《供水水文地质》PPT课件

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,*,供水水文地质,绪论,地下水,：埋藏在地表以下岩石缝隙中的水。,与地表水相比，地下水做供水水源的,优势,：,（1）地下水经过天然过滤，水质良好，一般不需要净化处理；,（2）不易受到污染，卫生条件较好；,（3）水温较低且变化不大，适宜于冷却和空调用水；,（4）取水构筑物靠近用户，输水管道短，经济且占地少；,（5）受气候影响小，一般可保持稳定供水能力。,地下水的功能,（1）地下水是一种宝贵的,资源,（供水水源，液体矿产）；,（2）地下水是极其重要的,生态环境因子,；,（3）地下水是破坏力极强的,灾害因子,；,（4）地下水是一种很活跃的,地质营力,；,（5）地下水是重要的,信息载体,。,第一章,地质基础知识,依据,地震波,可将地球内部分为,地壳，地幔，地核,。,在地表以下3080km深处和2800km深处，存在着两个明显的分界面，前者称为,莫霍面,，后者称为,古登堡面,。在莫霍面横波与纵波都将增大，在古登堡面横波消失，纵波减小。,根据陆地表面的高程和起伏变化，可把陆地地形分为,山地,，,丘陵,，,平原,，,高原,，,盆地,和,洼地,。,根据海底地形特征可将海底分为,大陆架,，,大陆坡,，,大陆基,，,海沟,，,岛弧,，,深海（大洋）盆地,，,洋中基,等单元。,地壳主要组成元素：,氧,，,硅,，,铝,，,铁,，,钙,，,钠,，,钾,，,镁,。其中氧化物,二氧化硅,最多。,矿物与岩石,矿物,：地壳中各种地质作用的自然产物，具有一定的化学成分和内部构造，在一定物理化学条件下相对稳定的天然,单质,或,化合物,。,矿物的主要物理性质：,晶形,（粒状，柱状，片状，板状，纤维状，放射状);,颜色,(矿物新鲜面上的颜色)；,光泽,（矿物新鲜面上反射光线的能力）；,条痕,（矿物粉末的颜色）；,硬度,（矿物抵抗摩擦及刻划的能力）；,解理,（矿物被击后沿一定结晶方向产生光滑平面的能力）和,断口,（矿物被敲击后产生的破裂面即无一定方向又不光滑）；,相对密度,等。,摩氏硬度等级,：1度，滑石；2度，石膏；3度，方解石；4度，萤石；5度，磷灰石；6度，正长石；7度，石英；8度，黄玉；9度，刚玉；10度，金刚石。,岩石的分类,岩石,是在各种地质条件下有一种或几种矿物组成的集合体，（在地幔的软流层中产出的物质，是富有挥发性成分的高温硅酸盐熔融体）。,按成因可把自然界的岩石划分为三大类：,岩浆岩,，,沉积岩,和,变质岩,。,岩浆岩,岩浆岩,（火成岩）：岩浆沿着地壳岩石的缝隙上升到地壳范围内或喷出地表，热量逐渐散失，最后冷却凝固而成的岩石。,岩浆岩的特征：,（1）,产状,：岩浆岩在空间的,位置,，,形态,和,大小,。在地壳深处冷凝成的岩石叫,深成岩,，其产状多为,岩基,和,岩株,，常见的有：,橄榄石,，,辉长石,，,闪长石,，,花岗岩,等；在地表深度较小处冷凝成的岩石叫浅成石，常见的有：,闪长玢岩,，,花岗斑岩,。,（2）,结构,：岩浆岩在不同的环境中形成时，由于物理条件不同，冷凝后结晶程度，颗粒大小和形状等方面都表现出不同特点，统称为岩浆岩的结构。主要有,显晶质结构,，,隐晶质结构,，,玻璃质结构,。,（3）,构造,：岩浆岩中各组成部分在空间的排列及填充方式。常见的有：,块状结构,，,流纹结构,，,气孔结构,，,杏仁结构,。,依据岩浆岩中二氧化硅由多到少可以将其分为,酸性岩,，,中性岩,，,基性岩,，,超基性岩,。颜色,由浅变深,。,沉积岩,1、沉积岩是在地表环境中,已经形成的,岩石经过,风化,、,剥蚀,、,溶解,等外力作用地质作用的破坏而产生的,岩石碎屑,、,溶质,等物质，在,原地或经过搬运,在,适宜的环境,沉积、再经过成岩作用而形成岩石。,2、沉积岩的形成过程一般要经过以下三个阶段：,（1）,风化破坏,；（2）,搬运沉积,（机械、化学、生物沉积）；（3）,成岩作用,。,3,、沉积岩的,特征,：,（1）产状：,成层分布,；（2）结构：,碎屑,、,泥质,、,结晶,、,胶状,、,生物结构,；(3)构造：,层理,（水平，波状，斜）构造;(4)矿物成分：特有,海绿石、蒙脱石、高岭石,；,(5)化石,存在是沉积岩的特征之一。,4、,沉积岩的分类：,常见的有,砾岩,、,砂岩,、,石灰岩,、,泥岩,、,页岩,、,凝灰岩,、,白云岩,、,盐岩,等；其中分布最多的是,页岩,、,砂岩,、,石灰岩,，占95%以上,。,5、,松散岩石,：沉积岩类还包括近代形成的未经圧固、胶结的碎屑堆积物，称为松散岩石或第四纪松散堆积物。如粘土、粉质粘土、砂、砾石、卵石及其混合堆积物砂砾石、砂卵石等。,6.,不均粒土的透水性，大致与该试样d10对应的粒径所组成的均粒土的透水性相当，所以d10=0.12m称为“有效粒径”。,变质岩,变质岩：岩石受到挤压或高温（未达熔化），使得岩石的结构和成分发生变化而形成的另一种岩石。,变质岩的,特征,：,（1）产状：大多数保存着变质前的岩石产状；（2）结构：主要有,变晶结构,；（3）构造：常见的有,片理,、,片麻状,等构造；（4）矿物成分：特有,石榴子石,、,十字石,、,红柱石,、,滑石,、,石墨,等。,变质岩的分类：,依据构造分为：,片状岩石类,，,块状岩石类,。,地质年代,地层层序律,：,原始产生的地层具有下老上新的层序规律；,化石层序律,：,进化论；,切割穿插定律,：,侵入者、切割者年代新；被侵入者、被切割者年代老。,地质运动简述,地壳运动也称为构造运动，是由于地球内部原因引起地壳形态的变化。地壳运动形成了地壳中的各种地质构造，决定了地壳外貌的总体特征。按照地壳运动的特点，可归纳为：,升降运动和水平运动,。所有地质构造，不论是构造变形或非构造变形，都可以归纳为：,褶曲,、,断层,、,裂隙,和,劈理,四类。,在地质力学中把岩石受到应力作用而产生的各种永久性变形统称为,构造形迹,。,岩层在空间位置上的状况通常是用岩层产状来表示的，岩层的产状包括,走向,、,倾向,、,倾角,三个要素。水平岩层，愈上愈新；倾斜岩层，顺倾向者依次渐新；直立岩层不能单凭倾斜决定。,岩层的接触关系和褶曲,岩层的接触关系：,整合接触,；,平行不整合或角度不整合接触,；,火成接触,；,断层接触,。,褶曲是岩层的一个弯曲，它是岩层塑性变形的结果。,褶曲的,基本要素,：核、翼、轴面、轴、转折端、枢纽、脊线。,褶曲的,基本类型,：背斜和向斜。,确定向斜和背斜的,基本原则,：,（1）根据两翼产状确定为褶曲岩层；,（2）核部两端的岩层一定是对称重复出现。,褶曲,在横剖面上的分类,（根据轴面的位置和两翼岩层的产状划分）：直立褶曲；斜歪褶曲；倒转褶曲；平卧褶曲。,向斜常为储存地下水的良好构造,，,背斜常为储油的良好构造,。多个褶曲构成褶皱。,断裂构造,断裂构造是岩石受力作用超过强度极限时岩石所发生的破裂，同时产生一些破裂面，使岩石丧失了连续完整性。断裂构造可由地壳内部构造作用力引起，也可由地质外应力引起。,常见的断裂构造有两类：,裂隙（节理）和断层,。,裂隙（节理）：岩石,没有发生显著位移的破裂,，在空间的位置是由产状表示的。,断层：岩层断裂后,沿断裂面两侧发生了显著的位移,。,断层的,要素,：断裂面、断裂线、断盘、断层带。位于断层面之上的称为上盘，反之，为下盘。,断层的,分类,：,正断层,（上盘相对下降，下盘相对上升的断层）；,逆断层,（上盘相对上升，下盘相对下降）；,平推断层,；,枢纽断层,。,断层的,组合,：在剖面上,正断层的组合,形式常见的有,阶梯断层,、,地垒,、,地堑,；,逆断层的组合,形式常见的有,叠瓦状构造,。,断层的,判断方法,：,（1）构造标志；（2）岩层标志；（3）水文地质标志；（4）地貌标志。,第二章,地下水的储存于循环,由于岩石性质和受力作用的不同，空隙的形状、多少及其连通与分布具有很大的差别，通常把岩石的这些特征统称为,岩石的空隙性,。,按成因可把空隙分为三类,：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶隙。,孔隙,孔隙,：颗粒或颗粒集合体之间的空隙。,孔隙度,（n）=孔隙的体积（v）/松散岩石的总体积（V）*100%,影响孔隙度的因素,：岩石的密实程度；颗粒的均匀性；颗粒的形状；颗粒的胶结程度。只有当岩石越松散、分选越好、浑圆度和胶结度越差时，孔隙度才越大；反之就越小。,实验方法,：,n=(1-/)*100%,松散岩石的干重力密度,松散岩石的密度,裂隙,裂隙,：固结的坚硬岩石受地壳运动及其他内外地质应力作用下岩石破裂变形产生的空隙。,裂隙可分为：,成岩裂隙,（指岩石在成岩过程中形成的原生空隙）、,构造裂隙,（指构造变动中岩石受应力而产生的破裂和错位形成的劈理、节理裂隙与断位）和,风化裂隙,（指在风化作用下形成的岩石裂隙）。,影响构造裂隙发育的因素,：岩石的力学性质与厚度；岩石的埋深和所处构造部位；构造运动的性质与频率。,影响风化裂隙发育的因素,：岩性、气候、地形。,裂隙率,（K,T,）=裂隙的体积（v）/岩石的总体积(V)*100%,裂隙率的测定,K,T,=L*b/F*100%，测定岩石露头的面积F，逐一测定该面积上的裂隙长度L与平均宽度b,按上式可计算出其裂隙率（面裂隙率）。,溶隙,溶隙,：可溶岩（石灰岩、白云岩、石膏）中的各种裂隙，被水流溶蚀扩大成为各种形态的溶隙，甚至形成巨大溶洞，这种现象又称岩溶或喀斯特。,岩溶率,（K,k,）=空隙的体积（v）/可溶岩石的体积（V）*100%,测定体积比值,：,K,k,=（1-V,1,/V,2,）*100%,V,1,：不包括溶隙在内的岩样体积,V,2,：包括溶隙在内的岩样总体积,水在岩石空隙中的存在形式,在重力水面以上，岩石的空隙未被水饱和，通常称为,包气带,，其下则称,饱水带,。,地壳岩石中存在以下各种形式的水：,（1）,岩石“骨架”中的水,：也称之为矿物结合水，其主要形式是沸石水、结晶水和结构水。,（2）,岩石空隙中的水,：主要形式是结合水（吸着水、薄膜水）、重力水、毛细水、固态水和气态水。,对于供水而言，岩石空隙中的水是供水水文地质的重点研究内容。,（1）,气态水,：不能被直接应用，也不能被植物利用。,（2）,结合水,：把固相表面的引力大于水分子的自身重力的那部分水称为结合水。结合水水膜由内向外，随着所受引力的减弱，其物理性质发生变化，在内层形成强结合水，称,吸着水,；外层则属弱结合水，称,薄膜水,。,（3）,毛细水,（半自由水）：只能垂直运动，可以传递静水压力。常见形式有：支持毛细水；悬挂毛细水；孔角毛细水或触点毛细水。毛细水的上升高度（毛细上升高度）与毛细管直径成反比，所以颗粒细的岩石，最大毛细上升高度也大。,（4）,重力水,：能在重力作用下自由移动的水。可以传递静水压力，有冲刷、侵蚀作用，能溶解岩石；是供水水文地质的主要研究对象。,（5）,固态水,:一种暂时现象。,岩石的水理性质,岩石的水理性质,：指当空隙的大小和数量不同时，岩石在水作用过程中所表现出的容纳、保持、给出、透过水的能力，它衡量不同岩石地下水储存和运移性能。,容水性,：指岩石能容纳一定水量的性能，在数量上用容水度来表示。,容水度,W,n,=V,n,/V*100%，V,n,:岩石中所容纳水的体积，V：岩石总体积。,持水性,：在重力作用下，岩石依靠分子引力和毛细力在其空隙中能保持一定水的性能，在数量上以持水度表示。,持水度,W,m,=V,r,/V*100%，V,r：,在重力作用下岩石空隙中搜能保持的水体积，V：岩石总体积。,根据保持水的形式不同，持水度可分为,毛细持水度,（毛细管孔隙被水充满时，岩石所保持的水量与岩石体积之比）和,分子持水度,（岩石所能保持的最大结合水量与岩石体积之比）。岩石颗粒越细小，分子持水度就越大；具有裂隙和溶隙的基岩，由于其表面积的空隙很小，所以分子持水度极小。,给水性,：各种岩石饱水后在重力作用下能自由排出一定水量的性能。在数值上一给水度来表示。,给水度,=V,g,/V*100%，V,g：,饱和岩石在重力作用下流出水的体积，V：岩石总体积