南京大学 普通地质学 13普地地下水 第十三篇 章 地下水及其地质作用.ppt

普通地质学 南京大学地球科学系 舒良树 第十三章 地下水及其地质作用 第十三章 地下水及其地质作用 地下水 underground water， 水文 Hydrology定义:赋存在地表以下岩层空隙中的水。是水资源重 要的组成部分。 地下水与生命密切相关；水是社会文明的标志。 第一节 地下水的基本概念一. 地下水的赋存条件1.岩石空隙：孔隙(松散沉积物或沉积岩颗粒之间的 空间)；裂隙(岩石中的破裂)；洞穴(Cave 可溶性 岩石溶蚀后形成的空洞) η=Vn/V×100% η，孔隙度(孔隙的数量)；Vn，孔隙体积；V，沉积物或岩石总体积影响孔隙度的4因素：颗粒粗则η低、颗粒形态不规 则则η低、分选性差则η低、胶结好则η低。 2.岩石的透水性perviousness :岩石的透水能力 取决于空隙大小与贯通程度（能否自由透水）以及空隙大小（透水多少）●透水层：水能自由通过的地层。●隔水层：(不透水层)水不能自由通过的地层●含水层：饱含地下水的隔水层。3.地下水面:某地区内地下彼此连通连续的水 面,为饱水带顶面。●地下水位：地下水的出露高度(不同地方地下 水位高度并不同，与地表起伏无关)。●包气带：地下水面以上部分岩层空隙中的气 体与大气相通，含不饱和液态水。●饱水带saturated zone ：地下水面以下的部 分,岩石空隙中充满了水。 泉水的各种形成条件 a,b,c,i: 含水层被 侵蚀；d,e,f,g: 水流被隔水层阻挡； h:水流被断层阻挡; j:水流沿导水断层上升 1, 隔水层 2, 透水层 3, 致密基岩 4,裂隙岩石 5, 断层 6, 地下水面 7, 下降泉 8, 上升泉 二．地下水的化学成分1.自然界中绝大多数元素在地下水均被发现。2.O K Na Ca Mg Cl等以离子状态大量存在于 水中。● O K Na Ca Mg克拉克值大,溶解度也大，水 中含量就高。● Cl克拉克值小,但溶解度大,故水中含量高。● Si，Fe克拉克值大,但溶解度小,故水中含 量就小。3.矿化度:地下水中诸元素的总量,单位:克/升●矿泉水（mineral water）：含有对人体有益矿 物质的地下水。degree of mineralization● 如地下水中含无益的矿物质，则会形成人体结石  （类似于玛瑙）和马宝（动物体内结石）。 包气带与 饱水带 压力水 头高度 补给区 承压区 排泄区 自溢区 二.根据含水层空隙性质划分的类型1.孔隙pore水2.裂隙fissure水（裂隙发育贯通性好者为层状  裂隙水；裂隙稀疏局部贯通者为脉状裂隙水。3.喀斯特karst水 第三节 地下热水1.低温20-40度,中温40-60度,高温60-100度, 过热100度。高温热泉(需具备较大的空隙、  较热的岩体、通向地表的不规则裂隙系统）2.地下热水分布区常是地热异常区；出露地表 即成为温泉（hot spring）。 西藏羊八井、南京汤山、西安临潼华清池；冰岛、 新西兰、美国黄石Yellow Stone老实泉(Old Faithful)3.地下热水的成因：与断裂有关、与地热有关、与水文地质条件有关。 四川巴塘的 温泉 第四节 地下水的地质作用一.地下水的剥蚀作用及喀斯特1.剥蚀(潜蚀suffosion)： 机械冲刷scour(水冲力小,故颗粒细);  化学溶蚀chemical corrosion(对象是可溶性岩石)。2.喀斯特karst：含二氧化碳的地下水对灰岩进行的以化学溶蚀为主、机械冲刷为辅的地质作用及其地貌称之。中国译为岩溶。喀斯特地区，风景优美，石林壮观。所拍电影赏心悦目:阿诗玛,刘三姐。 以下结构名称自学a.溶沟、石牙：表面溶蚀冲刷，形成沟槽（溶沟）、  突起（石牙，发育成石林）。b.落水洞：地表向下与地下河相连的近直立的洞穴。 二组直立裂隙交会处最易形成。c.溶斗(漏斗)：深度较小的凹坑，可连地下河。 岩溶( Karst)地貌示意图 d.干谷、盲谷：河床中的落水洞，使下游断流成干 谷；上游下蚀且流水入洞成为盲谷。e.峰丛、峰林、孤峰f.溶洞：石灰岩地区的地下洞.层面、节理面、断裂 面最易发育。 地壳上升→潜水面下降→溶洞干涸。 溶洞一般形成于大片石灰岩分布区，如瑶林仙境、  灵