水文地質(zhì)學(xué)課件ppt版 12 裂隙水

第十二章裂隙水

fracturewater

FundamentalsofHydrogeoloy

水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)本章內(nèi)容12.1概述12.2裂隙的成因類(lèi)型及其中的地下水12.3裂隙介質(zhì)及其滲流

12.4裂隙及裂隙水的研究方法

12.5斷層的水文地質(zhì)意義

12.1概述基巖在應(yīng)力作用下產(chǎn)生各種裂隙：成巖過(guò)程中形成成巖裂隙；經(jīng)歷構(gòu)造變動(dòng)產(chǎn)生構(gòu)造裂隙；風(fēng)化作用產(chǎn)生風(fēng)化裂隙；具有臨空面的巖體，因天然地質(zhì)作用或人為工程活動(dòng)減載卸荷，可形成卸荷裂隙裂隙水(fracturewater)——賦存于基巖裂隙中的地下水裂隙水表現(xiàn)出更為強(qiáng)烈的不均勻性和各向異性。分布不均勻——有的地方打井有水，有的地方無(wú)水

水力聯(lián)系不統(tǒng)一性——裂水含水系統(tǒng)的迭置與獨(dú)立

滲透的各向異性——KX≠KY裂隙水的特點(diǎn)、裂隙水含水系統(tǒng)12.2裂隙的成因類(lèi)型及其中的地下水堅(jiān)硬基巖受各種應(yīng)力作用，產(chǎn)生不同類(lèi)型的裂隙成巖裂隙（originalfracture如玄武巖的柱狀節(jié)理）風(fēng)化裂隙（weatheringfracture）構(gòu)造裂隙（tectonicfracture斷層裂帶）裂隙水的分類(lèi)脈狀裂隙水（veinywater）層狀裂隙水（stratiformwater）

12.2.1成巖裂隙水成巖裂隙——巖石在成巖過(guò)程中受內(nèi)部應(yīng)力而產(chǎn)生的原生裂隙。成巖裂隙的形成：沉積巖固結(jié)脫水、巖漿巖冷凝收縮。沉積巖及深成巖漿巖的成巖裂隙多是閉合的，儲(chǔ)水及導(dǎo)水意義不大。巖脈及侵入巖接觸帶，張開(kāi)裂隙發(fā)育。風(fēng)化裂隙深度有限局部形成層狀裂隙含水層動(dòng)態(tài)變化大12.2.2風(fēng)化裂隙水風(fēng)化裂隙水示意圖——層狀裂隙水（局部性）12.2.3構(gòu)造裂隙水構(gòu)造裂隙——巖石在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成，是最為常見(jiàn)、分布范圍最廣的裂隙。分布較廣的構(gòu)造裂隙水的特點(diǎn)：分布不均勻——有的地方打井有水，有的地方無(wú)水水力聯(lián)系不統(tǒng)一性——裂隙水含水系統(tǒng)的迭置與獨(dú)立滲透的各向異性——KX≠KY裂隙發(fā)育規(guī)律的控制因素

巖石（層）力學(xué)性質(zhì)受力后的破壞（脆，塑）結(jié)構(gòu)（厚層，互層等）構(gòu)造應(yīng)力大小，應(yīng)力頻率，性質(zhì)（張，拉）

構(gòu)造部位圖12.4層狀?yuàn)A層脆性巖層裂隙發(fā)育特征1-橫裂隙;2-斜裂隙;3-縱裂隙;4-層面裂隙;5-順層裂隙圖12.3層狀巖層構(gòu)造裂隙示意圖實(shí)例：

巖體裂隙發(fā)育以及滲透性

總體

隨深度衰減

12.3裂隙介質(zhì)及其滲流12.3.1裂隙及裂隙網(wǎng)絡(luò)是指一定范圍內(nèi)相互連通的不同級(jí)次的裂隙所構(gòu)成的空隙網(wǎng)絡(luò)——裂隙網(wǎng)絡(luò)裂隙級(jí)次：微小裂隙（原生和次生的）幾十~十幾條/m隙寬小中裂隙（順層的）幾條/m隙寬達(dá)幾mm大裂隙（巨裂隙）空間一定延伸，寬度大，正斷層，1條/幾米

裂隙及裂隙網(wǎng)絡(luò)(a)單個(gè)裂隙(b)裂隙網(wǎng)絡(luò)不同級(jí)次裂隙的作用微裂隙→儲(chǔ)水，裂隙率較大中裂隙→連通作用，儲(chǔ)水導(dǎo)水作用大裂隙→傳輸?shù)叵滤衅鹂刂谱饔?/p>

應(yīng)用：礦坑\基坑排水、洞室開(kāi)挖\文物保護(hù)、供水

12.3.2裂隙水流的基本特征裂隙水流的基本特征：①裂隙含水系統(tǒng)通常具有樹(shù)狀或者脈狀結(jié)構(gòu)。

②裂隙水的流場(chǎng)實(shí)際上是不連續(xù)的

③局部流向與整體流向往往不一致，有時(shí)甚至與整體流向正好相反12.4裂隙及裂隙水的研究方法野外調(diào)查內(nèi)容：裂隙產(chǎn)狀統(tǒng)計(jì)及裂隙分組統(tǒng)計(jì)每組裂隙的線(xiàn)密度裂隙跡線(xiàn)長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)裂隙寬度統(tǒng)計(jì)裂隙的導(dǎo)水能力12.4.1巖層裂隙野外調(diào)查統(tǒng)計(jì)

裂隙調(diào)查誤差裂隙長(zhǎng)度是一個(gè)難以準(zhǔn)確測(cè)量的參數(shù)，引起野外統(tǒng)計(jì)誤差的原因：在實(shí)際觀測(cè)時(shí)，短小的裂隙往往被忽略，使得統(tǒng)計(jì)得到的裂隙平均長(zhǎng)度偏大，裂隙密度偏小大的裂隙在觀測(cè)線(xiàn)或觀測(cè)面上出現(xiàn)的概率大，使其統(tǒng)計(jì)值偏大野外或工程開(kāi)挖面，往往難以滿(mǎn)足范圍足夠大而有適合于測(cè)量裂隙完整長(zhǎng)度的空間12.4.2裂隙水的模型化方法裂隙介質(zhì)滲流模型化分類(lèi):等效多孔介質(zhì)方法——把裂隙介質(zhì)近似概化成孔隙介質(zhì)，采用多孔介質(zhì)方法加以計(jì)算及模擬。雙重介質(zhì)方法——有些巖層存在兩種尺度相差大的孔隙，分別用兩種不同的介質(zhì)近似刻畫(huà)兩類(lèi)大小不同的空隙。非連續(xù)介質(zhì)方法——對(duì)裂隙網(wǎng)絡(luò)中每條具有實(shí)際導(dǎo)水意義的裂隙進(jìn)行精確描述，然后采用裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流模型通過(guò)數(shù)值方法求解滲流問(wèn)題。裂隙滲流場(chǎng)等效多孔介質(zhì)

(a)-(c)平面等效

(b)-(d)剖面等效12.4.3裂隙滲流場(chǎng)與孔隙滲流場(chǎng)的比較裂隙滲流場(chǎng)：——等效多孔介質(zhì)裂隙水運(yùn)動(dòng)平面圖（（a）、（c））裂隙水運(yùn)動(dòng)剖面圖（（b）、（d））

裂隙水流系統(tǒng)與孔隙水流系統(tǒng)的比較裂隙水流系統(tǒng)

孔隙水流系統(tǒng)12.5斷層的水文地質(zhì)意義斷裂帶的導(dǎo)水性——影響因素?cái)鄬觾杀P(pán)巖性：脆/脆——導(dǎo)水；脆/塑——部分導(dǎo)水；塑/塑——不導(dǎo)水?dāng)鄬拥牧W(xué)性質(zhì)：張性斷裂帶導(dǎo)水；壓性斷