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1、 u裂隙类型：成岩裂隙、风化裂隙、构造裂隙u裂隙水特点：强烈的不均匀性和各向异性u裂隙发育：裂隙率低、分布不均匀、展布具明显方向性u同一岩层中水量、水质、动态可能差别很大u不容易形成具有统一水力联系、水量分布均匀的含水层u空隙空间类型多样u研究程度低 概述第1页/共20页裂隙水类型 成岩裂隙水成岩裂隙：岩石成岩过程中内部应力作用产生的原生裂隙u沉积岩、深成岩浆岩：成岩裂隙多闭合陆地喷溢玄武岩：成岩裂隙发育u岩脉、侵入岩接触带：张开裂隙发育第2页/共20页裂隙水类型 风化裂隙水风化裂隙：地表岩石在温度变化和水、空气、生物等风化营力作用下形成风化裂隙u裂隙密集均匀、无明显方向性、连通良好u裂隙深度
2、有限，局部形成层状裂隙含水层，动态变化大。第3页/共20页u 风化裂隙形成的影响因素l 岩性：多种矿物组成的粗粒结晶岩，风化裂隙往往发育；单一稳定矿物岩石不易风化；泥质岩石虽易风化，但裂隙易被土质充填l 气候：干燥而温差大的地区，利于形成导水的风化裂隙；湿热气候区以化学风化为主，往往下部半风化带较富水l 地形地貌：较平缓，剥蚀及堆积作用弱的地区，利于风化壳的发育与保存；如汇水条件好，可形成较好的风化裂隙含水层。通常风化壳规模相当有限，水量亦有限l 卸荷作用：水流、人工开挖u 风化裂隙水的特点l 含水层厚度不大，规模有限l 就地补给，就地排泄l 具有统一的水力联系l TDS较低，动态不稳定第4页
3、/共20页构造裂隙形成的影响因素u 岩性l 塑性岩石：以页岩、泥岩、凝灰岩、千枚岩等为代表，受力后发生塑性形变 l 脆性岩石：以块状致密石灰岩、非泥质胶结的砂岩为代表,岩石主要呈现弹性形变，破坏时以拉断为主 u 岩层厚度及相邻岩层组合裂隙水类型 构造裂隙水第5页/共20页u 构造应力l 应力大小，应力性质(压剪性 张拉性)l 构造部位。应力集中部位裂隙发育，岩层透水性好第6页/共20页张性裂隙张性裂隙张性裂隙张性裂隙扭性裂隙扭性裂隙扭性裂隙扭性裂隙压性裂隙压性裂隙压性裂隙压性裂隙受力受力受力受力张应力张应力张应力张应力剪应力剪应力剪应力剪应力压应力和剪应力压应力和剪应力压应力和剪应力压应力和剪
4、应力节理节理节理节理张节理张节理张节理张节理扭节理扭节理扭节理扭节理劈理劈理劈理劈理 板理板理板理板理 片理片理片理片理特点特点特点特点开裂隙开裂隙开裂隙开裂隙闭裂隙闭裂隙闭裂隙闭裂隙隐裂隙隐裂隙隐裂隙隐裂隙断层断层断层断层张性断层张性断层张性断层张性断层扭性断层扭性断层扭性断层扭性断层压性断层压性断层压性断层压性断层特点特点特点特点正断层正断层正断层正断层平移断层平移断层平移断层平移断层逆、逆掩断层逆、逆掩断层逆、逆掩断层逆、逆掩断层含水空间大含水空间大含水空间大含水空间大含水空间小含水空间小含水空间小含水空间小导水能力强导水能力强导水能力强导水能力强导水能力弱导水能力弱导水能力弱导水能力弱
5、第7页/共20页u 分布不均匀，水力联系不统一，渗流各向异性，随着深度的增加富水性越来越差u 构造裂隙水的分布与构造应力场规模密切相关，构造规模大则补给面积大，构造裂隙水丰富，反之贫乏u 应力集中部位，构造裂隙发育，岩层透水性好，水量丰富l 同一裂隙含水层中，背斜轴部常较两翼富水l 倾斜岩层较平缓岩层富水l 夹于塑性岩层中的薄层脆性岩层，往往发育密集而均匀的张开裂隙，易含水u 断层带附近往往格外富水u 裂隙岩层的透水性通常随深度增大而减弱构造裂隙水富集规律第8页/共20页裂隙介质及其渗流 裂隙网络u 定向性u 连通性u 级次性第9页/共20页裂隙级次裂隙级次u微小裂隙：密集但延伸和张开性都很差
6、 导水能力差，有一定储水能力 供水能力较小u中裂隙：一般1n条/m，延伸较远，张开性较好 兼具贮水导水能力 供水能力稍大u大裂隙（含断层）：数量少，但张开宽度大，延伸远，规模较大 主要起导水作用 供水能力较大u裂隙岩石的透水性可采用Hoek&Bray(1981)公式计算：式中 rw:水的容重(N/m3)；e:节理张开度(m)s:节理间距(m)；:水的粘滞系数(9.8Ns/m2)第10页/共20页裂隙介质及其渗流 裂隙水流特征u 裂隙水具有明显的不均匀性和突变性u 裂隙水的流场是不连续的，渗流场中的等势线是等效虚拟的u 裂隙水流在迂回曲折的网络中运动，局部流向与整体流向往往不一致，甚或与整体流向
7、相反第11页/共20页裂隙介质研究方法 裂隙水模型u 等效多孔介质方法u 等效多孔介质方法：用连续的多孔介质的理论研究非连续裂隙介质中的问题u 不要求两个水动力场完全相似，只要求某些方面相近。等效是指两种介质在特定功能上的等效u 因裂隙介质与多孔介质存在本质差别，一些与介质结构关系密切的地下水参数，如水头、孔隙水压力、流速等难以等效，大范围内导水能力等效是等效多孔介质方法的最常用原则u 求解大范围的水量问题也是等效多孔介质方法的主要适用范围裂隙介质及其等效多孔介质第12页/共20页u 双重介质方法u 双重介质：l 主要贮水空间：双重介质中含有细小空隙并具有高贮水能力的基质岩块l 主要导水通道：
8、储存能力低但渗透性高的裂缝网络u 双重介质方法：分别用两种不同的介质近似刻画两类大小不同的空隙。两类空隙空间各有自己独立的参数，但存在水力联系，可进行水量交换u 双重介质方法仍属连续介质方法，惟对大小空隙分别描述第13页/共20页u 非连续介质方法l 对裂隙网络中每条具有实际导水意义的裂隙进行精确地描述，包括每条裂隙的张开宽度、延伸长度、产状、中点坐标，要求做出实测的裂隙网络图l 可准确计算裂隙网络内任意一点的水头、孔隙水压力、渗透速度、流量等l 是研究裂隙渗流的理想方法,其缺点是对实际资料要求很高，计算复杂l 适用于研究区域比较小、工作程度比较高的水文地质工程地质问题第14页/共20页断层带
9、的水文地质意义u断裂带是应力集中释放所造成的岩石破裂形变，大的断层构成具有特殊意义的水文地质体u 断层两盘的岩性及断层力学性质，控制断层的导水、贮水特征l扭性断裂的导水性张性、压性断裂之间脆性岩石中的张性断裂，中心及两侧导水能力良好l 泥质塑性岩层中的张性断裂，往往导水不良或隔水l 塑性岩层中的压性断裂、扭性断裂，通常隔水l 脆性岩层中压性断裂，中心透水性差，两侧有张开性良好的扭张裂隙，成为导水带l 扭性断裂的导水性介乎张性断裂与压性断裂之间u 同一条断层，由于两盘岩性以及力学性质的变化，不同部位的导水性可以很不相同u 断裂带的复合部位往往成为地下水的富集地段 第15页/共20页 导水断层带是
10、有特殊水文地质意义的水文地质体，起到 贮水空间、集水廊道 导水通道的作用：u贮水空间l由断层角砾岩及其裂隙增强带构成的局部的带状贮水空间 l钻孔或坑道揭露此类断层时，初期涌水量及水压可能较大，但迅即衰减，以至干涸u集水廊道l钻孔或坑道揭露断层带时，水位下降波及整个断层带，形成延展相当长的水位低槽，断层带就像集水廊道，汇集广大范围岩体裂隙中的水，往往涌水量大而稳定u导水通道l导水断层沟通若干个含水层或（及）地表水体时，断层带兼具贮水空间、集水廊道与导水通道的功能。l钻孔或坑道揭露时，断层带将各个水源的水量，源源不断地导入，形成涌水量极大且长期保持稳定的特点第16页/共20页l 当存在厚层隔水层且断层断距较大时，原来连通的含水层可被切割成相对独立的块段l 由于这种含水块段与外界的水力联系减弱，甚至断绝，故有利于排水疏干而不利于供水l 由于这种阻隔作用，大的断层往往构成地下含水系统的边界断层的阻水作用第17页/共20页 本章小结u裂隙水的类型及其特点u裂隙介质的研究方法u断层的水文地质意义 思考题u总结裂隙水类型及其特点u总结断层的水文地质意义第18页/共20页Thanks for your attention!第19页/共20页感谢您的观看！第20页/共20页