第二十七頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo古河道——河間洼地：地下水化學(xué)特征水化學(xué)作用溶濾作用

濃縮作用

水型HCO3

Cl礦化度（TDS）TDS低

TDS高

現(xiàn)代河道河間洼地古河道第二十八頁，共四十六頁，2022年，8月28日第十一章孔隙水11.1孔隙水的特征11.2洪積物中的地下水11.3沖積物中的地下水11.4湖積物中的地下水11.5孔隙含水系統(tǒng)實(shí)例分析第二十九頁，共四十六頁，2022年，8月28日

11.4湖積物中的地下水沉積類型：

靜水沉積沉積特點(diǎn)：顆粒分選良好,層理細(xì)密,岸邊淺水處沉積砂礫等粗粒物質(zhì),向湖心逐漸過渡為粘士。第三十頁，共四十六頁，2022年，8月28日含水層特征：主要含水層的砂礫,展布廣、厚度大(單層厚度可達(dá)10Om以上)，剖面上為層狀或延伸遠(yuǎn)的長透鏡狀。隨著沉積物形成時湖盆規(guī)模、氣候、新構(gòu)造運(yùn)動等不同,砂礫含水層的規(guī)模不等。第三十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日巖性分布特征：靜水沉積，分選良好，層理細(xì)密，自岸邊向湖心顆粒由粗變細(xì)。地下水特征：沿湖岸分布有砂堤，常埋藏有潛水；向湖心過渡，以細(xì)粒淤泥質(zhì)粘土沉積為主，夾有薄層細(xì)砂或中砂的透鏡體可儲存賦水性較差的承壓水，水質(zhì)不好，有淤泥臭味；河流入湖口的三角洲沉積物，常含有水量豐富的地下水，既有潛水，也有淺層承壓水。第三十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日補(bǔ)充黃土高原的地下水黃土是特定地質(zhì)歷史時期的沉積物在我國西北部廣泛、大面積分布，西北部地區(qū)又是我國干旱半干旱氣候區(qū)，水資源嚴(yán)重匱乏，基本上無常年性河流（地表水），地下水水量也不豐富。

賦存于黃土孔隙與裂隙中的地下水是當(dāng)?shù)厝嗣裆畹闹饕础｜S土特征：厚度大，結(jié)構(gòu)疏松，粉土含量大于60%，含鈣質(zhì)結(jié)合，呈棕黃，微紅，棕黑色。

黃土形成時期：第四紀(jì)中、下更新世（Q2與Q3黃土）第三十三頁，共四十六頁，2022年，8月28日黃土發(fā)育垂直節(jié)理,且多蟲孔、根孔等以垂向?yàn)橹鞯拇罂紫?。故黃土的垂向滲透系數(shù)常比水平方向大幾倍到幾十倍。甘肅黃土滲水試驗(yàn)結(jié)果：

垂向K=0.19-0.37m/d,水平方向K=0.002-0.003m/d。隨著埋藏深度加大,黃土中大孔隙減少,滲透性明顯降低。第三十四頁，共四十六頁，2022年，8月28日第三十五頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo黃土地區(qū)的地貌形態(tài)：

塬、梁峁，黃土杖（撐）地

黃土塬

黃土梁

黃土杖地

第三十六頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo山西黃土地區(qū)實(shí)景照片右上黃土杖地左下黃土塬、梁右下黃土塬上第三十七頁，共四十六頁，2022年，8月28日CompanyLogo黃土高原的地下水特征黃土塬

黃土梁

黃土杖地

塬中—

塬邊（杖地）

水位埋深中—

大—

較小

補(bǔ)給有利于—

不利于

排泄弱—

較強(qiáng)，強(qiáng)

水化學(xué)溶濾—

濃縮

礦化度中—

礦化度大

有利打井取水區(qū)為塬中心，或邊坡地帶第三十八頁，共四十六頁，2022年，8月28日第十一章孔隙水11.1孔隙水的特征11.2洪積物中的地下水11.3沖積物中的地下水11.4湖積物中的地下水11.5孔隙含水系統(tǒng)實(shí)例分析第三十九頁，共四十六頁，2022年，8月28日11.5孔隙含水系統(tǒng)實(shí)例分析

上面分別討論了不同成因類型沉積物中的孔隙水,實(shí)際上,同一時期同一水流系統(tǒng),隨著沉積環(huán)境遞變,可在不同部位形成不同成因類型的沉積物,而其中組成含水層的粗粒物質(zhì),連續(xù)分布,賦存其中的水具有密切聯(lián)系,構(gòu)成統(tǒng)一的孔隙含水系統(tǒng)。第四十頁，共四十六頁，2022年，8月28日甘肅河西走廊石羊河流域：屬內(nèi)陸流域,上游河流來自南部祁連山的北麓,其中較大者為古浪、黃羊等8條,向北流出山口,大部分河水滲入洪積扇中,此時已進(jìn)入武威盆地的范圍。在武威以北為扇群邊緣,在扇群的溢出帶出現(xiàn)了一系列泉群,就是這些泉匯集成為石羊河,向北流至現(xiàn)在的紅崖山水庫中。再北流,又進(jìn)入民勤一湖水盆地,山前也是洪積扇堆積,河水復(fù)滲入扇中,但是由于水量較武威盆地小,在扇緣僅形成不多的泉水,大部分水以地下水的形式,從洪積物中進(jìn)入沖積物向北運(yùn)移,到達(dá)以北的湖泊沼澤地帶,一部分水以泉的形式進(jìn)入湖泊中,絕大部分消耗于蒸發(fā)。石羊河全長達(dá)100余Km,流域面積約300Okm2。第四十一頁，共四十六頁，2022年，8月28日第四十二頁，共四十六頁，2022年，8月28日第四十三頁，共