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1、第十三章 地下水及其地质作用第一节 地下水概述地下水是埋藏在地表以下松散堆积物和岩石空隙中的水体。 地下水主要是由大气降水、地面流水、冰雪融水、湖泊水渗透到地下而形成的，称为渗透水。此外还有凝结水、埋藏水、原生水等。 一、地下水的化学特征1地下水长期在地下运动，可从岩石中获得大量可溶性的物质成分，使之成为成分复杂的溶液 。地下水中含大量的离子、分子和化合物，其矿化度高。2地下水中常见的气体成分：O2、N2、CO2及H2S。3地下水中还含有大量的胶体物质：Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2及以胶体形式存在的有机质。二、地下水的运动1. 地下水运动的条件 岩石孔隙度的大小、形状、数量及连通情
2、况，对地水的储量及运动特点有很大的影响。空隙度：一定体积岩石中空隙体积所占的比例。 孔隙度= 岩石中孔隙的体积 / 岩石总体积透水性：岩石被水透过的性能。 隔水性：岩石阻挡水通过的性质。 空隙较大，且相互连通的岩石，地下水可以在岩石中流动。有些岩石虽有很高空隙度，但空隙不连通的岩石和空隙过小，且连通性不好的粘土和泥岩，地下水也很难在其中流动。 透水层：能透水的岩层。洞隙大，且相互连通的石灰岩和白云岩以及孔隙大的砾石层和沙层是良好的透水层。 隔水层：具隔水性的岩层。粘土岩、粉砂质泥岩及节理不发育的岩浆岩和块状变质岩可视为隔水层。 2. 地下水的运动方式 毛细水（结合水）： 在毛细作用下运动的水。
3、岩石颗粒表面和空隙壁面在静电吸引作用下，会吸附水分子 。这类水束缚于颗粒表面及空隙壁面，不能在自身重力作用下运动。而且还可逆重力而运动（毛细运动）。 重力水：在自身重力作用下产生运动的水。在岩石和松散物质的空隙中，重力水在重力作用下产生运动称渗流(渗透) 。三.地下水的补给与排泄流动的地下水称地下径流(run off）。 补给来源：大气降水、地表水。 地下水的人工露头为井 天然露头为泉 第二节 地下水的类型一、地下水按照埋藏条件分为包气带水、潜水、承压水 1.包气带水（土壤水） 从地面到地下水面（潜水面）之间的地带（包气带、不饱和带）所含的非重力地下水，以气态水、吸着水、薄膜水和毛细水等状态存
4、在。 2 .潜水 埋藏在地面以下，在第一个隔水层之上，具有自由表面的重力水，称为潜水。 潜水的表面称为潜水面，随地形起伏而变化，具有潜水流。同时因季节变化而升降，雨季、旱季潜水面的不同而形成一个暂时饱和带。 3.承压水（层间水）埋藏在地下两个隔水层之间的含水层中的水。当两个隔水层之间的含水层被水充满时，就是有了一定的静压力，称为承压水。 自流井当打井凿穿上部隔水层时，如果承压水的静水压力所达到的水头高度超过井口地面时，则自行喷溢出地表，形成自流井。 二、泉及其分类 地下水在地表的天然出露，叫做泉。 泉主要分布在山区、丘陵区的沟、谷中及山麓边缘，平原地区极为少见。 泉的分类： 1.根据成因分为：
5、 接触泉；侵蚀泉 裂隙泉； 断层泉；溶洞泉。 2.根据泉水运动的特点分为： 上升泉；下降泉。 3.按泉水温度分为： 冷泉；温泉。 一般将泉水温度超过20的泉称为温泉。 第三节地下水的地质作用地下水在岩石孔隙、裂缝中流动十分缓慢，动能较小，故而机械作用十分微弱。 但由于地下水与岩石、矿物的接触时间长，加之溶有一定量的酸类物质(如H2CO3、H2SO4及有机酸)，对地下岩石、矿物具有强烈的溶解作用。以化学作用为主。地下水在缓慢的运动过程中，不断对周围的岩石进行着破坏和改造，称为地下水的潜蚀作用。可以分为：机械潜蚀作用和化学溶蚀作用。 一、机械潜蚀作用地下水对岩石的冲刷破坏作用称为机械潜蚀作用。 二
6、、化学溶蚀作用与岩溶现象 地下水对可溶性岩石的溶解破坏作用，称为化学溶蚀作用。 （一）岩溶现象 1.岩溶（喀斯特）是指可溶性岩石在地下水和地表水的共同破坏作用下，所形成的特殊地貌和水文网的总称。 2.典型的岩溶地貌有：溶沟与石芽；漏斗与落水洞；溶洞与地下河；岩溶谷地与天生桥；峰林。 在潜水面附近，地下水在重力作用下沿层面、节理面和断裂带从高水位向低水位作近于水平方向的流动，常形成近于水平的洞穴称溶洞。 原因： 在地下水携带着被溶解的碳酸盐物质渗流到开阔的溶洞、泉口以及扩大了的节理时， 由于压力减小，导致地下水中的二氧化碳逸出，碳酸氢钙被分解成碳酸钙而产生沉淀 。落水洞:地表水沿近于垂直的裂隙向
7、下溶蚀而成的直立或陡倾斜的洞穴，下接地下河或溶洞， 溶斗:又称漏斗，是小型洼坑。其平面呈圆形或椭圆形。 3.岩溶发育的条件有可溶性岩石的存在，特别是产状平缓、裂隙发育的厚层石灰岩是岩溶发育的有利条件。湿热的气候条件（水量丰富、具有流动性），尤其是在水中含有一定数量的CO2时，有较强的溶蚀能力。喀斯特地貌 第三节 地下水的搬运与沉积作用 一、地下水的机械搬运与沉积作用 弱二、地下水的溶运与化学沉积作用 地下水流速慢，与岩石的接触面积大，作用时间长，能充分的溶解其流经区的可溶性物质，因此地下水中含有较多的溶解物质，并随着地下水的运动而被搬运。地下水的化学沉积主要分布在洞穴内、裂隙中和泉的出口处。常
8、见的有以下几类： 1.石钟乳、石笋、石柱、石幔2.泉华3.模树石（假化石）、岩脉、矿脉三、 地下水的沉积作用地下水的沉积作用以化学沉积作用为主，主要有以下两类: 1 .溶洞沉积富含Ca(HCO3)2的地下水，沿着孔隙、裂隙渗入空旷的溶洞，由于温度、压力改变，CO2逸出，加之蒸发作用加强，就沉淀出CaCO3。石钟乳横切面呈同心环带构造，核心常是空的。石笋横切面具有同心环带构造，是实心的。石钟乳与石笋长大后连成一体，称为石柱石钟乳、石笋、石柱合称为钟乳石2. 热（温）泉沉积（Thermal spring deposit）热（温）泉水流出地表时，因压力降低、温度降低，地下水中的矿物质发生沉淀，沉淀在泉口的疏松多孔物质叫泉华。钙质(CaCO3)的泉华称为钙华或石灰华，硅质(SiO2)的泉华称为硅华泉华可堆积成锥状、台阶状或扇状地貌。
