第十二章-裂隙水課件

第十二章-裂隙水ppt課件12．1概述12．2裂隙水成因類(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12．1概述貯存運(yùn)移于裂隙基巖中的水––––裂隙水。1．特點(diǎn)：不均勻性和各向異性同一巖層中，相距很近的兩口井，水量相差懸殊，甚至一孔有水，一孔無(wú)水；相距很近的兩孔，地下水位相差很大，水質(zhì)、動(dòng)態(tài)也有明顯的不同；采礦中整體涌水量不大，但在局部涌水量很大；抽水時(shí)，某一方向上的觀測(cè)孔，水位下降快（甚至較遠(yuǎn)的孔），而另一方向上甚至很近的觀測(cè)孔，水位卻無(wú)變化。

12．1概述貯存運(yùn)移于裂隙基巖中的水––––裂隙水。第十二章-裂隙水ppt課件2．孔隙水與裂隙水的比較：（1）孔隙水：孔隙分布連續(xù)均勻，構(gòu)成具有統(tǒng)一水力聯(lián)系、水量分布均勻的層狀含水系統(tǒng)。（2）裂隙水：裂隙率比孔隙率低1~2數(shù)量級(jí)；裂隙分布很不均勻（不連續(xù)、不均勻）；其空間展布具有方向性；一般并不形成具有統(tǒng)一水力聯(lián)系、水量分布均勻的含水層，而是形成若干帶狀或脈狀裂隙含水系統(tǒng)；系統(tǒng)與系統(tǒng)之間沒(méi)有或僅有微弱的水力聯(lián)系，各有自己的補(bǔ)給范圍、排泄點(diǎn)及動(dòng)態(tài)特征，其水量大小取決于自身規(guī)模的大小。帶狀或脈狀裂隙含水系統(tǒng)，一般是由一條或幾條大的導(dǎo)水通道（如斷層、大裂隙、侵入巖與圍巖接觸帶等）為干流，匯同周?chē)严抖纬傻摹?/p>

12．1概述2．孔隙水與裂隙水的比較：12．1概述12．2裂隙水成因類(lèi)型及其中的地下水1．成巖裂隙水成巖裂隙––––是巖石在成巖過(guò)程中受內(nèi)部應(yīng)力作用而產(chǎn)生的原生裂隙。（巖石形成過(guò)程中產(chǎn)生的裂隙）含水意義大的有：玄武巖：垂直節(jié)理比較發(fā)育，裂隙張開(kāi)性好，且密集均勻，連通良好，常構(gòu)成貯水豐富、導(dǎo)水通暢的層狀裂隙含水系統(tǒng)。舉例：美國(guó)夏威夷群島：玄武巖裂隙十分豐富，檀香山城即以此為供水水源，總涌水量7.5m3/s。巖脈及侵入巖接觸帶：張開(kāi)裂隙發(fā)育，常形成近乎垂直的帶狀裂隙含水系統(tǒng)。哪種裂隙最常見(jiàn)、分布最廣、與工程關(guān)系最密切？12．2裂隙水成因類(lèi)型及其中的地下水1．成巖裂隙水哪種裂隙最2．風(fēng)化裂隙水風(fēng)化裂隙––––暴露于地表的巖石，在溫度變化和水、空氣、生物等風(fēng)化營(yíng)力作用下形成的裂隙。（風(fēng)化作用形成的裂隙）特點(diǎn)：常形成密集均勻、無(wú)明顯方向性，連通良好的裂隙網(wǎng)絡(luò)。

厚度：幾米~幾十米，未風(fēng)化的母巖構(gòu)成相對(duì)隔水底板。故風(fēng)化裂隙水一般為潛水，被后期沉積物覆蓋的古風(fēng)化殼可賦存承存水。12．2裂隙水成因類(lèi)型及其中的地下水2．風(fēng)化裂隙水12．2裂隙水成因類(lèi)型及其中的地下水3．構(gòu)造裂隙水構(gòu)造裂隙––––是在地殼運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，巖石在構(gòu)造應(yīng)力作用下產(chǎn)生。（構(gòu)造作用形成的裂隙）裂隙幾何參數(shù)：產(chǎn)狀、張開(kāi)寬度、延伸長(zhǎng)度、密度等。從水文地質(zhì)上看：構(gòu)造裂隙是所有成因類(lèi)型裂隙中最常見(jiàn)、分布范圍最廣，與各種水文地質(zhì)、工程地質(zhì)問(wèn)題關(guān)系最密切的一類(lèi)裂隙，是裂隙水研究的主要對(duì)象。通常我們說(shuō)裂隙水區(qū)別于孔隙水，具有強(qiáng)烈的非均勻性、各向異性等特點(diǎn)，主要是針對(duì)構(gòu)造裂隙水而言的。

12．2裂隙水成因類(lèi)型及其中的地下水3．構(gòu)造裂隙水12．2裂隙水成因類(lèi)型及其中的地下水（1）巖性不同，構(gòu)造裂隙的水文地質(zhì)意義也不同：塑性巖石：如頁(yè)巖、泥巖、凝灰?guī)r、千枚巖等常形成閉合及至隱蔽的裂隙，這些巖石的構(gòu)造裂隙往往密度很大，但張開(kāi)性差，延伸不遠(yuǎn)，缺少對(duì)地下水貯存特別是傳導(dǎo)有意義的“有效裂隙”，多構(gòu)成相對(duì)隔水層。脆性巖石：如石灰?guī)r、巖漿巖、鈣質(zhì)膠結(jié)的砂巖等，其構(gòu)造裂隙一般比較疏松，但張開(kāi)性好，延伸遠(yuǎn)，具有較好的導(dǎo)水性。沉積巖的裂隙發(fā)育與其膠結(jié)物成分及顆粒的粒度有一定關(guān)系。a.鈣質(zhì)膠結(jié)—脆性巖石；b.泥質(zhì)及硅質(zhì)膠結(jié)—塑性巖石；粗顆粒的砂礫巖裂隙張開(kāi)性優(yōu)于細(xì)粒的粉砂巖。

12．2裂隙水成因類(lèi)型及其中的地下水（1）巖性不同，構(gòu)造裂隙的水文地質(zhì)意義也不同：12．2裂隙水各類(lèi)裂隙的特點(diǎn)：縱裂隙：延伸方向往往就是巖層導(dǎo)水能力最大的方向；縱裂隙延伸較遠(yuǎn)，在背斜的核部為張性；橫裂隙：一般是張性的，張開(kāi)寬度最大，但一般延伸不遠(yuǎn)；斜裂隙：是剪應(yīng)力形成的，延伸長(zhǎng)度及張開(kāi)性都相對(duì)差一些；④層面裂隙：構(gòu)成沉積巖的主要裂隙組，裂隙的多少取決于巖層的單層厚度：?jiǎn)螌颖?，裂隙密集而均勻；單層厚，裂隙稀疏而不均勻?/p>

12．2裂隙水成因類(lèi)型及其中的地下水各類(lèi)裂隙的特點(diǎn)：12．2裂隙水成因類(lèi)型及其中的地下水裂隙水流的基本特征不均勻性：大的導(dǎo)水通道上水量大（主干裂隙），鉆孔或坑道揭露時(shí)涌水量大，并匯集小裂隙中的水；離開(kāi)主干裂隙，在小裂隙上，水量很?。辉谡麄€(gè)巖體中，裂隙通道所占空間比例很小，一般為：幾%~十幾%；水流只存在于裂隙通道內(nèi)，通道之外沒(méi)有水流，其滲流場(chǎng)是不連續(xù)的；(圖12-8)④水的流向：局部流向與整體流向往往不一致，有時(shí)甚至與整體流向相反。

12．3裂隙介質(zhì)及其滲流

裂隙水流的基本特征12．3裂隙介質(zhì)及其滲流第十二章-裂隙水ppt課件12．4裂隙及裂隙水的研究方法巖層(巖體)裂隙野外調(diào)查統(tǒng)計(jì)！12．4裂隙及裂隙水的研究方法巖層(巖體)裂隙野外調(diào)查統(tǒng)計(jì)1．等效多孔介質(zhì)方法等效多孔介質(zhì)方法––––就是用連續(xù)的多孔介質(zhì)的理論來(lái)研究非連續(xù)的裂隙介質(zhì)，用虛擬的一個(gè)等效多孔介質(zhì)場(chǎng)來(lái)近似代替復(fù)雜的裂隙介質(zhì)場(chǎng)。不要求兩個(gè)水動(dòng)力場(chǎng)完全相似，只要求某些方面相近，如兩個(gè)系統(tǒng)的泉流量要相等，這時(shí)稱(chēng)這個(gè)孔隙介質(zhì)為裂隙介質(zhì)的等效多孔介質(zhì)。應(yīng)用條件：等效時(shí)，含水系統(tǒng)的補(bǔ)、徑、排條件不能改變；要求介質(zhì)總體導(dǎo)水能力等效，如泉流量相等；邊界條件相同。

12．4裂隙及裂隙水的研究方法1．等效多孔介質(zhì)方法12．4裂隙及裂隙水的研究方法2．雙重介質(zhì)方法裂隙介質(zhì)存在兩種導(dǎo)水性能相差懸殊的空隙空間，其中大的裂隙導(dǎo)水能力比較強(qiáng)，小的裂隙，導(dǎo)水能力弱，但為數(shù)眾多，貯水能力不可忽略。對(duì)介質(zhì)中大、小兩種裂隙分別用兩種等效的多孔介質(zhì)去近似代替大小兩種空隙，稱(chēng)為––––雙重介質(zhì)方法。在雙重介質(zhì)方法中，大小兩種空隙空間分別刻畫(huà)，有各自的參數(shù)（如K，n，μ等），但兩種空隙存在水力聯(lián)系，可以進(jìn)行水量交換。雙重介質(zhì)方法仍屬于連續(xù)介質(zhì)范疇，它的基本原理是等效多孔介質(zhì)方法，區(qū)別僅在于對(duì)大小空隙進(jìn)行分別描述。12．4裂隙及裂隙水的研究方法2．雙重介質(zhì)方法12．4裂隙及裂隙水的研究方法3．非連續(xù)介質(zhì)方法對(duì)裂隙網(wǎng)絡(luò)每條具有實(shí)際導(dǎo)水意義的裂隙進(jìn)行精確地描述，包括每條裂隙的張開(kāi)寬度、延伸長(zhǎng)度、產(chǎn)狀等，要求做出實(shí)際的裂隙網(wǎng)絡(luò)圖，然后分別建立裂隙水流方程進(jìn)行研究––––非連續(xù)介質(zhì)方法。優(yōu)點(diǎn)：比較精確。缺點(diǎn)：對(duì)實(shí)際資料要求高，計(jì)算比較復(fù)雜。適用于：研究區(qū)域比較小，工作程度比較高的地區(qū)（如巖體高邊坡的穩(wěn)定性、地下硐室圍巖的穩(wěn)定性等）。12．4裂隙及裂隙水的研究方法3．非連續(xù)介質(zhì)方法12．4裂隙及裂隙水的研究方法12．5斷層的水文地質(zhì)意義對(duì)于供水：（1）隔水?dāng)鄬樱簲嗔褞П旧聿缓?，但上盤(pán)或下盤(pán)巖層如果裂隙發(fā)育（脆性巖石），具有較好的匯水條件，可成為富水地段→打斷層兩側(cè)的巖層。（2）透水?dāng)鄬樱簲嗔褞П旧砀凰?，若斷層勾通上、下含水層，則使富水性增強(qiáng)→打斷層。對(duì)于礦山排水：（1）隔水?dāng)鄬樱喝魯鄬右粋?cè)巖層富水，則開(kāi)采礦床時(shí)，不能打穿斷層，以防地下水涌入礦坑→保護(hù)斷層。（2）透水?dāng)鄬樱簽榉乐沟叵滤咳氲V坑→留設(shè)防水礦柱。如開(kāi)采C–P系煤層時(shí)，C系薄層灰?guī)r水量并不大，若開(kāi)采時(shí)打穿了透水?dāng)鄬?，而斷層又和O系灰?guī)r導(dǎo)通，則可造成突水淹井事故，華北地區(qū)的大多數(shù)突水事故均屬于此種類(lèi)型。

12．5斷層的水文地質(zhì)意義對(duì)于供水：斷層兩盤(pán)的巖性及斷層的力學(xué)性質(zhì)，控制著斷層的導(dǎo)水—貯水特征。1．張性斷層脆性巖層中的張性斷裂→常具有良好的導(dǎo)水能力；含泥質(zhì)較多的塑性巖層中的張性斷裂→往往導(dǎo)水不良，甚至隔水。2．壓性斷層塑性巖中→通常是隔水的；脆性巖中→斷層兩側(cè)多發(fā)育張開(kāi)性較好的扭張裂隙，為導(dǎo)水帶。3．扭性斷裂的導(dǎo)水性介于張性斷裂與壓性斷裂之間4．同一條斷層，其導(dǎo)水性能可能發(fā)生變化5．導(dǎo)水?dāng)鄬涌梢云鸬劫A水空間、集水廊道與導(dǎo)水通道的作用

12．5斷層的水文地質(zhì)意義斷層兩盤(pán)的巖性及斷層的力學(xué)性質(zhì)，控制著斷層的導(dǎo)水—貯水特征。斷裂帶的其它功能：(1)發(fā)育于透水圍巖中的導(dǎo)水?dāng)鄬樱粌H是貯水空間，還兼具集水廊道的功能。(2)導(dǎo)水?dāng)鄬訙贤?/p>