地球科學(xué)課件：地下水

地下水及其作用第一節(jié)研究簡史JOVANCVIJIC(500DINARS：塞爾維亞第納爾(Serbiandinars）2006年10月25日止)JovanCvijicisoneofourmostprominentscientists.Hewasprimarilygeo-morphologistandfounderofanthropologicalgeography.Inaddition,hewasstudyingnatural,historical,social,economicandevenethno-psychologicalprocessesandphenomena.Hewasbornon12October1865inLoznica.HisinterestinscientificworkstartedbackattheGreatSchoolofBelgradeandcontinuedthroughouthisprofessorshipintheSecondBelgradeGymnasium.HestudiedphysicalgeographyandgeologyinVienna,specializinginthekarstinSerbia,IstriaandAdriatic.Asaresult,hepublishedmanyscientificworksanddoctoraldissertation“TheKarst”publishedinourlanguageaswell.InMarch1893,hebecameregularprofessorattheGreatSchoolteachingphysicalgeographyandethnology.HefoundedGeographicalInstituteinwhichtheSerbianGeographicSocietystartedtofunctionin1910.HewasarectoroftheUniversityofBelgradetwice.DuringtheFirstWorldWarhelivedinSwitzerlandandtheninFrancewherehewasinvitedtoteachattheSorbonne.Afterthewar,hereturnedtothecountryandresumedhisworkattheuniversity.Hediedon16January1927inBelgrade.Hebequeathedhispropertytothe“SerbianGeographicSociety”whosepresidenthewas第二節(jié)地下水的基本概念一、地下水的賦存條件（孔隙和透水性）1、巖石孔隙（1）孔隙（pore） 孔隙度（porosity）

n=Vn/Vx100%

Vn-孔隙體積，V-巖石體積

孔隙度大小的影響因素①顆粒的排列方式（緊密還是疏松）；②顆粒的粗細(xì)（粘土60%，砂礫石14%）；③分選（粗砂30%，粉砂40%，兩者混合12%）；④形態(tài)（磨圓度，好者孔隙度大，反之亦然）；⑤膠結(jié)和壓實(shí)程度。高透水性低透水性粘土（2）裂隙（fissure）①張裂隙；②張性斷層；③風(fēng)化裂隙。（3）洞穴（溶隙）（cavity）喀斯特率2.巖石的透水性和滲透率（permeability）（1）巖石透過水的能力稱為透水性。（2）透水性大小的影響因素：①孔隙大?。虎诳紫抖嗌?。以①為主，所以粘土和淤泥雖然孔隙度大，但孔隙小，所以透水性弱。（3）不透水層（隔水層）、透水層和含水層。膠結(jié)砂巖孔隙砂巖細(xì)砂巖分選差的砂巖破裂頁巖無破裂頁巖二、地下水的化學(xué)成分1.地下水中含量最高的元素：Cl-，SiO42-，Na+，k+，Ca+，Mg2+，2.礦化度—地下水所含的各種元素的離子、分子和化合物的總含量。礦化度低，地下水常含HCO3-，Ca+，Mg2+等；礦化度中等，以含SO42-，Na+，Ca2+為主礦化度高，常含Cl-，Na+；水的硬度水的硬度是指水中鈣、鎂離子的濃度。硬水中含鹽量通常以硬度表示。硬度為1度相當(dāng)于每升水中含10毫克的氧化鈣。硬度在8以上者通常稱為硬水，地下水（如井水、泉水）的含鹽量較多，屬于硬水。在硬水中，鈣鹽和鎂鹽以碳酸氫鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽的形式存在。若將水燒沸，碳酸氫鹽變成碳酸根，不溶性的碳酸鹽就沉淀下來（水垢）。人體體液中有大量碳酸氫鹽，確保不會沉淀出碳酸鹽。三、地下水的基本類型1.根據(jù)地下水的埋藏條件劃分（1）包氣帶水（vadpse,unstaturatedzone）地表面與潛水面之間的地帶,或非飽和帶:

包括氣態(tài)水，結(jié)合水，毛細(xì)管水，過路重力水，上層滯水，等等。

潛水面地表面包氣帶（2）.潛水（groundwater）

定義：地面以下第一個穩(wěn)定隔水層以上的飽和水,具自由的表面，稱為潛水面（地下水面）（watertable）。潛水層的水質(zhì)、厚度、埋藏深度受自然地理環(huán)境和地形、季節(jié)的控制。潛水埋藏淺、分布廣泛，是最常用的水源。

潛水面（地下水面河流（3）.承壓水（confinedaquifer）

充滿于上、下兩個穩(wěn)定隔水層之間的含水層中的地下水。具有靜水壓力。承壓水在合適的巖性、構(gòu)造、地形等條件相互配合下形成。水質(zhì)不一，受水的循環(huán)，含水層性質(zhì)等控制。含水層面積大，水量豐富，動態(tài)較穩(wěn)定，是理想的水源。自流井承壓水隔水層花崗巖承壓柱頁巖潛水承壓水潛水井承壓水井2.根據(jù)含水層的孔隙性質(zhì)劃分（1）孔隙水（porewater） 一般呈連續(xù)的層狀分布;（2）裂隙水（fissurewater） 層狀裂隙水:裂隙發(fā)育密集、相通，有統(tǒng)一的水位； 脈狀裂隙水：裂隙稀疏、不均勻、相對隔絕；（3）喀斯特水（karstwater）分布于可溶性巖石中的裂隙洞穴、暗河，分布極不均勻；以上三種水可以承壓，或不承壓，主要決定于埋藏條件。地下水的兩種劃分往往綜合使用，如“孔隙潛水”“裂隙承壓水”等命名。裂隙水孔隙水四、地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄1.地下水補(bǔ)給的來源：大氣降水，河流，湖泊，人類活動；2.地下水排泄的途徑：泉，蒸發(fā)，人工開采。3.泉：（1）上升泉—具有壓力；（2）下降泉---僅受重力驅(qū)動。（3）泉的形成原因：含水層的侵蝕；弱透水層和斷層的阻擋；斷層的導(dǎo)水作用；地下水補(bǔ)給泉，蒸發(fā)，人工開采地下水排泄降水，河流，湖泊形成性練習(xí)1ABCD形成性練習(xí)2recharge補(bǔ)給;contamination污染；shale頁巖;aquifer含水層；gravel礫石;fracture裂隙；sulphurous含有硫磺的;pyrite黃鐵礦；Aquitard隔水層五、地下熱水（溫泉）地下熱水——溫度高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁氐牡叵滤?。低溫?zé)崴?0-400C中溫?zé)崴?0-600C高溫?zé)崴?0-1000C過熱水——>1000C深循環(huán)：來自地下深處的水都可以成為溫泉四川海螺溝冰川溫泉第三節(jié)地下水的地質(zhì)作用一、地下水的剝蝕作用和喀斯特現(xiàn)象1.地下水的剝蝕—潛蝕（1）機(jī)械沖刷（2）溶蝕—含碳酸根的地下水對可溶性巖石的溶解。

CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO-32.喀斯特（karst）（巖溶） 以地下水為主、地表水為輔，對可溶性巖石進(jìn)行以化學(xué)溶蝕為主、機(jī)械沖刷為輔的地質(zhì)作用，也指由該作用形成的地貌。

123451.垂直循環(huán)帶；2.季節(jié)變化帶；3.水平循環(huán)帶；4..深部循環(huán)帶12343.喀斯特地貌溶溝和石芽；落水洞；溶斗與喀斯特湖；干谷和盲谷；峰叢，峰林，孤峰；溶洞和地下暗河；溶蝕谷和天生橋；喀斯特洼地與喀斯特平原。各種喀斯特地貌形態(tài)組合：I-喀斯特高原；II-峰叢-洼地；III-峰林-洼地；IV-喀斯特平原?？λ固匦螒B(tài)：1-喀斯特塌陷；2-石林；3-溶蝕洼地；4-落水洞（或漏斗）；5-暗河；6-地下湖；7-溶隙；8-溶蝕殘丘（或孤峰）；9-石柱；10-石鐘乳；11-石筍；12-石幕；13-洞穴角礫；14-抬升的洞穴；15-溶巖泉；16-陡崖。A-地表溶巖；B-地下溶巖。巖溶作用地下河4.影響喀斯特發(fā)育的因素

（1）氣候（2）巖石性質(zhì)（3）地質(zhì)構(gòu)造（4）水質(zhì)與流動性（5）構(gòu)造運(yùn)動喀斯特發(fā)育的條件：①可溶性，②透水性，③水的溶蝕性，④流動性。5.喀斯特地貌發(fā)育的階段性:（在地殼相對穩(wěn)定的條件下）早期:以地表形貌為主;中期:以地下形貌為主,有完整的地下水系;晚期:地下形貌不斷破壞,地下水系向地表水系轉(zhuǎn)化;末期:地下水系全部轉(zhuǎn)化為地表水系,喀斯特平原形成.二、地下水的搬運(yùn)作用和沉積作用1.搬運(yùn)作用主要以化學(xué)搬運(yùn)作用為主—