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土木工程地质:含水层分类

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:地下水按含水层的性质可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水三类。裂隙水运动复杂,水量、水质变化较大,主要与裂隙成因及发育情况有关,因而裂隙水根据岩石裂隙成因而分成风化裂隙水、成岩裂隙水和构造裂隙水三种基本类型。岩溶水的分布主要受岩溶作用规律的控制。由于流动条件的差异,岩溶水的运动性质也截然不同。

土木工程地质:含水层分类

地下水按含水层的性质可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水三类。

(一)孔隙水

孔隙水是指储存和运动于孔隙含水层中的地下水。孔隙含水层主要是指第四纪松散沉积物,少数孔隙度较高、孔隙较大的基岩,如某些胶结程度不好的碎屑沉积岩,也能称为孔隙含水层。

根据孔隙含水层埋藏条件不同,可以有孔隙—上层滞水、孔隙—潜水和孔隙—承压水三种基本类型,常见情况是孔隙—潜水型。

就含水层性质来说,岩土的孔隙性对孔隙水影响最大。例如岩土颗粒粗大而且均匀,则孔隙较大,透水性好,因此孔隙水的水量大,流速快、水质好。其次,岩土的成因和成分以及颗粒的胶结情况对孔隙水也有较大影响。

(二)裂隙水

埋藏于基岩裂隙中的地下水称为裂隙水。裂隙水运动复杂,水量、水质变化较大,主要与裂隙成因及发育情况有关,因而裂隙水根据岩石裂隙成因而分成风化裂隙水、成岩裂隙水和构造裂隙水三种基本类型。

1.风化裂隙水

分布在风化裂隙中的地下水多数为面状裂隙水,由于风化裂隙彼此相连通,因此在一定范围内形成的地下水也是相互连通的水体,水平方向透水性均匀,垂直方向随深度而减弱,多属于潜水,如图6-10所示,有时也存在上层滞水。如果风化壳上部的覆盖层透水性很差时,其下部的裂隙水带有一定的承压性。风化裂隙水主要受大气降水的补给,有明显的季节性循环交替性,常以泉的形式排泄于河流中。

2.成岩裂隙水

具有成岩裂隙的岩层出露地表时,常储存成岩裂隙水。岩浆岩中成岩裂隙水较为发育。玄武岩经常发育柱状节理及层面节理,裂隙均匀密集,张开性好,贯穿连通,常形成储水丰富、导水畅通的潜水含水层。成岩裂隙水多呈层状,在一定范围内相互连通。具有成岩裂隙的岩体为后期地层覆盖时,也可构成承压含水层,在一定条件下可以具有很大的承压性。由于同一岩体中,同层位岩层的成岩裂隙发育程度不同,因此成岩裂隙水的分布范围也不一定和岩体的分布范围完全一致,成岩裂隙水的分布特点、水量大小及水质好坏主要取决于成岩裂隙的发育程度、岩石性质和补给条件。我国西南地区,分布有大面积二叠系峨眉山玄武岩,自四川西部一直向南延伸到云南中部,其中某些地区成岩裂隙很发育,含有丰富的成岩裂隙水。(www.xing528.com)

图6-10 风化裂隙水示意图

1—新鲜基岩;2—风化带;3—黏土;4—暂时性泉;5—常年性泉;6—井水

3.构造裂隙水

由于地壳的构造运动在岩石中形成的各种断层和节理,统称构造裂隙。不同的构造裂隙,所含的构造裂隙水的特征也不同。在压性、扭性或压扭性的构造裂隙中,裂隙多为密闭型,透水性差,含水量小,可以起隔水作用,逆断层、逆掩断层及密闭节理属于此类。在张性或张扭性构造裂隙中,裂隙多为张开型,透水性好,蓄水量大,起良好的含水和过水作用,正断层和某些平移断层及张开节理属于此类。构造裂隙多具一定的方向性,沿某一方向很发育,延伸很远;沿另一方向可能很不发育。例如,沿褶皱轴部、断裂带附近裂隙都很发育。

裂隙水的分布、补给、径流、排泄、水量及水质特征受裂隙成因、性质及发育程度的控制,只有很好地研究裂隙的发生、发展规律,才能更好地掌握裂隙水的规律。

(三)岩溶水

储存和运动于可溶岩石的溶蚀洞隙中的地下水称为岩溶水。岩溶水按埋藏条件,可以是潜水,也可以为承压水。当碳酸岩大面积出露地表时,岩溶较发育,常形成岩溶水和一些局部承压水。在岩溶地层与非可溶岩层互层时,岩溶地层中的孔洞被地下水充满,便形成岩溶承压水。

岩溶水的分布主要受岩溶作用规律的控制。若岩溶发育均匀,又无黏土填充,各溶穴之间的岩溶有水力联系,则有一致水位;若岩溶发育不均匀,又有黏土等物质填充,各溶穴之间可能没有水力联系,因而有可能使岩溶水在某些地带集中形成暗河,而另外一些地带可能无水。在较厚层的灰岩地区,岩溶水的分布及富水性和岩溶地貌有很大关系。在分水岭地区,常发育着一些岩溶漏斗、落水洞等,构成了特殊地形“峰林地貌”。在岩溶水汇集地带,除会形成地下暗河,常会有泉群出现,其上经常堆积一些松散的沉积物。

由于流动条件的差异,岩溶水的运动性质也截然不同。在大的孔洞中,岩溶水常呈无压水流;而在断面小的裂隙处,则呈有压水流;在裂隙中渗流的水,由于阻力大,流速小而处于层流状态。此外,岩溶地区既存在一些与周围联系极差的孤立水流,也存在具有统一地下水面的岩溶水流。前者常出现在岩溶山地,后者主要出现在岩溶发育的河谷地带和岩溶平原。在一定条件下,两者也可同处于一个含水层。

大气降水是岩溶水的主要补给来源,它通过各种岩溶通道,迅速地补给地下水。因此,岩溶水的动态与大气降水关系十分密切,其主要特点是,一是水位、水量变化幅度大,水位变化幅度可达80m,流量变化大。

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