水文地质学地下水储存与循环

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水文地质学,1,地下水储存与循环,地下水,赋存于地下岩土空隙中的水。,2,自然界水的分布,自然界的水，以气态、液态、固态形式，分布于地球的大气圈、水圈、岩石圈中。,大气水：分布于大气圈中的水。,地表水：分布于水圈中的水。,地下水：分布于岩石圈中的水。,自然界水的体积：,1410,8,km,3,，占地球体积,1,。,特别说明：广义的水圈是指地球上含有水的整个空间。,3,地下水的来源与循环,地下水的来源,【,补给,】,大气降水。,冰雪融水。,地表水。,沉积物夹带水。,深部来源水。,含水层之间补给。,人工补给,【,回灌,】,。,4,地下水的循环,地下水参与全球水循环。,渗透,地下水 大气水,蒸发,降水,渗透,渗透,地表流水,冰雪融水,海洋水,湖泊水,水库水,河流,渗透,5,地下水的排泄途径,以泉的形式排泄。,向地表水的排泄。,以蒸发的方式排泄。,不同含水层之间的排泄。,人工排泄,【,抽取地下水,】,。,以火山热液、喷气的形式排泄。,通过植物体液循环排泄。,6,地下水的径流,地下水在岩土空隙中的流动过程。,曲折而复杂的渗流通道,紊流,层流,7,颗粒形状 颗粒堆积程度 颗粒分选性,岩石或地层颗粒结构影响地下水径流,8,地下水径流的成因,大气降水、地表水等，通过包气带下渗，补给含水层而成为地下水；地下水，又在自重力作用下由高水位处向低水位处渗流,【,潜水,】,、或在自承压力作用下由高水压处向低水压处渗流,【,承压水,】,，并以泉的形式排出地表或直接补给地表水；如此反复循环。这就是地下水径流的根本原因。,9,地下水径流的影响因素,含水层的空隙性。,地下水的埋藏条件，如潜水、承压水。,气候条件。,地下水的补给量。,地形的坡度与高度、含水层的产状，直接影响潜水的径流。,地下水的承压大小，直接影响承压水的径流。,地下水的化学成分与含悬浮物，影响地下水的重度和粘滞性，从而影响地下水的径流。,人为因素，多种工程活动，如修建水库、农填灌溉、矿坑排水、深井注水、抽取地下水等，影响地下水的径流。,10,地下水的补给、径流、排泄之间转化,地下水的补给、径流、排泄之间密切联系、相互转化，形成地下水循环的完整过程。,当自然条件发生改变时，地下水的径流方向与流量、补给区与排泄区、补给量与排泄量等，可以发生转化，甚至补给区变成排泄区、排泄区变成补给区。,自然条件改变，如河流改道与河床抬升、海进与海退、湖泊与沼泽蜕化、地壳升降与分水岭改变等，可以引起地下水的补给、径流、排泄之间转化。,人类工程活动，如修建水库、开挖渠道、引水灌溉、矿区排水、人工开采、深井注水、抽取地下水等，可以引起地下水的补给、径流、排泄之间转化。,11,含水层与隔水层,含水层,：能够给出并透过相当数量地下水的地层。构成含水层的条件，一是地层中含有空隙且充满足够数量的地下水，二地下水能够在地层空隙中运移。,隔水层,：不能给出并透过地下水的地层，或地层给出与透过地下水的数量微不足道。,12,构成含水层的条件,具有容纳地下水的空隙条件。,具有储存与聚集地下水的地质条件，如地形坡度、渗流通道、隔水层等。,具有充足的补给水源。,13,地下水存在形式,气态。,液态。,固态。,孔隙水。,裂隙水。,溶隙水。,毛细水。,自流水,重力水。,14,地下水埋藏类型,包气带水。,上层滞水。,饱和带水。,潜水。,承压水。,15,包气带水,：潜水面以上且充分包气地带的地下水，水量小、含水层不饱和且直接与大气连通，,包括土壤水、沼泽水、上层滞水、风化壳中季节水，,主要补给源为地表径流、次之为潜水及沉积物夹带水，,主要特征为,易被污染、动态极不稳定，并且,受控于气候条件且随季节变化大，雨季水量多、旱季水量少或干涸。,上层滞水,：包气带中位于局部隔水层上的地下水，主要补给源为地表径流、次之为潜水及沉积物夹带水，随季节变化且易被污染。,饱和带水,：潜水面以下且直接与大气连通地带的地下水，含水层饱和，主要补给源为地表径流、次之为承压水及沉积物夹带水，随季节变化且易被污染。,16,潜水,潜水,：第一隔水层之上且具有自由水面的重力水。,潜水主要存在于第四纪松散沉积层中，沉积岩、岩浆岩、变质岩的空隙中也有分布。,潜水因大气压、气候、季节、地形、地质构造、含水层透水性、隔水层顶板形状、补给源、植被、人为因素不同而明显变化，主要表现为潜水的水位、埋深、水面、水温、物理性质、化学成分、水量等的动态变化。,17,潜水,春、夏多雨季节，潜水位上升、水量增大。,秋、冬少雨季节，潜水位下降、水量减少。,潜水的水温也随季节有规律变化。,潜水的水质易被污染，尤其是环境灾变或突变、排污、过量开采、工程活动等。,潜水流动方向上，含水层透水性增强。,含水层厚度较大处，潜水面较平缓。,隔水层顶板隆起处，潜水层厚度减小。,潜水面接近地表，可以形成泉。,若河流与潜水层有水力联系，河水可补给潜水、潜水也可补给河流。,河流中、上游一般为潜水补给河流，下游为河水补给潜水。,深层地下水位较潜水位高，深层地下水补给潜水。,18,潜水可直接流入地表水体。,河流中、上游，潜水可直接流入河流。,河流下切较深，潜水也直接流入河流。,干旱地区，潜水靠蒸发排泄。,地形有利时，潜水以泉的形式出露地表,排出。,19,700 600,450,500,350,250,400,700,150,600 400,150,250 350,500,河 流,A,B,C,等水位线,等高线,潜水等水位线图,A,点与,B,点水力坡度？,C,点潜水位埋深？,20,承压水,承压水：位于相邻两个隔水层之间且承受一定压力的地下水,【,非重力水,】,，也称为自流水。,含水层的透水性愈好，压力愈大，人工开凿后能够自流到地表。,承压水不受气候影响，动态较稳定，不易被污染。,承压水的形成与地质构造、沉积条件关系密切。,适宜形成承压水的地质构造大致有两种：一是构造盆地,【,自流盆地,】,；另一是单斜构造,【,自流斜地,】,。,同一地区自流盆地或自流斜地，可埋藏多个承压含水层，各具有不同的稳定水位、不同的水力联系，主要取决于地形与地质构造之间关系。,21,补给区 承压区 排泄区,自流盆地,承压区,补给区,排泄区,自流斜地,22,承压水,若地形与构造一致,【,正地形,】,，下部含水层压力高、并可补给上部含水层。,若地形与构造不一致,【,反地形,】,，上部含水层压力高、并可补给下部含水层。,承压含水层直接出露地表，便形成潜水，依靠大气降水补给。,若承压含水层的补给区出露于地表水体附近，补给源便是地表水体。,若承压含水层与潜水含水层有水力联系，潜水也可能成为补给源。,23,承压水,承压水的径流主要决定于补给区与排泄区的高差及其距离、含水层的透水性。,一般说来，补给区与排泄区的距离短、水位差大且含水层的透水性良好，承压水的径流条件便好。,相反，若补给区与排泄区的距离较远、或水位差较小、或含水层的透水性较差，则承压水的径流条件便差、循环交替就缓慢。,24,承压水,承压含水层被河流切割，承压水以泉的形式排出。,断层切割承压含水层时，可能存在两种情况：一是承压水沿断层以泉的形式排泄；另一是种断层同时切割几个含水层，致使各含水层建立水力联系，压力高的承压水便补给压力低的含水层。,补给区 承压区 排泄区,正水头,负水头,承压水层厚度,25,700 600,650,500,550,450,400,700,350,600 400,350,250 350,500,河 流,A,B,C,等水压线,等高线,承压水等水压线图,D,A,点与,B,点水力坡度？,C,点和,D,点水头？,26,泉,泉,：地下水的天然露头，属于地下水的主要排泄方式之一。,泉的实际用途很广，水量丰富、动态稳定的泉可作供水水源，含碘、硫等元素的泉可作医疗、保健之用，此外研究泉对了解地质构造、地下水等有极大意义。,泉往往出露于山麓、河谷、冲沟等地形低洼地带，平原地区出露较少；有的泉出露后直接流入河流或湖泊中，水流清澈,【,泉出露的标志,】,；在干旱季节，周围草木枯黄，但是泉的附近却绿草如茵,【,泉出露的标志,】,。,27,泉,依据补给源的类型，泉可以分为承压水泉、潜水泉及上层滞水泉三类。,依据出露的原因，泉可以分为侵蚀泉、接触泉及断层泉三类。,依据泉水的温度，泉可以分为冷泉、温泉两类。,潜水泉,：又称为下降泉，主要靠潜水补给，动态较稳定，有季节性变化规律。,承压水泉,：又称为上升泉，主要靠承压水补给，动态稳定，年变化不大，一般分布在自流盆地和自流斜地的排泄区、构造断裂带上。,上层滞水泉,：主要靠上层滞水补给，动态不稳定，随季节不同而变化，干旱、枯水季节泉断流，梅雨、丰水季节泉出露。,28,泉,侵蚀泉,：河谷、冲沟向下切割、侵蚀含水层，地下水涌出地表形成泉。,接触泉,：当侵蚀切割含水层的隔水层底板时，迫使地下水从含水层与隔水层之接触处出露形成泉。,断层泉,：由于断层作用使含水层被隔水层阻挡，地下水沿断层上升形成泉。,冷泉,：泉水温度相当于或略低于当地年平均地温，大多数由潜水补给。,温泉,：泉水温度高于当地年平均地温，大多数由深层自流水补给。,温泉起源于岩浆热液和深部热流对地下水的加热。,29,地热电站,30,地热发电原理,31,课后自学内容,岩土的水理性。,含水层的类型。,地下水径流的成因及其影响因素。,复习思考题,地下水的基本概念？,地下水的存在形式？,岩土的水理性？,含水层与隔水层的基本概念？,构成含水层的基本条件？,含水层的类型？,什么是包气带水？,包气带水的基本特征？,上层滞水的基本概念、主要特征？,32,复习思考题,潜水的基本概念、主要特征？,承压水的基本概念、主要特征？,承压水的形成条件（含自流盆地、自流斜地）？,自然界（地球）水的分布？,地下水的补给源？,地下水的排泄途径？,地下水的径流过程、径流成因、径流影响因素？,地下水补给、排泄、径流之间转化关系？,33,谢谢,！,The End,34,