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水文地质精简版

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水文地质精简版_第1页
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岩石的空隙性:松散岩石中的孔隙,坚硬岩石中的裂隙 和可溶性岩石中的溶隙孔隙:松散岩石是由大小不等、形状各异的颗粒组合而 成的,颗粒之间或颗粒集合体之间的空隙孔隙度 n=V/V)空隙:固结的坚硬岩石(沉积岩、岩浆岩和变质岩)受 力破裂形成的空隙裂隙率Kr= V/V)溶隙:可溶性岩石(石灰岩、白云岩等)中的裂隙经水 流长期溶蚀扩展而形成的空隙.(岩溶率Kk=Vk/V) 松散岩石孔隙率的大小有关的因素:①岩石的分选性② 岩石的密实程度③岩石颗粒形状④岩石的胶结程度;通 (常情况下颗粒越小,岩石越疏松,分选性越好,磨圆 度和胶结度越差,孔隙度就越大岩石中各种形式的水及其特点:①气态水:即水汽存在 于未饱水的岩石空隙中②结合水:在岩石颗粒的静电 吸附能力的作用下,水分子能牢固地吸附在颗粒表面, 形成水分子薄膜,这层水膜就是结合水③毛细水:赋 存在地下水面以上毛细空隙中的水④重力水:重力影 响大于吸引力,能在自身重力影响下运动的水⑤固态 水:当岩石的温度低于水的冰点时,储存于岩石空隙中 的水便冻结成冰,从而形成固态水容水性指岩石空隙能容纳一定水量的性能,理论上等于 孔隙度持水性指在重力作用下仍能保持一定水量的性 能,颗粒越小持水度越大。

给水性指饱水岩石在重力作 用下能自由排出一定水量的性能,容水度减去持水度 透水性指岩石允许水透过的性能,主要与岩石的孔隙大 小有关含水层:能够给出并透过相当数量水的岩层隔水层: 不能给出并透过水的岩层,或者数量微不足道划分 标准:饱水带岩层按其透过和给出水的能力) 地下水按埋藏条件分:①上层滞水:包气带中局部隔水 层之上具有自由水面的重力水②潜水:埋藏在地表以 下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水③承 压水:充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水 潜水和承压水的特征:潜水:①有一个自由的水面,仅 承受大气压力②补给区与分布区是一致的③水温,水质, 水量受气候影响,季节性变化④易于遭受污染⑤是很好 的供水水源承压水:①没有自由水面②补给区远小于 分布区③气象要素的变化对其影响较小,较稳定④不易 受地面污染⑤供水水源,卫生可靠,水量稳定⑤工程建 设中其水头压力能引起基坑突涌,从而破坏基坑的稳定 性地下水循环:地下水的补给,径流与排泄过程地下水 以大气降水,地表水,人工补给等各种形式获得补给, 在含水层中流过一段路程,然后又以泉、蒸发等形式排 泄出地表,如此周而复始的过程地下水补给来源:大气降水、地表水、凝结水、含水层 之间的补给以及人工补给等。

当地表水位高于地下水位 时,地下水接受地表水体(河水、湖泊、水库与海洋等) 补给地下水均衡:某地区在某一时期内,地下水量的收入与 支出之间的差额必必等于其储存量的变化量地下水排泄方式:蒸发,泉,向地表水泄流,含水层之 间排泄,人工排泄地下水动态:地下水的水位,水量,水质,水温等随时 间作有规律变化动态变化因素:灌溉、水库放水、抽 取地下水、回灌;跨流域调水,兴修水利,植树造林, 围湖造田,砍伐森林等渗透:地下水受重力作用在空隙介质中的运动称为渗透 渗流:符合条件的假想水流①对于同一过水断面,假象 水流的流量等于通过该断面的真实水流的流量②作用 于任一面积上的假象水流的压力等于真实水流的压力 ③假想水流在任意体积内所受的阻力和实际水流所受 的阻力相同渗流速度小于实际流速)流线:渗流场中某一瞬时的一条线,线上各水质点在此 瞬时的流向均与此线相切等水头线:渗流场中水头值相等的各点连成的面为水头 面,它在剖面上可表现为等水头线流网:由一系列等水头线与流线组成的网格渗流的分类:①根据渗流的运动要素是否随时间变化来 划分:稳定流与非稳定流②根据渗流是否具有自由表 面:有压流与无压流③根据水的质点是否呈有秩序的运 动:层流与紊流④根据渗流速度沿流程是否变化:均匀 流与非均匀流⑤根据渗流速度向量与所选坐标系的关 系:一维流,二维流,三维流。

稳定流:渗流场中任一点处,渗流的运动要素不随时间 的改变而变化达西定律:渗流流量和渗流速度与水力坡度一次方成正比 Q=Kw(Hi-H2)/L=KwJ V=Q/w=KJ=、H/L泰斯公式:S=QW(u)/4 n T u=”p*/4Tt地下水硬度:水中Ca,Mg的含量害处:硬度过大对许 多工业用水不适宜,生活用水也有要求地下水化学成分的形成作用:(七种)溶滤作用:岩土中某些可溶成分被溶解转入水中而成为 溶液的作用,这种作用称为溶滤作用浓缩作用:地下水受到蒸发作用时,水分不断被蒸发, 盐分便被积累下来,因而浓度相对增大,这种作用称为 浓缩作用脱硫酸作用:在还原环境中,当地下水中存在有机质时, 脱硫酸细菌能使水中的硫酸根还原成氢硫酸,这种作用 称为脱硫酸作用脱碳酸作用:二氧化碳在水中的溶解度受环境温度和压 力控制,其溶解度随温度升高或压力降低而减小,当温 度升高或压力降低时,一部分二氧化碳便成为游离的二 氧化碳从水中逸出,这种作用称为脱碳酸作用阳离子的交替吸附作用:岩石颗粒表面带有负电荷,能 吸附某些阳离子,当地下水与岩石颗粒接触时,颗粒可 以吸附地下水中的某些阳离子,而将其原来吸附的部分 阳离子转为地下水中的组分,这种作用称为阳离子的交 替吸附作用。

混合作用:两种或两种以上不同化学成分与性质的水混 合在一起,形成了一种与原来各化学成分各不相同的地 下水,这种作用称为混合作用人类活动:人类活动对地下水的形成和变化越来越产生 显著的影响洪积扇中地下水规律性:洪积扇中地下水自山口向平原,按水文地质特征分为三 个带:1、 潜水深埋带1(补给径流带):分布于洪积扇顶部,靠近出口地形坡度大,沉积物多 为砾石,沙砾等粗粒物质,具有良好径流,含有丰富的 潜水此代岩层厚,地下水埋深较深,蒸发作用弱,故 称潜水埋深带2、 潜水溢出带11(潜水浅埋带):分布于洪积扇的中部,地形坡度变缓,岩性逐渐变细, 由砂砾过渡到砂,亚沙土和亚粘土,在剖面上出现粗细 砾岩层交互沉积由于含水层颗粒变细,厚度减薄,透 水性变差,迫使地下水位抬升,潜水埋藏深度变浅,故 称潜水浅埋带3、 潜水下沉带m (垂直交替带):分布于洪积扇的前缘,逐渐进入平原地区或盆地中心, 常与冲积物形成互层沉积岩性多数透水性较弱的细粒 亚砂土,亚粘土夹少量沙层径流缓慢在平原河流的排 泄影响下,地下水埋藏深度比溢出带稍有加大,因而称 为潜水下沉带总之:从扇的顶部向平原,地下水的埋藏深度由深变浅, 富水性由强变弱;地下水流速由大变小,矿化度由低变 高,水化学类型由重碳酸盐水向硫酸盐水、氯化物盐水 逐渐过渡。

岩溶水发育的基本条件:岩石的可溶性,岩石的透水性, 水的侵蚀性,水的流动性影响:气候,地质,以及地 壳运动坚硬岩石中的裂隙水:风化裂隙和风化裂隙水:风化裂隙水埋藏在各种基岩的 风化带里,含水层为似层状,呈面状分布成岩裂隙和成岩裂隙水:成岩裂隙是岩石在形成过程中 由于冷凝、固结、脱水等作用而产生的原生裂隙,成岩 裂隙的特点是受岩性控制,发育均匀,呈层状分布,多 富集潜水构造裂隙和构造裂隙水:构造裂隙是岩石在构造应力作 用下产生的裂隙构造裂隙水储存并运动于构造裂隙中 滑坡:岩、土边坡丧失原有稳定性,一部分岩、土体对 其下面岩土体产生滑动潜蚀:在较高的渗透速度或水力梯度作用下,地下水流 从孔隙或裂隙中携出细小颗粒的作用危害:破坏边坡稳定,发生地面塌陷防止:1、改变渗透水流的水动力条件,使水流梯度小 于临界水力梯度措施有堵截地表水流入岩土层,阻止 地下水在岩土层中流动,设反虑层,减小地下水的流速 2、改善岩土的性质,增强其抗渗能力如爆炸、压密、 打桩、化学加固处理等方法,可以增加岩土的密实度, 降低岩土层的渗透性能流砂:松散细颗粒土被地下水饱和后,在水头差的作用 下,产生的悬浮流动现象形成条件:岩性,水动力。

防止:人工降低水位,打板桩,水下开挖…… 管涌:地基土在具有某种渗透速度的渗透水流作用下, 其细小颗粒被冲走,岩土的孔隙逐渐增大,慢慢形成一 种能穿越地基的细管状渗流通路,从而掏空地基或土坝, 使地基或斜坡变形,失稳形成条件:粗颗粒多于细颗 粒10倍;不均匀系数>10;相互接触土层渗透系数比>2-3; 渗透水流的水力梯度大于临界水力梯度地下水对混凝土的侵蚀类型:碳酸侵蚀,酸性侵蚀,碱 类侵蚀,溶出侵蚀,硫酸盐侵蚀,海水侵蚀明沟排水法:又称集水坑排水,它是将流入坑内的地下 水,通过明沟汇集于集水坑内,再由泵将水排出基坑 当基坑不深,地下水位高出基坑底面不多,且坑壁土层 不易产生流砂、管涌或坍塌时,可采用明沟排水井点降水的形式:轻型井点降水:是通过轻型井点降低地下水喷射井点降水:是将射流器装入井管中,利用高压水或 高压气为动力进行抽水的井点装置深井井点降水:是通过深井井点降低地下水电渗井点降水:是以井点管为阴级,用直径为25毫米 的金属材料作阳极,通电后,含水层中的水分子,由正 极向负极移动,以加速地下水向井点管的渗流,从而达 到排水疏干汗水层的目的。

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