水文地质学基础第十章孔隙水.ppt

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1、LOGO第十章第十章 孔隙水孔隙水 pore waterFundamentals of Hydrogeoloy 水文地质学基础水文地质学基础主讲教师：张卫民主讲教师：张卫民本章内容本章内容10.1 洪积物中的地下水洪积物中的地下水10.2 冲积物中的地下水冲积物中的地下水10.3 黄土高原的地下水黄土高原的地下水10.4 孔隙含水系统实例分析（自学）孔隙含水系统实例分析（自学）Company Logo 孔隙水赋存于松散沉积物孔隙水赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙网络之中。颗粒构成的孔隙网络之中。在在我我国国，第第四四系系与与部部分分第第三三系系属属未未胶胶结结或或半半胶胶结结的的松松散散沉沉积积

2、物物，赋赋存存孔孔隙隙地地下下水水。下下面面主主要要讨讨论论第第四四系系松松散散沉沉积物中的孔隙水积物中的孔隙水。（1）典型地区洪积扇典型地区洪积扇(Alluvial fan)的形成的形成（2）洪积扇中地下水赋存条件与特征）洪积扇中地下水赋存条件与特征 从沉积物形成时的水动力条件入手，从沉积物形成时的水动力条件入手，(控制沉积作用控制沉积作用)分析沉积岩性的变化规律，分析沉积岩性的变化规律，(沉积作用控制岩性地貌沉积作用控制岩性地貌)到地下水的赋存条件与特征。到地下水的赋存条件与特征。(岩性地貌控制地下水岩性地貌控制地下水)10.1 洪积物中的地下水洪积物中的地下水Company Logo 1

3、0.1.1 典型地区洪积扇典型地区洪积扇(Alluvial fan)的形成的形成水动力条件水动力条件 水流集中水流集中 分散分散 流速快（高能区）流速快（高能区）慢（低能区）慢（低能区）地形地貌地形地貌 地形高，陡（扇顶地形高，陡（扇顶 地形低缓（扇缘）地形低缓（扇缘）山区山区平原平原扇顶扇顶扇缘（前）扇缘（前）Company Logo 典型地区洪积扇沉积物的分带性典型地区洪积扇沉积物的分带性 沉积物粒度沉积物粒度 粗（砾，粗砂）粗（砾，粗砂）中砂中砂 细细 极细、粘土极细、粘土 沉积特征沉积特征 分选分选 差差 中等中等 好好山区山区平原平原扇顶扇顶扇缘（前）扇缘（前）Company Log

4、o10.1.2 地下水赋存条件与特征地下水赋存条件与特征赋存赋存 透水性（透水性（K）好好 差差 水位埋深水位埋深 深深 浅浅 渐深（或承压）渐深（或承压）赋存赋存 （深埋区）（深埋区）（溢流区）（溢流区）（下沉区）（下沉区）山区山区平原平原扇顶扇顶扇缘（前）扇缘（前）Company Logo10.1.2 地下水赋存条件与特征地下水赋存条件与特征补给与排泄补给与排泄 补给补给 好好 差差 流速水交替流速水交替 V大，交替快大，交替快 V小，交替慢小，交替慢 排泄排泄 径流排泄径流排泄 蒸发排泄蒸发排泄山区山区平原平原扇顶扇顶扇缘（前）扇缘（前）Company Logo10.1.2 地下水赋存条

5、件与特征地下水赋存条件与特征水化学水化学 形成作用形成作用 溶滤作用溶滤作用 蒸发浓缩作用蒸发浓缩作用 矿化度（矿化度（TDS）低低 中中 高高 成分与类型成分与类型 HCO3 SO4 Cl山区平原扇顶扇顶扇缘（前）扇缘（前）Company Logo10.1.2 地下水赋存条件与特征地下水赋存条件与特征动态与均衡动态与均衡 动态动态 变幅变幅 大大 小小 均衡均衡 整体、统一的均衡区整体、统一的均衡区景观（环境）景观（环境）缺水区缺水区 泉，沼泽泉，沼泽 盐渍化区盐渍化区山区山区平原平原扇顶扇顶扇缘（前）扇缘（前）Company Logo10.1 松散沉积物地下水赋存条件小结松散沉积物地下水赋

6、存条件小结v综合上述分析：综合上述分析：分分析析不不同同沉沉积积物物类类型型的的地地下下水水赋赋存存、运运动动和和水水化化学学特特征征等等（简简称称水水文文地地质质条条件件），应应从从沉沉积积物物形形成成时时的的水水动动力力场场到到沉沉积积物物沉沉积积规规律律，再再到到地地下下水水的的分分带带性性特征特征来进行来进行v掌握分析问题的思路与方法比死记更重要掌握分析问题的思路与方法比死记更重要,即：即：普通地质作用普通地质作用-地质地貌地质地貌-水文地质条件水文地质条件v例如：例如：西北某些新构造运动影响的洪积扇西北某些新构造运动影响的洪积扇 山西霍县山西霍县-新构造运动结果新构造运动结果有多个溢

7、出带有多个溢出带Company Logo西北某些新构造运动影响的洪积扇西北某些新构造运动影响的洪积扇 山前水位埋深山前水位埋深 深深 浅浅 深深 浅浅 Company Logo水化学分带的异常：水化学分带的异常：v水化学分带的异常：水化学分带的异常：西北地区较典型的水型分带西北地区较典型的水型分带 HCOHCO3 3-SO-SO4 4-ClCl华北平原水型分带华北平原水型分带 HCOHCO3 3-HCO-HCO3 3Cl-Cl-ClCl华南地区水型无分带华南地区水型无分带 HCOHCO3 3低矿化度水低矿化度水上述分带原因：主要与降水量及蒸发多少有关上述分带原因：主要与降水量及蒸发多少有关Co

8、mpany Logo10.2 冲积物（冲积物（fluvial plain）中的地下水）中的地下水v河流沉积物与洪积物相比：河流沉积物与洪积物相比：经常性水流作用的结果经常性水流作用的结果 河河流流是是线线状状或或带带状状分分布布的的，横横向向与与纵纵向向差差异异大大；在在冲冲积积平平原原区区往往往往发发育育有有多多条条河河流流，呈呈交交织织状状、发生改道且长期作用发生改道且长期作用v冲积平原砂层的几何形态特征冲积平原砂层的几何形态特征v冲冲积积物物的的特特征征，从从垂垂直直河河流流横横向向切切剖剖面面来来分分析析（郑州黄河中下游为例）郑州黄河中下游为例）：见后页图见后页图郑州剖面郑州剖面Com

9、pany Logo冲积平原中的河道变迁及砂层的几何形态冲积平原中的河道变迁及砂层的几何形态A-A，B-B横横切切剖剖面面砂砂层层多多为为小透镜体小透镜体C-C，D-D纵纵向向剖剖面面砂砂层层可可以以延伸很长延伸很长。Company Logo10.2.1 郑州黄河中下游剖面郑州黄河中下游剖面水文地质剖面水文地质剖面 在在冲冲积积平平原原上上，近近期期古古河河道道与与现现代代河河道道，地地势势最最高高，沉沉积积颗颗粒粒较较粗粗的的砂砂，向向外外，随随着着地地势势变变低低依依次次堆堆积积亚亚砂砂土土、亚亚粘粘土土，在河间洼地的中心部位则堆积在河间洼地的中心部位则堆积粘土粘土。由由地地势势较较高高（堆

10、堆积积粗粗粒粒沉沉积积）的的现现代代与与近近代代古古河河道道，到到地地势势低低洼洼（堆堆积积粘粘性性土土）的的河河间间洼洼地地，显显示示着着良良好好的的微微地地貌貌岩岩性性地下水分带地下水分带。古河道古河道河河间间洼洼地地Company Logo10.2.2 古河道古河道河间洼地：河间洼地：地形与岩性地形与岩性 古、现代河道古、现代河道 河间洼地河间洼地地形地形 高高 低低岩性（粒度）岩性（粒度）粗粗 细细现代河道现代河道河间洼地河间洼地古河道古河道Company Logo10.2.3 古河道古河道河间洼地：河间洼地：地下水赋存、补给与排泄地下水赋存、补给与排泄地下水埋深地下水埋深 深深 浅浅

11、补给条件补给条件 好好 差差排泄排泄 径流径流 蒸发排泄蒸发排泄现代河道现代河道河间洼地河间洼地古河道古河道Company Logo10.2.3 古河道古河道河间洼地：河间洼地：地下水化学特征地下水化学特征水化学作用水化学作用 溶滤作用溶滤作用 浓缩作用浓缩作用水型水型 HCO3 Cl,矿化度（矿化度（TDS）TDS 低低 TDS 高高现代河道现代河道河间洼地河间洼地古河道古河道Company Logo10.3 10.3 黄土高原的地下水（风成作用）黄土高原的地下水（风成作用）v黄土是特定地质历史时期的沉积物黄土是特定地质历史时期的沉积物v在在我我国国西西北北部部广广泛泛、大大面面积积分分布布

12、，西西北北部部地地区区又又是是我我国国干干旱旱半半干干旱旱气气候候区区，水水资资源源严严重重匮匮乏乏，基基本本上上无无常常年年性性河流（或地表水），地下水水量也不丰富河流（或地表水），地下水水量也不丰富。v赋赋存存于于黄黄土土孔孔隙隙与与裂裂隙隙中中的的地地下下水水是是当当地地人人民民生生活活的的主主要水源。要水源。v黄黄土土特特征征：厚厚度度大大，结结构构疏疏松松，粉粉土土含含量量大大于于60%，含含钙质结核，呈棕黄，微红，棕黑色。钙质结核，呈棕黄，微红，棕黑色。v黄土形成时期：第四纪中、下更新世黄土形成时期：第四纪中、下更新世 （Q2与与Q3黄土）黄土）Company Logo10.3.1

13、 10.3.1 黄土地区的地貌形态黄土地区的地貌形态v黄土地区的地貌形态：黄土地区的地貌形态：黄土塬：黄土塬：原始地貌保持较好的规模较大的黄土平台原始地貌保持较好的规模较大的黄土平台 黄土梁：黄土梁：长条状的垅岗长条状的垅岗；黄土峁：黄土峁：浑圆形的土丘；浑圆形的土丘；黄土杖（撑）地：黄土杖（撑）地：梁与峁之间宽浅谷地梁与峁之间宽浅谷地黄土塬黄土塬黄土梁黄土梁黄土杖地黄土杖地Company Logo山西黄土地区实景照片山西黄土地区实景照片v右上黄土杖地右上黄土杖地v左下黄土塬、梁左下黄土塬、梁v右下黄土塬上右下黄土塬上Company Logo10.3.2 10.3.2 黄土高原的地下水特征黄土

14、高原的地下水特征黄土塬黄土塬黄土梁黄土梁黄土杖地黄土杖地 塬中塬中 塬边塬边（杖地）（杖地）水位埋深水位埋深 小小 大大 小小 补补 给给 有利于有利于 不利于不利于 排排 泄泄 弱弱 较强，强较强，强 水化学水化学 溶滤溶滤 浓缩浓缩 矿化度矿化度 中中 矿化度大矿化度大有利打井取水区为塬中心，或边坡地带有利打井取水区为塬中心，或边坡地带Company Logo10.4 10.4 孔隙含水系统实例分析孔隙含水系统实例分析请自学教材请自学教材P113，10.5节内容节内容分析问题的方法：分析问题的方法：沉积环境（水动力条件）沉积环境（水动力条件）沉积规律沉积规律 地下水特征地下水特征 本章的重

15、点是掌握从沉积物的本章的重点是掌握从沉积物的沉积环境沉积环境（水动（水动力条件）出发，分析沉积物的力条件）出发，分析沉积物的沉积规律沉积规律，进一步分，进一步分析析地下水特征地下水特征的思路与方法。的思路与方法。重要的知识点是掌握重要的知识点是掌握洪积物和冲积物中地下水的洪积物和冲积物中地下水的赋存、运动、水化学和水动态的分带性赋存、运动、水化学和水动态的分带性特点。特点。第十章结束第十章结束Company Logo本章内容本章内容10.1 洪积物中的地下水洪积物中的地下水10.2 冲积物中的地下水冲积物中的地下水10.3 黄土高原的地下水黄土高原的地下水10.4 孔隙含水系统实例分析（自学）孔隙含水系统实例分析（自学）Company Logo