1、普通地质学普通地质学南京大学地球科学系 舒良树第十三章第十三章 地下水及其地质作用地下水及其地质作用Date 普通地质学第十三章 地下水及其地质作用地下水 underground water， 水文 Hydrology定义 :赋存在地表以下岩层空隙中的水。是水资源重要的组成部分。地下水与生命密切相关；水是社会文明的标志。第一节 地下水的基本概念一 . 地下水的赋存条件1.岩石空隙 ： 孔隙 (松散沉积物或沉积岩颗粒之间的空间 )； 裂隙 (岩石中的破裂 )； 洞穴 (Cave 可溶性岩石溶蚀后形成的空洞 )=Vn/V100% ， 孔隙度 (孔隙的数量 )； Vn， 孔隙体积 ； V， 沉积物或
2、岩石总体积影响孔隙度的 4因素 ：颗粒粗则 低、颗粒形态不规则则 低、分选性差则 低、胶结好则 低。 Date 普通地质学2.岩石的透水性 perviousness :岩石的 透水能力取决于空隙大小与贯通程度（能否自由透水）以及空隙大小（透水多少） 透水层 ：水能自由通过的地层。 隔水层 ： (不透水层 )水不能自由通过的地层 含水层 ：饱含地下水的隔水层。3.地下水面 :某地区内地下彼此连通连续的水面 ,为饱水带顶面。 地下水位 ：地下水的出露高度 (不同地方 地下水位 高度 并不同，与地表起伏无关 )。 包气带 ：地下水面以上部分岩层空隙中的气体与大气相通，含不饱和液态水。 饱水带 sat
3、urated zone ： 地下水面以下的部分 ,岩石空隙中充满了水。Date 普通地质学泉水的各种形成条件a,b,c,i: 含水层被 侵蚀；d,e,f,g: 水流被 隔水层阻挡；h:水流被断层阻挡; j:水流 沿导水断层上升1, 隔水层2, 透水层3, 致密基岩4,裂隙岩石5, 断层6, 地下水面 7, 下降泉 8, 上升泉Date 普通地质学二 地下水的化学成分1.自然界中绝大多数元素在地下水均被发现。2.O K Na Ca Mg Cl等以离子状态大量存在于水中。 O K Na Ca Mg克拉克值大 ,溶解度也大，水中含量就高。 Cl克拉克值小 ,但溶解度大 ,故水中含量高。 Si， Fe
4、克拉克值大 ,但溶解度小 ,故水中含量就小。3.矿化度 :地下水中诸元素的总量 ,单位 :克 /升 矿泉水 （ mineral water） ： 含有对人体有益矿物质的地下水 。 degree of mineralization 如地下水中含无益的矿物质，则会形成人体结石 （类似于玛瑙）和马宝（动物体内结石）。Date 普通地质学三 .地下水的补给与排泄1.含水层失去水量称 排泄 (drainage)， 含水层从外界获得水称 补给 (recharge)。 流动的地下水称地下 径流 (run off） 。 它从补给区向排泄区流动。 2.补给来源 ：大气降水、地表水。3.地下水的露头 ：地下水的人
5、工露头为 井 well，天然露头为 泉 spring（ 上升急喷的泉即 喷泉，重力向下者为 下降泉 ）。台湾和云南有 “ 蝴蝶泉 ” ;南京有 “ 珍珠泉 ” 、 “江南 第二泉 ” (南宋陆游题） ;济南有 “ 趵 (bao)突泉 ”。Date 普通地质学第二节 地下水的类型一 .根据埋藏条件分类1.包气带水 ：包括气态水、结合水、毛细管水、过路重力水、上层滞水 (局部隔水层中蓄的水 )2.潜水 (phreatic water)： 地面下第一个稳定隔水层上的饱和水 (saturated water)。潜水层厚度 =潜水面至下伏隔水层顶板的距离潜水埋藏深度 =潜水面至地表的距离潜水面的特征：波
6、状起伏、随季节而变化。3.承压 confined水：充满于二个隔水层中间的含水层中的地下水。 承受着一定的静水压力，形成环境主要为向斜盆地（图 13-7）Date 普通地质学包气带与 饱水带Date 普通地质学压力水头高度补给区 承压区 排泄区自溢区Date 普通地质学二 .根据含水层空隙性质划分的类型1.孔隙 pore水2.裂隙 fissure水 （裂隙发育贯通性好者为 层状 裂隙水；裂隙稀疏局部贯通者为 脉状 裂隙水。3.喀斯特 karst水第三节 地下热水1.低温 20-40度 ,中温 40-60度 ,高温 60-100度 ,过热 100度。高温热泉 (需具备较大的空隙、 较热的岩体、通向地表的不规则裂隙系统）2.地下热水分布区常是地热异常区；出露地表即成为温泉 （ hot spring）。西藏羊八井、南京汤山、西安临潼华清池；冰岛、新西兰、美国黄石 Yellow Stone老实泉 (Old Faithful)3.地下热水的成因 ：与断裂有关、与地热有关、与水文地质条件有关。 Date 普通地质学
