地质和水文地质基础知识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,*,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,*,地质和水文地质基础知识,地质和水文地质基础知识,提纲,地层：松散沉积物和岩石,构造的划分,地下水的分类,水文地质参数,抽水试验,地下水超采区,资料的收集,提纲地层：松散沉积物和岩石地下水的分类水文地质参数抽水试验地,一、地层：松散沉积物和岩石,一、地层：松散沉积物和岩石,1.1,松散沉积物和沉积岩,松散沉积物通常主要指第四纪的松散沉积物。包括黄土、淤泥、耕土、砾石层、砂层、卵石层、粘土层等。,松散沉积物经过成岩作用形成沉积岩。,1.1松散沉积物和沉积岩松散沉积物通常主要指第四纪的松散,年代单位,年代,符号,各纪年数,（百万年）,距今年数（百万年）,构造年代表,新生代,第四纪,全新世,Q4,1,0.025,新构造期,更新世,Q1-3,1,晚第三纪,上新世,N2,62,12,喜马拉雅构造期,中新世,N1,早第三纪,渐新世,E3,26,华北构造期,始新世,E2,38,古新世,E1,58,四川构造期,中生代,白垩纪,K,43,127,侏罗纪,J,45,152,燕山构造期,三叠纪,T,36,182,印支构造期,上古生代,二叠纪,P,38,203,天山构造期,石炭纪,C,52,255,泥盆纪,D,36,313,下古生代,志留纪,S,50,350,祁连构造期,奥陶纪,O,34,430,寒武纪,88,510,元生代,上元古代,震旦纪,Sn,震旦构造期,下元古代,前震旦纪,太古代,第四纪是法国地质学家德努尼尔所创。他按当时的科学水平把地球历史分为四个时期，第四纪是地球发展最近的一个时期。,Q4,全新世；,Q3,晚更新世；,Q2,中更新世；,Q1,早更新世,年代单位年代各纪年数距今年数（百万年）构造年代表新生代第四纪,1.2,岩浆岩（火成岩）,岩浆在上升、运移过程中，不断冷凝固结成岩浆岩。岩浆岩分为喷出岩和侵入岩。,岩浆岩符号：,，,，,，,，,X,，,，,等。,1.2岩浆岩（火成岩）岩浆在上升、运移过程中，不断冷,地质和水文地质基础知识ppt课件,1.3,变质岩,变质岩指原已存在的各种岩石，由于受构造运动、岩浆作用及地热流变化等作用，岩石的结构、构造、成分等发生了一系列变化形成的新岩石。,泥岩（页岩）,板岩,千枚岩,片岩,片麻岩,混合岩,断层角砾岩,碎裂岩,超碎裂岩,玻化岩,断层泥,石灰岩,大理岩（汉白玉），容易被酸雨腐蚀,日本地质学家认为，翡翠在低温高压环境中形成,1.3变质岩变质岩指原已存在的各种岩石，由于受构造运动、岩浆,二、构造的划分,二、构造的划分,2.1,断层,2.1断层,断层组合,断层组合,断层与地震,汶川地震位于龙门山断裂带，属于青藏地震区、龙门山地震带，而三峡工程库区属于华南地震区、长江中游地震带，龙门山断裂带和三峡工程库区两者在区域构造上并无联系。三峡工程的蓄水不具有触发汶川大地震的条件，汶川大地震也不具备水库触发地震的特征，三峡水库蓄水与汶川地震毫无关系。,在原来没有或很少地震的地方，由于水库蓄水引发的地震称水库地震。水库地震大都发生在地质构造相对活动区，且均与断陷盆地及近期活动断层有关。,水库蓄水是引起岩体中应力集中和能量释放而产生地震的直接原因。水体荷载产生的压应力和剪应力破坏地壳应力平衡，引起断层错动，产生地震。,断层与地震汶川地震位于龙门山断裂带，属于青藏地震区、龙门山地,2.2,褶皱,背斜和向斜的判别,背斜：两翼新，中间老。,向斜：两翼老，中间新。,2.2褶皱背斜和向斜的判别,地质和水文地质基础知识ppt课件,三、地下水的分类,三、地下水的分类,3.1,潜水和承压水,潜水是饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。潜水没有隔水顶板，或者只有局部的隔水顶板。,承压水是充满两个隔水层（弱透水层）之间的含水层的水。,3.1潜水和承压水潜水是饱水带中第一个具有自由表面的含水层中,3.2,孔隙水：冲洪积平原,由暂时性的沟谷水流搬运的大量碎屑物质在沟谷出山口后，由于坡度的变化，水流的挟沙力降低而沉积下来形成的堆积物称为洪积物。形成的地貌多呈扇型，称为洪积扇。,pl,洪积；,al,冲积层；,al+pl,冲洪积层,3.2孔隙水：冲洪积平原 由暂时性的沟谷水流搬运的,3.2,孔隙水：冲湖积平原,云梦泽横亘于湘鄂两省间，面积曾达,4,万平方公里，后由于长江泥沙沉积，云梦泽分为南北两部分。,长江以北成为沼泽地带，此後有的小湖逐渐淤平，有的则有扩展，洪湖就是在清中叶以後迅速扩展成的大湖。,长江以南称之为洞庭湖。,80,年代以来，西洞庭湖和南洞庭湖北部正向沼泽化演变。,3.2孔隙水：冲湖积平原云梦泽横亘于湘鄂两省间，面积曾达4万,江汉盆地示意图（以长江从宜昌流出为例）,江汉盆地示意图（以长江从宜昌流出为例）,3.3,岩溶水,溶沟和石芽是地面流水沿岩石裂隙下渗过程中，溶解地表岩石形成的沟摺和脊状突起，沟槽为溶沟脊状突起为石芽。当溶沟不断加探，石芽增长，可形成巨形石芽，称石林，,落水洞是地面流水沿裂隙下渗，溶解岩石所形成的与潜水面或地下溶洞相通的陡立深洞。,溶蚀漏斗是分布于地表及浅处的碟状或漏斗状的溶蚀洼地，溶蚀和重力崩塌作用形成。,溶洞在潜水面附近地下水作近水平方向运动，因而溶蚀作用沿水平方向发展，形成沿水平方向延伸的洞穴，称溶洞。,随着岩溶作用的发育，溶洞不断扩大，最终其上部岩石在重力作用下发生大规模崩塌，形成岩溶盆地。在岩溶盆地内常残留在孤立分布的石灰岩锥伏山峥，称孤峰，通称峰林,3.3岩溶水溶沟和石芽是地面流水沿岩石裂隙下渗过程中，溶解地,3.4,裂隙水,3.4裂隙水,风化裂隙水,暴露于地表的岩石，在温度变化和水、空气、生物等风化营力作用下形成风化裂隙。风化裂隙常在成岩裂隙与构造裂隙的基础上进一步发育，形成密集均匀、无明显方向性、连通良好的裂隙网络。风化营力决定着风化裂隙层呈壳状包裹于地面，一般厚度数米到数十米，未风化的母岩往往构成相对隔水底板，故风化裂隙水一般为潜水，被后期沉积物覆盖的古风化壳可赋存承压水。（武当山）,风化裂隙水暴露于地表的岩石，在温度变化和水、空气、生物等风化,构造裂隙水,应力集中的部位，裂隙常较发育，岩层透水性也好。同一裂隙含水层中，背斜轴部常较两翼富水，倾斜岩层较平缓岩层富水，断层带附近往往格外富水。,构造裂隙水 应力集中的部位，裂隙常较发育，岩层,3.5,地下水分类表,孔隙水,裂隙水,岩溶水,潜水,浅部松散沉积物中的水,裸露地表的各类裂隙岩层中的水,裸露地表的各类岩溶化岩层中的水,承压,水,山间盆地及平原松散沉积物深部的水,构造盆地、向斜、单斜断块中的水,构造盆地、向斜、单斜断块中的水,3.5地下水分类表孔隙水裂隙水岩溶水潜水 浅部松散沉积,3.6,泉水,根据补给泉的含水层的性质，可将泉分为上升泉及下降泉两大类。上升泉由承压含水层补给。下降泉由潜水或上层滞水补给。,根据出露原因，下降泉可分为侵蚀泉、接触泉与溢流泉。沟谷切割揭露潜水含水层时，形成侵蚀（下降）泉（图,a,、,b,）。地形切割达到含水层隔水底板时，地下水被迫从两层触处出露成泉，这便是接触泉（图,c,）。潜水流前方透水性急剧变弱，或隔水底板隆起，潜水流动受阻而涌溢于地表成,F,，,L,这便是溢流泉（图,d,、,e,、,f,、,g,）。,上升泉按其出露原因可分为侵蚀（上升）泉、断层泉及接触带泉。当河流、冲沟等切穿承压含水层的隔水顶板时，形成侵蚀泉（图,h,）。地下水沿导水断层上升，在地面高程低于测压水位处涌溢地表，便成为断层泉（图,i,）。岩脉或侵入体与围岩的接触带，常因冷凝收缩而产生隙缝，地下水沿此类接触带上升成泉，就叫作接触带泉（图,j,）。,3.6泉水根据补给泉的含水层的性质，可将泉分为上升泉及下降泉,四、水文地质参数,四、水文地质参数,4.1,渗透系数和达西公式,4.1渗透系数和达西公式,4.2,给水度和贮水系数,承压含水层的贮水系数一般小潜水含水层,1-3,个数量级,4.2给水度和贮水系数承压含水层的贮水系数一般小潜水含水层1,五、抽水试验,五、抽水试验,5.1,抽水孔和观测孔的布置,5.1抽水孔和观测孔的布置,5.2,地下水降落漏斗,5.2地下水降落漏斗,5.3,抽水试验注意事项,场地条件、保证供电等。,抽水孔附近应有较好的排水条件，即抽出的水能无渗漏地排到抽水孔影响半径区以外。,最好是分层抽水，并且是完整井抽水，这样可以准确得出不同层位的水文地质参数。,勘探阶段多用多孔抽水试验，即带观测孔的单孔抽水试验。该种试验能完成抽水试验的各项任务，所得成果精度也较高，但成本一般较高。在布置带观测孔的抽水井时，要考虑尽量利用已有水井作为抽水时的水位观测孔。,抽水试验前保证抽水孔水位处于天然状态，抽水孔附近不应有其他正在使用的生产水井或地下排水工程。,抽水试验期间必须严格按照规则读数。尤其在抽水初期，水位下降很快，一人应当不停放线读水位，另一人不停读时间并记录。此外，还要有一人现场描点计算，一人读流量和观测孔的水位。,5.3抽水试验注意事项场地条件、保证供电等。,六、地下水超采区,六、地下水超采区,6.1,监测和调查内容,地下水超采判定依据：地下水开采量超过可开采量，造成地下水水位持续下降，或因开发利用地下水引发了环境地质灾害或生态环境恶化现象。,地下水超采区动态监测和调查内容：,地下水水位监测；,地下水开采量监测，人工回灌水量、水质调查；,地下水水质监测；,地面沉降量监测；,地面塌陷调查；,地裂缝调查；,土地沙化调查；,需要保护的名泉泉水流量监测；,6.1监测和调查内容地下水超采判定依据：地下水开采量超过可开,6.2,各级浅层地下水、裂隙水和岩溶水超采区严重超采区的划分：,年均地下水超采系数大于,0.3,；,孔隙水年均地下水水位持续下降速率大于,1.0 m,，裂隙水或岩溶水年均地下水水位持续下降速率大于,1.5m,；,发生了地面塌陷，且,100km,2,面积上的年均地面塌陷点多于,2,个，或坍塌岩土的体积大于,2m,3,的地面塌陷点年均多于,1,个；,发生了地裂缝，且,100km,2,面积上年均地裂缝多于,2,条，或同时达到长度大于,l0m,、地表面撕裂宽度大于,5cm,深度大于,0.5m,的地裂缝年均多于,1,条；,发生了地下水水质污染，且污染后的地下水水质劣于污染前,1,个类级以上，或污染后的地下水已不能满足生活饮用水的水质要求；,需要保护的名泉年均泉水流量衰减率大于,0.1,；（济南的趵突泉、敦煌的月牙泉、荆门的龙泉）,因地下水开发利用引发了海水入侵、咸水入侵和土地沙化现象。,6.2各级浅层地下水、裂隙水和岩溶水超采区严重超采区的划分：,6.3,各级深层承压水超采区严重超采区的划分,年均地下水水位持续下降速率大于,2m,；,年均地面沉降速率大于,l0mm,；,发生了地下水水质污染，且污染后的地下水水质劣于污染前,1,个类级以上，或污染后的地下水已不能满足生活饮用水的水质要求。,6.3各级深层承压水超采区严重超采区的划分年均地下水水位持,6.4,世界最大的超采区,在上世纪,70,年代，华北平原农村取水人工挖到地下十米八米，水就出来了，现在基本上到了,40,50,米，有的甚至超过,100,米才能见水。在过去,50,年中，华北平原大量开采地下水已经使地下水储存量减少约,1300,亿立方米，相当于,200,个白洋淀的水量。华北平原在,14,万多平方公里的区域上，形成了,7,万平方公里的大漏斗，这在已有的人类经验中是前所未有的。在水资源矛盾如此集中的条件下居然经济快速发展、农业生产活跃、养活了,1,亿多人口也是前所未有的。因此，出现在华北平原上水资源供需的严重势态，对其他国家来说是一种借鉴。世行，以及美德日意荷等国的科学家都曾先后到华北平原开展相关研究。,6.4世界最大的超采区在上世纪70年代，华北平原农村取水人工,6.5,地面沉降的危害,我国,70,余城市地面沉降，上海发生最早危害最重。长三角地区因地面沉降所造成的直接和间接损失已经达到,3150,亿元。地面沉降