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1、第十一章孔隙水第1页，此课件共46页哦第十一章第十一章 孔隙水孔隙水11.1 11.1 孔隙水的特征孔隙水的特征11.2 11.2 洪积物中的地下水洪积物中的地下水11.3 11.3 冲积物中的地下水冲积物中的地下水11.4 11.4 湖积物中的地下水湖积物中的地下水11.5 11.5 孔隙含水系统实例分析孔隙含水系统实例分析第2页，此课件共46页哦不同含水介质中的地下水不同含水介质中的地下水孔隙水孔隙水裂隙水裂隙水岩溶水岩溶水按含水介质按含水介质 的分类的分类第3页，此课件共46页哦孔隙水主要赋存环境：孔隙水主要赋存环境：赋存在松散沉积物中赋存在松散沉积物中（不同的沉积环境（不同的沉积环境中
2、形成不同类型的沉积物，其地貌形态、中形成不同类型的沉积物，其地貌形态、地质结构、颗粒粒度及分选等均各具特地质结构、颗粒粒度及分选等均各具特点）。点）。第4页，此课件共46页哦孔隙水的主要赋存部位孔隙水的主要赋存部位：洪积物洪积物冲积物冲积物湖积物湖积物滨海沉积物滨海沉积物黄土黄土冰川沉积物冰川沉积物 第5页，此课件共46页哦第十一章第十一章 孔隙水孔隙水11.1 11.1 孔隙水的特征孔隙水的特征11.2 11.2 洪积物中的地下水洪积物中的地下水11.3 11.3 冲积物中的地下水冲积物中的地下水11.4 11.4 湖积物中的地下水湖积物中的地下水11.5 11.5 孔隙含水系统实例分析孔隙
3、含水系统实例分析第6页，此课件共46页哦 11.2 11.2 洪积物中的地下水洪积物中的地下水 洪积扇的概念：洪积扇的概念：山区暴雨形成流速极大的洪流沿河槽流出山口，进入平原和盆地，不再受河槽的约束，地势突然转为平坦，集中的洪流转为辫状散流，水的流速顿减，搬运能力急剧降低，洪流所携带的物质以山口为中洪流所携带的物质以山口为中心堆积成扇形，称为心堆积成扇形，称为洪积扇洪积扇。第7页，此课件共46页哦形成：形成：由山区集中的洪流流出山口堆积而成。分布：分布：山涧盆地、山前平原 地貌形态：地貌形态：扇形、锥形（即洪积扇、洪积锥、洪积裙）第8页，此课件共46页哦Company Logo典型地区洪积扇的
4、形成典型地区洪积扇的形成地形地貌地形高，陡（扇顶）地形地貌地形高，陡（扇顶）地形低缓（扇缘）地形低缓（扇缘）水动力条件水动力条件 水流集中水流集中 分散分散 流速快（高能区）流速快（高能区）慢（低能区）慢（低能区）山区平原扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前）第9页，此课件共46页哦Company L 典型地区洪积扇沉积物的分带性典型地区洪积扇沉积物的分带性 沉积物粒度沉积物粒度 粗（砾，粗砂）粗（砾，粗砂）中砂中砂 细细 极细、粘土极细、粘土 沉积特征沉积特征 分选分选 差差 中等中等 好好山区平原扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前）第10页，此课件共46页哦Company Logo地下水的特征具明显的分
5、带性地下水的特征具明显的分带性赋存赋存 透水性（透水性（K）好好 差差 水位埋深水位埋深 深深 浅浅 渐深（或承压）渐深（或承压）赋存赋存 （深埋区）（深埋区）（溢流区）（溢流区）（下沉区）（下沉区）山区平原扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前）第11页，此课件共46页哦地下水赋存条件与特征地下水赋存条件与特征补给与排泄补给与排泄 补给补给 好好 差差 流动交替流动交替 V大，交替快大，交替快 V小，交替慢小，交替慢 排泄排泄 径流排泄径流排泄 蒸发排泄蒸发排泄山区平原扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前）第12页，此课件共46页哦Company Logo地下水赋存条件与特征地下水赋存条件与特征水化学水化学
6、形成作用形成作用 溶滤作用溶滤作用 浓缩作用浓缩作用 矿化度（矿化度（TDS）低低 中中 高高 成分与类型成分与类型 HCO3 SO4 Cl山区平原扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前）第13页，此课件共46页哦Company Logo地下水赋存条件与特征地下水赋存条件与特征动态与均衡动态与均衡 动态动态 变幅变幅 大大 小小 均衡均衡 整体、统一的均衡区整体、统一的均衡区 景观（环境）景观（环境）缺水区缺水区 泉，沼泽泉，沼泽 盐渍化区盐渍化区 山区平原扇顶扇顶 扇缘（前）扇缘（前）第14页，此课件共46页哦洪积扇上部洪积扇上部：砂砾石带砂砾石带粗大的颗粒直接出露地表粗大的颗粒直接出露地表,或仅覆盖
7、薄或仅覆盖薄土层土层,有利吸收降水及山区汇流的地表水有利吸收降水及山区汇流的地表水,主要补给区主要补给区。潜水深埋带潜水深埋带此带地势高此带地势高,潜水埋藏深。潜水埋藏深。盐分溶滤带盐分溶滤带岩层透水性好岩层透水性好,地形坡降大地形坡降大,径流强烈。径流强烈。蒸发微弱而溶滤强烈蒸发微弱而溶滤强烈,形成低矿化水。形成低矿化水。第15页，此课件共46页哦 潜水溢出带潜水溢出带地形变缓、颗粒变细地形变缓、颗粒变细,透水性变差透水性变差,地下径流受阻地下径流受阻,潜水位接近地表潜水位接近地表,形成泉与沼泽而溢形成泉与沼泽而溢出。出。盐分过路带盐分过路带径流途径加长径流途径加长,蒸发加强蒸发加强,水的矿
8、化水的矿化度增高。度增高。地下水水位动态变化小。洪积扇的前缘止于此地下水水位动态变化小。洪积扇的前缘止于此带。带。洪积扇中部：洪积扇中部：第16页，此课件共46页哦 潜水下沉带潜水下沉带由于地表水的排泄及蒸由于地表水的排泄及蒸发发,潜水埋深增大。潜水埋深增大。潜水堆积带潜水堆积带岩性变细、地势变平岩性变细、地势变平,潜水埋深不大潜水埋深不大,干旱气候下干旱气候下,蒸发成为主要蒸发成为主要排泄方式排泄方式而水的矿化度增大而水的矿化度增大,土壤常发生土壤常发生盐渍化。盐渍化。洪积扇下部：洪积扇下部：第17页，此课件共46页哦地貌上坡度由陡地貌上坡度由陡变缓变缓；岩性上由粗；岩性上由粗变细变细；透；
9、透水性由好到差；地下水位埋深由大而小；水性由好到差；地下水位埋深由大而小；补补给给条件由好到差；条件由好到差；由径流由径流为为主主转转化到以蒸化到以蒸发为发为主；水化学作用主；水化学作用由溶由溶滤滤到到浓缩浓缩；矿矿化度由小到大化度由小到大,水化学水化学类类型型产产生相生相应变应变化；地下水位的化；地下水位的变动变动由大到小。由大到小。洪积扇地貌、岩性、地下水的分带性：洪积扇地貌、岩性、地下水的分带性：第18页，此课件共46页哦自然现象间相互联系与相互依存的关系自然现象间相互联系与相互依存的关系:水动力条件分带水动力条件分带 沉积作用分带沉积作用分带 地貌岩性分带地貌岩性分带 地下水分带。地下
10、水分带。第19页，此课件共46页哦一般来说，洪积扇顶部通常潜水埋藏深度大，不利于一般来说，洪积扇顶部通常潜水埋藏深度大，不利于取用地下水，故城镇大多分布于溢出带以上最利于取取用地下水，故城镇大多分布于溢出带以上最利于取用地下水的地带（如华北很普遍）。用地下水的地带（如华北很普遍）。但西北某些山前地区但西北某些山前地区,洪积扇上部的潜水埋深往往反而洪积扇上部的潜水埋深往往反而比中部浅得多。比中部浅得多。原因原因因新构造运动使隔水基底呈现差异断块活动因新构造运动使隔水基底呈现差异断块活动,近山处基底上升而远山处下落近山处基底上升而远山处下落,使两侧地下水位形成使两侧地下水位形成跌水。跌水。特定地理
11、地质背景下特定地理地质背景下,洪积扇中地下水的独特性洪积扇中地下水的独特性:第20页，此课件共46页哦西北某些新构造运动影响的洪积扇西北某些新构造运动影响的洪积扇山前水位埋深山前水位埋深 深深 浅浅 深深 浅浅 第21页，此课件共46页哦第十一章第十一章 孔隙水孔隙水11.1 11.1 孔隙水的特征孔隙水的特征11.2 11.2 洪积物中的地下水洪积物中的地下水11.3 11.3 冲积物中的地下水冲积物中的地下水11.4 11.4 湖积物中的地下水湖积物中的地下水11.5 11.5 孔隙含水系统实例分析孔隙含水系统实例分析第22页，此课件共46页哦Company L1 11 1.3 3 冲积平
12、原中的地下水冲积平原中的地下水河流沉积物与洪积物相比：河流沉积物与洪积物相比：经常性水流作用的结果经常性水流作用的结果 河河流流是是线线状状或或带带状状分分布布的的，横横向向与与纵纵向向差差异异大大；在在冲冲积积平平原原区区往往往往发发育育有有多多条条河河流流，呈呈交交织织状状、发生改道且长期作用发生改道且长期作用 冲积平原砂层的几何形态特征冲积平原砂层的几何形态特征 冲积物特征，从垂直河流横向切剖面来分析冲积物特征，从垂直河流横向切剖面来分析第23页，此课件共46页哦Company L冲积平原中的河道变迁及砂层的几何形态冲积平原中的河道变迁及砂层的几何形态A-A，B-B横横切切剖剖面面砂砂层
13、层多多为为小透镜体小透镜体 C-C，D-D纵纵 向向 剖剖面面 砂砂 层层可可 以以 延延伸很长伸很长 第24页，此课件共46页哦Company L郑州黄河中下游剖面郑州黄河中下游剖面水文地质剖面水文地质剖面 在在冲冲积积平平原原上上，古古河河道道与与现现代代河河道道，地地势势最最高高，沉沉积积颗颗粒粒较较粗粗的的砂砂，向向外外，随随着着地地势势变变低低依依次次堆堆积积亚亚砂砂土土、亚亚粘粘土土，在在河河间间洼地的中心部位则堆积粘土。洼地的中心部位则堆积粘土。由由地地势势较较高高（堆堆积积粗粗粒粒沉沉积积）的的现现代代与与近近代代古古河河道道，到到地地势势低低洼洼（堆堆积积粘粘性性土土）的的河
14、河间间洼洼地地，显显示示着着良良好好的的微微地地貌貌岩岩性性地地下下水水分带分带。古河道河河间间洼洼地地第25页，此课件共46页哦Company L古河道古河道河间洼地：河间洼地：地形与岩性地形与岩性 古现代河道古现代河道 河间洼地河间洼地 地形地形 高高 低低 岩性（粒度）岩性（粒度）粗粗 细细现代河道现代河道河间洼地河间洼地古河道古河道第26页，此课件共46页哦Company L古河道古河道河间洼地：河间洼地：地下水赋存、补给与排泄地下水赋存、补给与排泄地下水埋深地下水埋深 深深 浅浅 补给条件补给条件 好好 差差 排泄排泄 径流径流 蒸发排泄蒸发排泄现代河道现代河道河间洼地河间洼地古河道
15、古河道第27页，此课件共46页哦Company L古河道古河道河间洼地：河间洼地：地下水化学特征地下水化学特征水化学作用水化学作用 溶滤作用溶滤作用 浓缩作用浓缩作用 水型水型 HCO3 Cl矿化度（矿化度（TDS）TDS 低低 TDS 高高 现代河道现代河道河间洼地河间洼地古河道古河道第28页，此课件共46页哦第十一章第十一章 孔隙水孔隙水11.1 11.1 孔隙水的特征孔隙水的特征11.2 11.2 洪积物中的地下水洪积物中的地下水11.3 11.3 冲积物中的地下水冲积物中的地下水11.4 11.4 湖积物中的地下水湖积物中的地下水11.5 11.5 孔隙含水系统实例分析孔隙含水系统实例
16、分析第29页，此课件共46页哦 11.4 11.4 湖积物中的地下水湖积物中的地下水沉积类型：沉积类型：静水沉积静水沉积沉积特点：沉积特点：颗粒分选良好颗粒分选良好,层理细密层理细密,岸边浅水处沉积砂岸边浅水处沉积砂砾等粗粒物质砾等粗粒物质,向湖心逐渐过渡为粘士。向湖心逐渐过渡为粘士。第30页，此课件共46页哦含水层特征：含水层特征：主要含水层的砂砾主要含水层的砂砾,展布广、厚度大展布广、厚度大(单层厚度可达单层厚度可达10Om10Om以上以上)，剖面上为层，剖面上为层状或延伸远的长透镜状。状或延伸远的长透镜状。随着沉积物形成时湖盆规模、气候、随着沉积物形成时湖盆规模、气候、新构造运动等不同新
17、构造运动等不同,砂砾含水层的规模不砂砾含水层的规模不等。等。第31页，此课件共46页哦岩性分布特征：岩性分布特征：静水沉积，分选良好，层理细密，自岸边静水沉积，分选良好，层理细密，自岸边向湖心颗粒由粗变细。向湖心颗粒由粗变细。地下水特征：地下水特征：沿湖岸分布有砂堤，常埋藏有潜水；沿湖岸分布有砂堤，常埋藏有潜水；向湖心过渡，以细粒淤泥质粘土沉积为主，向湖心过渡，以细粒淤泥质粘土沉积为主，夹有薄层细砂或中砂的透镜体可储存赋水性夹有薄层细砂或中砂的透镜体可储存赋水性较差的承压水，水质不好，有淤泥臭味；较差的承压水，水质不好，有淤泥臭味；河流入湖口的三角洲沉积物，常含有水量丰河流入湖口的三角洲沉积物
18、，常含有水量丰富的地下水，既有潜水，也有浅层承压水。富的地下水，既有潜水，也有浅层承压水。第32页，此课件共46页哦补充补充 黄土高原的地下水黄土高原的地下水黄土是特定地质历史时期的沉积物黄土是特定地质历史时期的沉积物 在在我我国国西西北北部部广广泛泛、大大面面积积分分布布，西西北北部部地地区区又又是是我我国国干干旱旱半半干干旱旱气气候候区区，水水资资源源严严重重匮匮乏乏，基基本本上上无无常常年年性性河河流流（地表水），地下水水量也不丰富。（地表水），地下水水量也不丰富。赋赋存存于于黄黄土土孔孔隙隙与与裂裂隙隙中中的的地地下下水水是是当当地地人人民民生生活活的的主主要要水水源。源。黄黄土土特特
19、征征：厚厚度度大大，结结构构疏疏松松，粉粉土土含含量量大大于于60%，含含钙钙质质结合，呈棕黄，微红，棕黑色。结合，呈棕黄，微红，棕黑色。黄土形成时期：第四纪中、下更新世黄土形成时期：第四纪中、下更新世（Q2与与Q3黄土）黄土）第33页，此课件共46页哦黄土发育垂直节理黄土发育垂直节理,且多虫孔、根孔等以垂向为主的大孔且多虫孔、根孔等以垂向为主的大孔隙。故黄土的垂向渗透系数常比水平方向大几倍到几十倍。隙。故黄土的垂向渗透系数常比水平方向大几倍到几十倍。甘甘肃肃黄土渗水黄土渗水试验结试验结果：果：垂向垂向K=0.19-0.37m/d,K=0.19-0.37m/d,水平方向水平方向K=0.002-
20、0.003m/dK=0.002-0.003m/d。随着埋藏深度加大随着埋藏深度加大,黄土中大孔隙减黄土中大孔隙减少少,渗透性明渗透性明显显降低。降低。第34页，此课件共46页哦第35页，此课件共46页哦Company L黄土地区的地貌形态：黄土地区的地貌形态：塬、梁峁，黄土杖（撑）地塬、梁峁，黄土杖（撑）地 黄土塬黄土塬 黄土梁黄土梁 黄土杖地黄土杖地 第36页，此课件共46页哦Company L山西黄土地区实景照片山西黄土地区实景照片右上黄土杖地右上黄土杖地 左下黄土塬、梁左下黄土塬、梁 右下黄土塬上右下黄土塬上第37页，此课件共46页哦Company L黄土高原的地下水特征黄土高原的地下水
21、特征黄土塬黄土塬 黄土梁黄土梁 黄土杖地黄土杖地 塬中塬中 塬边塬边（杖地）（杖地）水位埋深水位埋深 中中 大大 较小较小 补补 给给 有利于有利于 不利于不利于 排排 泄泄 弱弱 较强，强较强，强 水化学水化学 溶滤溶滤 浓缩浓缩 矿化度矿化度 中中 矿化度大矿化度大 有利打井取水区为塬中心，或边坡地带有利打井取水区为塬中心，或边坡地带第38页，此课件共46页哦第十一章第十一章 孔隙水孔隙水11.1 11.1 孔隙水的特征孔隙水的特征11.2 11.2 洪积物中的地下水洪积物中的地下水11.3 11.3 冲积物中的地下水冲积物中的地下水11.4 11.4 湖积物中的地下水湖积物中的地下水11
22、.5 11.5 孔隙含水系统实例分析孔隙含水系统实例分析第39页，此课件共46页哦11.5 11.5 孔隙含水系统实例分析孔隙含水系统实例分析 上面分别讨论了不同成因类型沉积物中的孔隙水上面分别讨论了不同成因类型沉积物中的孔隙水,实际上实际上,同一时期同一水流系统同一时期同一水流系统,随着沉积环境递变随着沉积环境递变,可在可在不同部位形成不同成因类型的沉积物不同部位形成不同成因类型的沉积物,而其中组成含水层而其中组成含水层的粗粒物质的粗粒物质,连续分布连续分布,赋存其中的水具有密切联系赋存其中的水具有密切联系,构成构成统一的孔隙含水系统。统一的孔隙含水系统。第40页，此课件共46页哦甘肃河西走
23、廊石羊河流域：甘肃河西走廊石羊河流域：属内陆流域属内陆流域,上游河流来自南部祁连山的北麓上游河流来自南部祁连山的北麓,其中较大者为古其中较大者为古浪、黄羊等浪、黄羊等8 8条条,向北流出山口向北流出山口,大部分河水渗入洪积扇中大部分河水渗入洪积扇中,此时已进此时已进入武威盆地的范围。在武威以北为扇群边缘入武威盆地的范围。在武威以北为扇群边缘,在扇群的溢出带出现在扇群的溢出带出现了一系列泉群了一系列泉群,就是这些泉汇集成为石羊河就是这些泉汇集成为石羊河,向北流至现在的红崖山向北流至现在的红崖山水库中。再北流水库中。再北流,又进入民勤一湖水盆地又进入民勤一湖水盆地,山前也是洪积扇堆积山前也是洪积扇
24、堆积,河河水复渗入扇中水复渗入扇中,但是由于水量较武威盆地小但是由于水量较武威盆地小,在扇缘仅形成不多的泉在扇缘仅形成不多的泉水水,大部分水以地下水的形式大部分水以地下水的形式,从洪积物中进入冲积物向北运移从洪积物中进入冲积物向北运移,到到达以北的湖泊沼泽地带达以北的湖泊沼泽地带,一部分水以泉的形式进入湖泊中一部分水以泉的形式进入湖泊中,绝大部分绝大部分消耗于蒸发。石羊河全长达消耗于蒸发。石羊河全长达100100余余Km,Km,流域面积约流域面积约300Okm300Okm2 2。第41页，此课件共46页哦第42页，此课件共46页哦第43页，此课件共46页哦第一个系列：第一个系列：武威盆地中的沉
25、积武威盆地中的沉积,南部为单层厚度巨大南部为单层厚度巨大的卵砾石的卵砾石,最厚者可达最厚者可达40Om,40Om,为为洪积物洪积物。这一地段。这一地段,地表不地表不存在常年性河流存在常年性河流,只在洪水季节地表出现暂时性水流。溢只在洪水季节地表出现暂时性水流。溢出带的泉群在地表汇流成为石羊河。但其真正的源头是来出带的泉群在地表汇流成为石羊河。但其真正的源头是来自祁连山的河流自祁连山的河流,只是经过渗入洪积扇变为地下水只是经过渗入洪积扇变为地下水,再以泉再以泉的形式出露汇集成为地表水流的复杂过程而已，在这一转的形式出露汇集成为地表水流的复杂过程而已，在这一转化过程中，有相当一部分水流在地下由洪积
26、物进入冲积物。化过程中，有相当一部分水流在地下由洪积物进入冲积物。这就是武威盆地其他地段地下水的来源。这就是武威盆地其他地段地下水的来源。石羊河流域的沉积物石羊河流域的沉积物两个沉积系列：两个沉积系列：洪积、湖积洪积、湖积第44页，此课件共46页哦第二系列：第二系列：在盆地的低洼部位出在盆地的低洼部位出现湖泊沉湖泊沉积，河，河道切穿道切穿红崖山之后，崖山之后，进入民勤盆地。沉入民勤盆地。沉积物成因物成因类型的型的变化仍然和武威盆地一化仍然和武威盆地一样，先是洪先是洪积，再，再为冲冲积，最后，最后为湖泊沼湖泊沼泽沉沉积，只是其，只是其规模模较小，小，这是水量是水量较小的小的结果。果。第45页，此
27、课件共46页哦以上讨论可知以上讨论可知：影响沉积物成因类型不同的直接原因是地形和地表水流速及流量的变影响沉积物成因类型不同的直接原因是地形和地表水流速及流量的变化。一般地说，除山地之外，无论平原或山间盆地，地形和水流的变化。一般地说，除山地之外，无论平原或山间盆地，地形和水流的变化，都属渐变，不同成因类型的沉积物也是连续的和渐变的。化，都属渐变，不同成因类型的沉积物也是连续的和渐变的。含孔隙水的沉积物成因类型的变化是地形和水流状态改变的结果。其含孔隙水的沉积物成因类型的变化是地形和水流状态改变的结果。其中的水连续的，不同成因类型沉积物的变化也是连续的。沉积物的连中的水连续的，不同成因类型沉积物
28、的变化也是连续的。沉积物的连续性对认识地下水的补给和运动提供了很好的实例。续性对认识地下水的补给和运动提供了很好的实例。石羊河流域包括两个盆地，全长达石羊河流域包括两个盆地，全长达100Km100Km以上，南部祁连山的地表以上，南部祁连山的地表水流为主要补给来源，在流动过程中，地表和地下水间不断相互水流为主要补给来源，在流动过程中，地表和地下水间不断相互转化，二者是一个统一的整体，两个盆地，是上下游关系，水的转化，二者是一个统一的整体，两个盆地，是上下游关系，水的来源只有一个，这种条件下的地表水和地下水、上游和下游的水，来源只有一个，这种条件下的地表水和地下水、上游和下游的水，同属一个系统。同属一个系统。第46页，此课件共46页哦