第11章 孔隙水

1、第第11章章 孔孔 隙隙 水水第第1節(jié)節(jié) 概述概述 第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙水洪積物中的孔隙水 第第3節(jié)節(jié) 沖積物中的孔隙水沖積物中的孔隙水 第第4節(jié)節(jié) 湖積物中的孔隙水湖積物中的孔隙水 第第5節(jié)節(jié) 黃土高原的孔隙水黃土高原的孔隙水第第1節(jié)節(jié) 概述概述一、概念一、概念 孔隙水賦存于孔隙水賦存于松散沉積物松散沉積物顆粒構成的顆粒構成的孔隙網絡孔隙網絡之中水。之中水。 二、分布二、分布 1、第四系松散沉積物、第四系松散沉積物 2、部分第三系膠結程度差的沉積巖、部分第三系膠結程度差的沉積巖 3、基巖風化殼、基巖風化殼 第第1節(jié)節(jié) 概述概述三、特點三、特點 1 1、在空間上呈、在空間上呈連續(xù)、均勻連

2、續(xù)、均勻和和層狀層狀分布，同一含水層中分布，同一含水層中的水具有統(tǒng)一的地下水面，含水系統(tǒng)內部水力聯系良好；的水具有統(tǒng)一的地下水面，含水系統(tǒng)內部水力聯系良好； 2 2、自然條件下呈、自然條件下呈層流層流，符合達西定律；，符合達西定律； 3 3、不同、不同地貌單元地貌單元和和成因類型成因類型的第四紀沉積物中有不同的第四紀沉積物中有不同的地下水特征。的地下水特征。（洪積物、沖積物、湖積物、黃土）（洪積物、沖積物、湖積物、黃土） 4 4、分布普遍分布普遍，埋藏較淺埋藏較淺，易于開采易于開采等。等。第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙水洪積物中的孔隙水洪積物：洪積物：暫時性集中洪流暫時性集中洪流在在山前出山口山前

3、出山口地帶堆積地帶堆積 形成的一種堆積物。形成的一種堆積物。 廣泛分布于廣泛分布于山間盆地山間盆地和和山前傾斜平原地帶山前傾斜平原地帶。 地貌特征：地貌特征：以以山口山口為中心，由為中心，由山麓山麓向向平原盆地平原盆地呈呈扇形扇形展布展布，扇間為洼地。，扇間為洼地。 Unconsolidated deposits beneath a closed fault-block mountain basin第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙水洪積物中的孔隙水地下水地下水深埋帶深埋帶地下水地下水溢出帶溢出帶地下水下沉帶地下水下沉帶（垂直交替帶）（垂直交替帶）巖性特征：由山麓向平原盆地顆粒由粗變細： 扇頂：扇頂：

4、礫石、卵石、漂礫等，無層理。 中部：中部：礫及砂為主，開始出現粘性土夾層，有明顯層理。 前緣：前緣：以粘性土為主，砂與粘性土互層。第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙水洪積物中的孔隙水 根據洪積扇中根據洪積扇中地下水埋深地下水埋深、徑流條件徑流條件以及以及水化學特征水化學特征，分，分三三個水文地質帶個水文地質帶：地下水深地下水深埋帶埋帶地下水溢地下水溢出帶出帶地下水下沉帶地下水下沉帶（垂直交替帶）（垂直交替帶）第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙水洪積物中的孔隙水 根據洪積扇中根據洪積扇中地下水埋深地下水埋深、徑流條件徑流條件以及以及水化學特征水化學特征，分，分三三個水文地質帶個水文地質帶：地下水深地下水深埋帶埋

5、帶地下水溢地下水溢出帶出帶地下水下沉帶地下水下沉帶（垂直交替帶）（垂直交替帶）第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙水洪積物中的孔隙水地下水地下水深埋帶深埋帶地下水地下水溢出帶溢出帶地下水下沉帶地下水下沉帶（垂直交替帶）（垂直交替帶）1、地下水深埋帶（、地下水深埋帶（徑流帶徑流帶、鹽分溶濾帶）、鹽分溶濾帶） （1）位置：）位置：扇頂扇頂； （2）地勢高，）地勢高，潛水埋深大潛水埋深大，強透水地層；強透水地層； （3）地形坡度大，水力坡度大，）地形坡度大，水力坡度大，徑流強徑流強，水平排泄；，水平排泄； （4）降水、地表水和山區(qū)基巖裂隙水補給量，動態(tài)變化大；）降水、地表水和山區(qū)基巖裂隙水補給量，動態(tài)變化大；

6、 （5） 化學成分以化學成分以溶濾作用溶濾作用為主，為主，HCO3Ca型水型水。地下水地下水深埋帶深埋帶地下水地下水溢出帶溢出帶地下水下沉帶地下水下沉帶（垂直交替帶）（垂直交替帶）第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙水洪積物中的孔隙水2、地下水、地下水溢出帶溢出帶（鹽分過路帶）（鹽分過路帶） （1）位置：）位置：洪積扇中部洪積扇中部； （2）地形變緩地形變緩、顆粒變細顆粒變細、透水性變差透水性變差，潛水雍高而接近地表潛水雍高而接近地表，形，形成成泉泉或或沼澤沼澤； （3）出現）出現粘性土粘性土或或夾層夾層，地下水徑流受阻，地下水徑流受阻，水平水平和和垂直垂直排泄；排泄； （4）接受降水與上游潛水的補給，

7、動態(tài)變??；）接受降水與上游潛水的補給，動態(tài)變?。?（5）由于蒸發(fā)，）由于蒸發(fā)，TDS 增大增大， HCO3-SO4 SO4- HCO3地下水地下水深埋帶深埋帶地下水地下水溢出帶溢出帶地下水下沉帶地下水下沉帶（垂直交替帶）（垂直交替帶）第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙水洪積物中的孔隙水 3、地下水下沉帶（、地下水下沉帶（垂直交替帶垂直交替帶、鹽分堆積帶）、鹽分堆積帶） （1）位置：）位置：洪積扇的前緣洪積扇的前緣；（2）以）以粘性土為主粘性土為主，夾有砂層夾有砂層， K很小。既有很小。既有潛水潛水，又有，又有多層承壓水多層承壓水；（3）由于蒸發(fā)和地表水的排泄，）由于蒸發(fā)和地表水的排泄，潛水埋深又略增大

8、潛水埋深又略增大；（4）上部潛水上部潛水接受降水補給，接受降水補給，下部承壓水下部承壓水接受前兩個帶側向補給。徑流微接受前兩個帶側向補給。徑流微弱，蒸發(fā)為主；弱，蒸發(fā)為主；（5） 上部潛水上部潛水濃縮作用加強，濃縮作用加強，TDS增大增大；下部承壓水下部承壓水水質相對好，水量大。水質相對好，水量大。 第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙水洪積物中的孔隙水地下水地下水深埋帶深埋帶地下水地下水溢出帶溢出帶地下水下沉帶地下水下沉帶（垂直交替帶）（垂直交替帶）總體規(guī)律：總體規(guī)律： 由山口向平原（盆地），由于水動力條件控制著沉積作用，洪積扇顯示良由山口向平原（盆地），由于水動力條件控制著沉積作用，洪積扇顯示良好的

9、地貌、巖性分帶。好的地貌、巖性分帶。 地貌地貌上坡度由陡變緩，上坡度由陡變緩，巖性巖性上由粗變細。從而決定了上由粗變細。從而決定了巖層透水性巖層透水性由好到差，由好到差，地下水位埋深地下水位埋深由大到小，由大到小，補給條件補給條件由好到差；由好到差； 排泄排泄由徑流為主轉化到以蒸發(fā)為主，由徑流為主轉化到以蒸發(fā)為主，水化學作用水化學作用由溶濾到濃縮，由溶濾到濃縮，礦化度礦化度由由小到大，小到大，水化學類型水化學類型產生相應變化；產生相應變化；地下水位的變動地下水位的變動也由大到小。也由大到小。第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙水洪積物中的孔隙水注意點：注意點： 典型的典型的洪積扇洪積扇形成于形成于干旱半

10、干旱地區(qū)的山前地帶干旱半干旱地區(qū)的山前地帶； 上述分帶是上述分帶是單就某一時期單就某一時期形成的洪積扇而言，若存在形成的洪積扇而言，若存在多期多期洪積扇的相互洪積扇的相互疊置疊置、串聯串聯等，則地下水分布規(guī)律將復雜化；等，則地下水分布規(guī)律將復雜化； 洪積扇找水方向：洪積扇找水方向： 深埋帶：深埋帶：經濟上不實惠，但水質好；經濟上不實惠，但水質好； 溢出帶：溢出帶：較好較好。水位淺，水質為過渡狀態(tài)，經濟上可行；。水位淺，水質為過渡狀態(tài)，經濟上可行； 垂直交替帶：垂直交替帶：深部承壓水，可以但經濟不實惠。深部承壓水，可以但經濟不實惠。 新構造運動的影響：新構造運動的影響：第第2節(jié)節(jié) 洪積物中的孔隙

11、水洪積物中的孔隙水 洪積扇頂部通常潛水埋藏深度大，不利于取用地下水，大多分布于溢出帶以上最利于取用地下水的地帶，這在我國華北很普遍。 但是在我國西北的某些山前地區(qū)，洪積扇上帶的潛水埋藏深度往往反而比中帶淺得多。這是因為新構造運動使隔水基底呈現差異斷塊活動，近山處基底上升而遠山處下落，故使兩側地下水位形成跌水。第第3節(jié)節(jié) 沖積物中的孔隙水沖積物中的孔隙水沖積物：沖積物：經常性水流經常性水流形成的堆積物。即形成的堆積物。即河流沉積作用河流沉積作用形成的堆積物。形成的堆積物。 河流河流上、中、下游上、中、下游沉積特征沉積特征不同，沖積物的不同，沖積物的水文地質特征水文地質特征也不同也不同1、河流、河

12、流上游山區(qū)河谷上游山區(qū)河谷沖積層中的地下水沖積層中的地下水 （1）河流水動力和沖積物特征）河流水動力和沖積物特征 河床狹窄，縱坡降大，水流急；河床狹窄，縱坡降大，水流急； 沖積物的數量和規(guī)模均很小，漫灘和階地不發(fā)育。沖積物的數量和規(guī)模均很小，漫灘和階地不發(fā)育。 （2）地下水特征）地下水特征 卵礫石層的卵礫石層的透水性強透水性強，因而補給與排泄條件好。主要是降水和基巖，因而補給與排泄條件好。主要是降水和基巖裂隙水補給，徑流排泄。裂隙水補給，徑流排泄。 地下水與河水水力聯系密切，水質與河水接近，為地下水與河水水力聯系密切，水質與河水接近，為HCO3Ca型水型水 水量小，僅可作為水量小，僅可作為小型

13、供水水源小型供水水源第第3節(jié)節(jié) 沖積物中的孔隙水沖積物中的孔隙水 （1）沖積物特征）沖積物特征 ： 漫灘與階地發(fā)育，且呈漫灘與階地發(fā)育，且呈“二元結構二元結構” （2）地下水特征）地下水特征 ： 構成構成一個含水系統(tǒng)一個含水系統(tǒng)，下部砂礫石層微承壓。，下部砂礫石層微承壓。 大氣降水、基巖裂隙水、地表河流補給；大氣降水、基巖裂隙水、地表河流補給； 徑流弱；徑流和蒸發(fā)排泄，枯水期泄流。徑流弱；徑流和蒸發(fā)排泄，枯水期泄流。 砂礫石層的地下水量豐富，埋藏淺，是砂礫石層的地下水量豐富，埋藏淺，是良好供水水源良好供水水源。 低礦化淡水。低礦化淡水。 2、河流、河流中游丘陵中游丘陵、半山區(qū)河谷半山區(qū)河谷沖積

14、層中地下水沖積層中地下水 第第3節(jié)節(jié) 沖積物中的孔隙水沖積物中的孔隙水 3、河流、河流下游沖積平原下游沖積平原中的地下水中的地下水 沖積物厚度大，顆粒細，巖性復雜，南北方差異大沖積物厚度大，顆粒細，巖性復雜，南北方差異大 （1）南方沖積平原：如長江、珠江、錢塘江等下游沖積平原）南方沖積平原：如長江、珠江、錢塘江等下游沖積平原 1）沖積物特點）沖積物特點 沉積厚度小，一般沉積厚度小，一般2060m，最厚不超過，最厚不超過300m，規(guī)模小。，規(guī)模小。 具具“二元結構二元結構”，含水層以砂礫石層為主，微承壓。，含水層以砂礫石層為主，微承壓。 平面分帶不明顯，廣大平原內為統(tǒng)一含水巖系。平面分帶不明顯，

15、廣大平原內為統(tǒng)一含水巖系。 2）地下水特點）地下水特點 埋藏淺，上部潛水，下部微承壓水。埋藏淺，上部潛水，下部微承壓水。 大氣降水、邊緣山區(qū)基巖裂隙水和洪水期的地表水補給；大氣降水、邊緣山區(qū)基巖裂隙水和洪水期的地表水補給； 蒸發(fā)和泄流排泄。蒸發(fā)和泄流排泄。 水量豐富，水質好，為水量豐富，水質好，為HCO3Ca型水。型水。第第3節(jié)節(jié) 沖積物中的孔隙水沖積物中的孔隙水 （2）北方沖積平原：如黃河下游沖積平原）北方沖積平原：如黃河下游沖積平原 1）沖積物特點）沖積物特點 沉積厚度和規(guī)模較大。沉積厚度和規(guī)模較大。 平面上，平面上，同一期同一期的沖積物粗細顆粒呈的沖積物粗細顆粒呈帶狀帶狀有規(guī)律分布；有規(guī)

16、律分布；多期多期沖積層沖積層交叉疊置交叉疊置，使巖性變化復雜化。，使巖性變化復雜化。 剖面上，剖面上，“二元結構二元結構”不發(fā)育。不發(fā)育。 2）地下水特點）地下水特點 潛水：埋深由現代河道或近期古河道向河間洼地或濱海方向變淺。潛水：埋深由現代河道或近期古河道向河間洼地或濱海方向變淺。 大氣降水、地表水補給；近河道處徑流排泄，河間洼地處蒸發(fā)排大氣降水、地表水補給；近河道處徑流排泄，河間洼地處蒸發(fā)排泄為主。泄為主。 水量豐富，特別是河床處。水量豐富，特別是河床處。 水質：河道附近好，自兩側向河間洼地方向水質：河道附近好，自兩側向河間洼地方向TDS增大。增大。第第3節(jié)節(jié) 沖積物中的孔隙水沖積物中的孔

17、隙水第第3節(jié)節(jié) 沖積物中的孔隙水沖積物中的孔隙水沖積物中的富水規(guī)律：沖積物中的富水規(guī)律： 1、上游：、上游：水賦存在卵礫石層，規(guī)模大（山區(qū)干、支流交匯的水賦存在卵礫石層，規(guī)模大（山區(qū)干、支流交匯的地方，河流變寬的地方），水流速減，沉積多。河流急拐彎處：地方，河流變寬的地方），水流速減，沉積多。河流急拐彎處：下切深，形成沖積層。下切深，形成沖積層。 2、中游：、中游：河漫灘，河漫灘，級階地雙層結構：上層為粉細砂、粘性級階地雙層結構：上層為粉細砂、粘性土；下層為砂礫石層。土；下層為砂礫石層。 3、下游：、下游：現代河流兩側。若沒有現代河流，找古河道，用物現代河流兩側。若沒有現代河流，找古河道，用物

18、探方法。探方法。第第4節(jié)節(jié) 湖積物中的孔隙水湖積物中的孔隙水一、湖積物特點一、湖積物特點 1、靜水沉積、靜水沉積 ，顆粒，顆粒分選良好分選良好，層理細密層理細密。 2、丘陵山區(qū)的湖泊沉積，由于物質來源多為粗粒物質，、丘陵山區(qū)的湖泊沉積，由于物質來源多為粗粒物質，岸邊沉積砂礫石層，向湖心過渡為粘土與砂互層岸邊沉積砂礫石層，向湖心過渡為粘土與砂互層。 3、在氣候周期性干濕交替或構造下降與停頓交替條件、在氣候周期性干濕交替或構造下降與停頓交替條件下，湖積物的下，湖積物的砂礫石層與粘性土層交替堆積砂礫石層與粘性土層交替堆積，形成多個被，形成多個被粘性土層分隔的含水砂層。粘性土層分隔的含水砂層。 4、當

19、河流穿越湖泊時，在河流、當河流穿越湖泊時，在河流入湖口入湖口形成形成濱海三角洲濱海三角洲沉積相的砂和砂礫石層。沉積相的砂和砂礫石層。第第4節(jié)節(jié) 湖積物中的孔隙水湖積物中的孔隙水二、地下水特點二、地下水特點 1、濱湖沉積層中的地下水、濱湖沉積層中的地下水 賦存潛水賦存潛水 水量一般不大水量一般不大 2、湖盆沉積層中的地下水、湖盆沉積層中的地下水 賦存承壓水，但富水性差；賦存承壓水，但富水性差； 水質差，有淤泥質臭味，且有時富含水質差，有淤泥質臭味，且有時富含Fe2+，使用價值不大。，使用價值不大。但在鹽湖地區(qū)的下部，有機質和但在鹽湖地區(qū)的下部，有機質和Fe2+含量低，可用于小型供水。含量低，可用

20、于小型供水。 3、濱湖三角洲沉積層中地下水、濱湖三角洲沉積層中地下水 賦存承壓水賦存承壓水 水量豐富，并可自流水量豐富，并可自流 4、湖泊沉積層之下的承壓水、湖泊沉積層之下的承壓水 常有更早期的沖積常有更早期的沖積冰積等成因的砂礫石層，其中有較豐冰積等成因的砂礫石層，其中有較豐富的承壓水。富的承壓水。第第5節(jié)節(jié) 黃土高原的孔隙水黃土高原的孔隙水一、黃土特點一、黃土特點 1、顏色、顏色：一般呈：一般呈棕黃色棕黃色，有的地區(qū)微顯紅色，有的地區(qū)微顯紅色 2、巖性：、巖性：以粉土為主（粉土含量大于以粉土為主（粉土含量大于60% ） 3、厚度：、厚度： Q1+2 幾幾m200m； Q3 幾幾m十幾十幾m

21、 4、粒徑：、粒徑：質地均一，富含鈣質（結核）質地均一，富含鈣質（結核） 5、空隙：、空隙：具多孔性和大孔性（蟲孔、根孔等）具多孔性和大孔性（蟲孔、根孔等） 6、節(jié)理：、節(jié)理：垂直節(jié)理垂直節(jié)理發(fā)育，垂向滲透系數比水平向大幾發(fā)育，垂向滲透系數比水平向大幾倍到幾十倍倍到幾十倍第第5節(jié)節(jié) 黃土高原的孔隙水黃土高原的孔隙水二、地下水特點及影響因素二、地下水特點及影響因素 （1）地下水總體特征）地下水總體特征 水量不豐富，埋深大，水質差水量不豐富，埋深大，水質差 （2）影響因素）影響因素 取決于取決于巖性巖性、地貌地貌、氣候氣候 1）巖性影響）巖性影響 各向異性的孔隙各向異性的孔隙裂隙介質；裂隙介質；

22、垂向滲透性隨深度增加而減小。垂向滲透性隨深度增加而減小。西峰塬黃土（西峰塬黃土（Q2）滲透系數）滲透系數隨深度變化曲線隨深度變化曲線第第5節(jié)節(jié) 黃土高原的孔隙水黃土高原的孔隙水二、地下水特點及影響因素二、地下水特點及影響因素 2）地貌影響：）地貌影響：不同的地貌單元有不同的地下水特點不同的地貌單元有不同的地下水特點 黃土塬中地下水黃土塬中地下水 雙層結構：雙層結構：上覆上覆黃土潛水層黃土潛水層，下伏下伏承壓含水層承壓含水層，主要，主要有洪積有洪積 相、沖積相、湖泊相和基巖四種，尤以沖積和洪積相相、沖積相、湖泊相和基巖四種，尤以沖積和洪積相承壓水水量豐富，水質好。承壓水水量豐富，水質好。 每個塬為獨立的水文