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1、第八章 孔隙水l学习导航：I不同类型孔隙的成因、特征不同类型孔隙水的特征实例1第八章 孔隙水l地下水按其介质类型分类孔隙水、裂隙水、岩溶水l孔隙水：孔隙水是储存于第四系松散沉积物及第三系少数胶结不良的沉积物的孔隙中的地下水。l孔隙水按埋藏条件不同分类：孔隙-上层滞水、孔隙-潜水、孔隙-承压水l含孔隙的介质：洪积物、冲积物、湖积物、冰碛物等。2第一节 不同成因沉积物中的地下水l洪积物特征：洪积扇的概念:由洪积物组成的、从沟口向平原呈扇形并展开的近半锥体的堆积物称洪积扇。 各个沟口洪积扇的不断发育，往往相互联接形成山前倾斜平原。图8-1堆积物特征：成分大小混杂，磨圆度和分选性较差。l图纵向特征：沟
2、口到平原的水平方向碎屑物具有由粗逐渐变细的特征。从扇顶到扇缘可分为：上部砂砾带、中部砂砾粘土交错层、边部粘土带 （ 图8-2）34第一节 不同成因沉积物中的地下水垂向上特征：由于干湿期变化，或构造运动，洪积扇在垂向上形成了与古洪积层叠的构造形式，各期洪积层的沉积粒度、厚度、轴线位置、结构等许多方面，出现了一定的差异。图8-3l洪积物中的地下水洪积扇上部径流带：由厚层砂、砾石组成，地下水埋藏较深，径流条件良好，水质好，为矿化度小于0.51g/L，重碳酸钙型水，表8-1。洪积扇中部溢出带：由粗、细沉积物交错组成，地下水埋藏变浅，径流变弱，富水性降低，浅部常形成沼泽或溢出成泉，矿化度增大到12g/L
3、，深部形成承压水，多是矿化度小于 1g/L，水质特征表8-25第一节 不同成因沉积物中的地下水洪积扇下部垂直交替带：由细粒沉积亚粘土、黄土状土、亚砂土与细粉砂的互层组成，埋藏加深，径流缓慢，一般是矿化度大于3g/L。见图8-2.l冲-洪积扇的富水部位冲-洪积扇的涵义：在洪积扇堆积过程中有经常性水流（河流）参与时，洪积物中将夹有冲积物，称冲积-洪积扇。冲-洪积扇特征：富水性相差较大，影响因素：l砂、砾层规模大小，厚度大小，分选性l补给量大小l基底的构造条件l构造运动有关6第一节 不同成因沉积物中的地下水冲-洪积扇中富水段：冲-洪积扇中的溢出带是富水段，尤其在扇轴附近由于有经常性地表径流通过，水量
4、尤为丰富。冲洪积扇的分布与构造运动密切相关，基底构造对富水性有控制作用。实例l祁连山、大青山山前地带（巨厚沉积）l大兴安岭山前地带（台阶状沉积）表8-3l准噶尔盆地乌鲁木齐河山前地带和青海柴达木盆地的山前地带（基底老地层小皱曲）7l冲积物的特征：冲积物是河流沉积的产物，在新生代各种成因类型的沉积中，冲积物常是富水的。河流上游河谷的冲积层：只在枯水期沉积于河弯的凸岸和河谷开阔地，为粗大的卵石、砾石、粗砂，通常无细粒粘土质的覆盖层。河流中游河谷的冲积层： 1、河漫滩相沉积：由于洪水期和枯水期都发生沉积，形成了上细下粗的二元结构。见图8-5 2、牛轭湖相沉积：河流的截弯取直作用，形成牛轭湖沉积，也具
5、有二元结构，但上覆细粒盖层厚度增大，下伏粗粒粒度变小。8第一节 不同成因沉积物中的地下水河流下游平原的冲积层：横向上：从河床中心到河间，依次为古河床相沉积（多为粉砂）、滨河相泛滥堆积（亚砂土、亚粘土、粘土）、湖沼相沉积（粘土）。图 8-6纵向上：由于地壳不断地升降和气候条件改变，不同时期的冲积层相互迭置和交截连接，形成复杂多样的地质结构。形态特征：沉积物多为透镜体、条带状，不同沉积体呈现水平交错状。构造运动对河流沉积的影响9第一节 不同成因沉积物中的地下水l冲积层中的地下水河流上游冲积层中的地下水：透水性强，水质好，富水条件好，但分布范围较窄，受季节影响。河流中游冲积层中的地下水：l横向上地下
6、水的埋藏分布与富水性随阶地不同而不同，表8-4、表8-5，并且阶地前缘和后缘含水性不同，表8-6.l中游比上游富水地段范围增大，可采量增多l冲积物粒度不同，富水性不同，河床相砂层是富水部位l牛轭湖相水中含有机质和铁。10第一节 不同成因沉积物中的地下水河流下游冲积层中的地下水(1)在剖面上：平原区巨厚沉积物的上部为近代冲积物，下部通常是一些时代较老的沉积物质，下部富水性小于上部。(2)在横向上，可分为近山带、中部过渡带和滨海带，在此方向上，沉积物粒度越来越小，地下水埋藏越来越浅，矿化度越来越高。l冲积层的富水部位河流上游河谷富水带：河谷砂砾卵石层厚度大、分布宽度广的地段，是富水带，如：河流交汇
7、地带、河谷的开阔段、河谷的急弯段、河弯的凸岸等。11第一节 不同成因沉积物中的地下水河流中游谷地富水带：1、低阶地相对高阶地富水性较弱，低阶地物别是一阶地的砂砾层是富水带；2、河流的交汇地段、河流拐弯地段和河谷变宽地段；3、古河床分布的地段和阶地前缘。河流下游平原富水带：下游平原是各种沉积物组成的复杂的综合体，其富水带主要集中在古河床和近代河床砂砾层中。l大平原沉积含水特征 在平原巨厚沉积的以二元结构为主，多相迭置在各带内，河床相沉积相对富水，冲积、洪积和冰水沉积的砂砾比较富水，水质好，湖积、海积的粘质土和淤泥夹粉砂层或粉砂透镜体，含承压水，但不丰富，径流条件不好，水质也较差。整个平原形成一个
8、规模巨大的地下水沉积盆地。12实例 分析 淮北区域古地形分析 剖面特征13淮北地区南北向和东西松散层分析表 4.1-2 淮北矿区南北线部分井田松散层厚度与基岩面标高统计表地点烈山矿杨庄矿前岭矿杨柳矿任楼矿许疃矿松散层厚度（m）0506080120左右140160190320280360基岩标高（m）75-10-20-60-75左右-110左右-220280-240-360表4.1-3 淮北矿区部分井田松散层厚度与基岩面标高统计表地点界沟矿任楼矿南坪矿桃园矿芦岭矿松散层厚度（m）245299190320226310205333180240基岩标高（m）-250左右-220280-230-335
9、-263-275-150左右14l安徽省淮北地区的芦岭煤矿的810采区，其防水煤柱已减少到17.3 m,实现了安全开采；百善煤矿有12工作面实现了提高上限安全开采，防水煤柱为1228m;而与芦岭矿处于同一矿区，相邻不到10公里，地质条件相似的祁东煤矿的3222工作面，防水煤柱高63m，但在推进48m时发生了突水事故，同一矿区的桃园煤矿，在松散层下开采也发生了突水事故。 15第一节 不同成因沉积物中的地下水l湖积物的成因及其特征：径向上：湖积物的分布通常呈环带状，从滨岸到湖中心沉积的粒径越来越小，分选性越好，见图8-7。湖泊距剥蚀区的距离越近，沉积物粒径越大，反之，越大。如有河流通过，会形成三角
10、洲沉积。垂向上，由于多期构造运动影响，会出现粗细相间的旋迥性性沉积。l湖积物中地下水及富水性特点：湖积物中大多赋存有水头较高的承压水，但水量不大。主要富水区：1、沿岸三角洲沉积带及湖盆边缘的冲积、洪积层；2、河流注入形成的砂层沉积；3、其它成因形成的富水砂砾层。16第一节 不同成因沉积物中的地下水l滨海三角洲沉积物中的地下水沉积物特征：分三个部分，三角洲平台主要是砂，三角洲斜坡主要是粉细砂，而原始三角洲主要是沉积淤泥。见图8-8.地下水特征：属于半咸水沉积，矿化度较高，但局部有淡水存在。l滨海沙丘中的地下水：由沙丘形成的海滨和海岛常常分布着淡的潜水，主要是由于淡水补给量大于混合量。图8-9海水
11、与淡水平衡的条件，图8-1017第一节 不同成因沉积物中的地下水l黄土中的地下水黄土分布：西北及华北干旱、半干旱地区黄土的渗透特征：黄土的垂直节理发育，大孔隙多，垂向渗透系数往往比水平方向上的渗透系数大几倍。渗透系数差异性较大，并随埋深的增大而减小。见图8-11黄土的地貌分类：黄土塬、黄土梁、黄土峁黄土中地下水特征：由于降水量小，且包气带及蒸发消耗，且河谷深切，黄土中潜水深埋且补给量不足，地下水水源条件较差。在各种地貌中，黄土塬地下水条件较好，黄土梁、峁不利于地下水赋存，但其沟中水位较浅。黄土中的地下水化学特征是矿化度较高。18第一节 不同成因沉积物中的地下水l冰碛物及冰川沉积物中的地下水冰碛
12、的特点是颗粒大小混杂，分选极差，粗粒物质棱角分明。冰碛物分选不良，含有大量粘土，一般不能构成含水层。但冰碛物重新搬动分选后形成的洪积物、冲积物及湖积物形成含水层。19第二节 孔隙含水系统实例简介l石l羊l河l流l域2021第二节 孔隙含水系统实例简介l河流情况l沉积情况：威武盆地，巨厚层卵砾石，属于洪积物；民勤盆地：先是洪积，主要为冲积物，部分湖积物。l径流情况：地表在山前洪积物中进入地下，一部分在溢出带以泉进入地表，一部分由洪积物进入冲积物，最后二者都在民勤北部进入湖泊中。l石羊河流域地下水补给量变化，表8-722第二节 孔隙含水系统实例简介l综合认识：沉积物成因类型的变化是地形和水流状态改
13、变的结果。潜水和地表水是一个联系的整体。深部承压水属于单独系统。23242526272829303132第二节 孔隙含水系统实例简介l河北平原3334第三节 孔隙承压水的特点l孔隙承压水形成的原因：在上部沉积物压力作用下，粘土层的空隙空隙越来越小，形成隔水层，其原因一是压密，另一原因是粘土矿物成分的变化。而砂层的空隙虽减小但仍有含水空隙，成为含水层。压力作用下，含水层水有压力l孔隙承压水的特点隔水层仍有一定透水性，甚至有“天窗”深度越深，承压性越好压力水头高，不一定补给充足35小结l孔隙水在不同沉积物中特性不同l孔隙水的分布与沉积环境密切相关l孔隙水一般存在于松散层沉积物，多为潜水，深部为承压水l孔隙水介质较为均一36
