第二章 地下水的储存与循环

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资源描述

地下水:埋藏在地表以下岩石孔隙、裂隙、溶隙中的水称之为地下水。孔隙:松散岩石是由大小不等的颗粒组成的,颗粒或颗粒集合体之空隙(松散岩层)裂隙:固结的岩石受地壳运动及其它内外地质应力作用下岩石破裂变形产生的空隙(坚硬岩石)溶隙:可溶岩中各种裂隙,被水流溶蚀扩大成为各种形态的溶隙(可溶性岩石)地下水的成因•一、渗入成因大气降水成因,溶滤水,渗入水•二、沉积成因沉积物在盆地堆积成岩的过程中保存的一些水•三、内生成因源自地球深部,或火山作用中的岩浆;变质作用地下水的储存与岩石的水理性质•地下水的储存空间:岩石的空隙(孔隙,裂隙,溶隙)•孔隙与粒径关系:三种颗粒直径不同的等粒岩石,排列方式相同时,孔隙度完全相同空隙性:指岩石空隙的大小、多少、形状、分布特点以及连通情况等。孔隙率:一定体积岩石(包括孔隙)中孔隙体积所占的比例。岩石空隙的特性:均匀性、方向性、连通性•地壳岩石中存在着以下各种形式的水:(1)岩石“骨架”中的水:亦称之为矿物结合水,其主要形式为沸石水、结晶水和结构水;(2)岩石空隙中的水:主要形式为结合水(吸着水、薄膜水)、重力水、毛细水、固态水和气态水。•毛细现象:液体表面张力作用下在毛细管中水位上升一定高度的现象。毛细上升高度与毛管直径成反比。•岩石孔隙:等效于弯曲的毛细管-在地下水面以上必然有毛细水。•结论:松散岩层的颗粒越粗,孔隙越大,则毛细上升高度越小。岩石的水理性质•岩石的水理性质:空隙大小和数量不同的岩石与水作用,所表现出的岩石的容纳、保持、给水和透水性质称为岩石的水理性质。•容水性,含水性,持水性,给水性,透水性含水层和隔水层•含水层定义:饱含水的透水层,或能够透过并给出相当数量水的岩层。辨异:饱含水的弱透水层(粘土、沿粘土等);不含水的透水层(沙漠、被疏干的含水层等)•隔水层定义:不透水的岩层,或不能透过并给出一定水量的岩层。辨异:隔水层的相对性,并非完全隔水-弱透水层•构成含水层的基本条件:岩层要具有能容纳重力水的空隙,有储存和聚集地下水的地质条件•透水层不等于含水层,下部赋存有隔水层的透水层才可以成为含水层。地下水分类表一、上层滞水•定义:包气带中聚集在局部隔水层之上的重力水.•特征:接近地表,接受大气降水补给,以蒸发形式或向隔水底板边缘排泄。动态变化很不稳定。二、潜水•定义:潜水是埋藏在地面以下第—个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水。•特征:与大气相通,具自由水面,补给区与分布区一致,动态受气候影响较大。潜水面形状受地形影响。•潜水等水位线可用于•1.确定潜水流向;2.确定潜水的水力坡度;•3.确定潜水的埋藏深度;4.提供合理的取水位置;5.推断含水层岩性或厚度的变化;6.确定潜水与地表水的相互补给关系;三、承压水•定义:充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力的重力水。•特征:不具自由水面,并承受一定的水头压力;分布区和补给区不一致;动态变化较稳定;不易受地面污染。•承压水的形成条件:与地质构造有密切关系(斜构造和单斜构造)•含水层分类:补给区、承压区及排泄区泉•泉:地下水在地表的天然出露。泉的出露多在山麓、河谷、冲沟等地面切割强烈的地方。•按照补给源性质分类:上升泉、下降泉,或者分为上层滞水泉、潜水泉、承压水泉。•按照出露原因分类:侵蚀泉、接触泉、溢出泉、断层泉•根据泉水温度分类:冷泉、温泉地下水的循环•自然界水的循环:地球上各种形态的水,在太阳辐射、地心引力等作用下,通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗和径流等环节,不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。•地下水的循环:地下水经常不断地参与自然界的水循环。含水层或含水系统通过补给从外界获得水量,径流过程中水分由补给处输送到排泄处然后向外界排出。补给、径流与排泄决定着含水层或含水系统的水量与水质在空间和时间上的变化。这种补给、径流、排泄无限往复进行构成了地下水的循环。水的存在形式•大气水(气态)•陆地地表水(江河、湖)•冰川水(固态)•海洋水•地下水•土壤水(包气带水)•地下水(狭义,饱和带水)自然界水循环的基本过程•蒸发•水汽输送•凝结•降水•入渗•径流(地表径流,地下径流)水循环的作用与效应•影响气候变化•水循环形成各种地貌形态•水循环是环境的主要控制因素•水文循环为人类提供了巨大的水资源和能源•水循环是地球上一切水文现象产生的根源地下水的补给•定义:含水层自外界获得水量的作用称为补给。•来源•1大气降水的补给•2地表水的补给•3.凝结水的补给•4含水层之间的补给•5.人工补给地下水的排泄•含水层失去水量的过程称为排泄。•1.泉水排泄•2.向地表水的排泄•3.蒸发排泄•4.不同类型含水层之间的排泄作用地下水的径流•地下水在岩石空隙中的流动过程称为径流。•1.地下水径流的产生及影响因素•地下水径流的方向、速度、类型、径流量的主要影响因素•(1)含水层的空隙性•(2)地下水的埋藏条件•(3)补给量•(4)地形•(5)地下水的化学成分•(6)人为因素•2.地下径流量的表示方法•地下水补给、径流、排泄条件的转化•地下水补给、径流、排泄条件的转化,可分为两类影响地下水变化的原因•1.自然条件改变引起的变化•(1)河水位的变化•(2)地下水分水岭的改变•2.人类活动引起的变化•(1)修建水库•(2)人工开采和矿区排水•(3)农田灌溉与人工回灌

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