地下水的研究对象:饱和带水和非饱和带水。
地下水的功能:宝贵的资源、重要的地质营力、不可忽视的致灾因子、
活跃灵敏的生态环境因子、极具价值的信息载体。
浅部层圈水:以液态为主,部分为固态和气态。
深部层圈水:矿物中的水以及超临界状态水。
水文循环:水文循环是发生于大气水、地表水和地壳浅部地下水之间的水分交换。
地质循环:水的地质循环即发生在大气圈到地幔之间的水分交换。
径流:是指降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
地下水与地表水优缺点对比:00
排泄:径流排泄为主
动态特征:年水位变幅小而均匀;水质季节变化不明显,长期中地下水不断向淡化方向发展,但发展慢。
水均衡方程式
主要考虑水量平衡,基本关系式:
储量变化 = 收入量 – 支出量
(△W) (A) (B)
洪积物:暂时性集中洪流在山前出山口地带堆积形成的一种堆积物。广泛分布于山间盆地和山前倾斜平原地带。地貌特征:以山口为中心,由山麓向平原盆地呈扇形展布,扇间为洼地。
根据洪积扇中地下水埋深、径流条件以及水化学特征,分三个水文地质带:
1、地下水深埋带(径流带、盐分溶滤带)
(1)位置:扇顶;
(2)地势高,潜水埋深大,强透水地层;
(3)地形坡度大,水力坡度大,径流强,水平排泄;
(4)降水、地表水和山区基岩裂隙水补给量,动态变化大;
(5) 化学成分以溶滤作用为主,HCO3—Ca型水。
2、地下水溢出带(盐分过路带)
(1)位置:洪积扇中部;
(2)地形变缓、颗粒变细、透水性变差,潜水雍高而接近地表,形成泉或沼泽;
(3)出现粘性土或夹层,地下水径流受阻,水平和垂直排泄;
(4)接受降水与上游潜水的补给,动态变小;
(5)由于蒸发,TDS 增大, HCO3-SO4→ SO4- HCO3
3、地下水下沉带(垂直交替带、盐分堆积带)
(1)位置:洪积扇的前缘;
(2)以粘性土为主,夹有砂层, K很小。既有潜水,又有多层承压水;
(3)由于蒸发和地表水的排泄,潜水埋深又略增大;
(4)上部潜水接受降水补给,下部承压水接受前两个带侧向补给。径流微弱,蒸发为主;
(5) 上部潜水浓缩作用加强,TDS增大;下部承压水水质相对好,水量大。
冲积物:经常性水流形成的堆积物。即河流沉积作用形成的堆积物。河流上、中、下游沉积特征不同,冲积物的水文地质特征也不同。 冲积物厚度大,颗粒细,岩性复杂,南北方差异大。
裂隙水的一般特点
埋藏分布不均匀;
渗透性具有不均匀性和各向异性 ;
形态多种多样:带状、脉状、网状 (带状:断层及岩浆岩接触带;网状:若干个带状可能相互交切沟通)
运动性质十分复杂。
裂隙水的类型:成岩裂隙水、风化裂隙水、构造裂隙水。
成岩裂隙水的特点
层状、脉状和带状 ;
潜水,上覆有粘性土覆盖时可成为承压水 ;
水质好,HCO3型水 ;
水量丰富
风化裂隙水特点
埋藏浅,分布广,层状裂隙水。
风化带构成潜水含水层,未风化母岩为隔水底板。
被后期沉积物覆盖的古风化壳可赋存承压水。
HCO3型淡水 。
水量小,就地补给就地排泄,旱季泉流量减小或干枯。
说明:寻找风化裂隙水:半风化带(充填少),全风化带,细粒会充填裂隙。
构造裂隙水特点 :
可形成层状、带状、脉状构造裂隙水 ;
可形成潜水或承压水 ;
岩溶:可溶性岩石在地下水和地面流水共同作用下,发育演化的过程以及所形成的种种地质现象。
岩溶水:赋存并运移于岩溶化岩层中的水
岩溶发育应具备四个条件:
可溶岩的存在(岩溶发育的前提)
可溶岩必须是透水的(没有裂隙,水不能进入岩石,溶解作用便无法进行)
具有侵蚀性的水(纯水的溶解能力低,当CO2溶入水中形成碳酸,具有侵蚀性)
水的流动性(流动的水不断更新侵蚀能力)
岩溶发展速度划分为三个阶段
起动阶段:
地下水对介质以化学溶蚀作用为主,水流通道比较狭小,地下水几乎没有机械搬运能力,岩溶发展比较缓慢。
随着水流越来越集中的正反馈机制的加强,岩溶演化加快。当主体通道的宽度达到5—50mm时,紊流开始出现,地下水开始具有一定机械搬运能力,水流的能量足以携带泥砂,泥砂对岩石的机械侵蚀成为管道扩大为洞穴的主要营力,岩溶演化便进入快速发展阶段。
快速发展阶段 :
地下水流对介质的改造由化学溶蚀变为机械侵蚀与化学溶蚀共存,机械侵蚀变得愈益重要。
地下出现各种规模的洞穴。
地表形成溶斗及落水洞,并以它们为中心形成各种规模的洼地,汇集降水。
随着介质导水能力迅速提高,地下水位总体下降,新的地下水面以上洞穴干涸,失去进一步发展的动力。
通道争夺水流的竞争变得更加剧烈。
不同地下河系发生袭夺,地下河系不断归并,流域不断扩大
停滞衰亡阶段
随着地下水位的总体下降和水力坡度的逐渐降低,地下水的溶蚀能力逐渐降低甚至消失,岩溶发育呈停滞状态。