第十一讲裂隙水

1、第十章孔隙水第一节洪积扇中的地下水一、典型的洪积扇形成首先从洪积物的形成洪积扇来分析。形成条件：干旱半干旱地区的山前地带， 山区洪流沿河槽流出山口， 进入平原或盆地，不再受河槽的约束， 加之地势突然转为平坦， 集中的洪流转为辫状散流（如插图 10-1 ）；水的流速顿减，搬运能力急剧降低，洪流所携带的物质以山口为中心堆积成扇形，称为洪积扇。插图 10-1 洪积扇地形水系平面示意图二、洪积物的沉积特征由山口向平原（盆地），由于水动力条件控制着沉积作用，洪积扇显示良好的地貌岩性分带；地貌上坡度由陡变缓，岩性上由粗变细、分选由差变好。由图 10-1 显示了洪积扇的沉积物特征和地下水特点。图 10 1

2、半干旱地区洪积扇水文地质示意剖面图基岩；2砾石； 3砂； 4粘性土； 5潜水位； 6承压水测压水位；7地下水流线； 8降水入渗； 9蒸发排泄； 10下降泉； 11井，涂兰色部分有水三、地下水的特征地貌岩性的分带性又决定了地下水的分带性。由山口扇顶向平原（扇前缘）岩层透水性由好到差， 地下水位埋深由大变小，补给条件由好到差； 随之，排泄由径流为主转化为以蒸发为主 （特别是在干旱半干旱气候下），水化学作用由溶滤到浓缩，矿化度由小到大，水化学类型也产生相应变化；地下水位的变动（变幅）也由大到小。四、洪积物孔隙水特征分析方法（下表总结了从山前到平原，地形地貌、沉积水动力条件、沉积特征及地下水特征的分带

3、性）综合上述分析， 分析不同沉积物类型的地下水赋存、 运动和水化学特征 （简称水文地质条件） ，应从沉积物形成时的水动力场到沉积物沉积规律入手， 再分析地下水的分带性特征。掌握分析问题的思路： 水动力条件分带沉积作用分带地貌岩性分带地下水分带五、洪积扇中地下水的独特性上面讨论的是洪积扇中地下水的一般规律，在特定的自然地理、地质背景下，洪积扇中的地下水有其独特性。（1）水化学分带的异常：西北干旱地区，蒸发强烈，显示良好的水化学分带扇顶为矿化度小于1g/L型水，中间过渡带为13g/L 的型水，溢出带以下为矿化度大于log/L的氯化物水华南地区水型无差异由洪积扇顶部直到溢出带以下，均为矿化度小于0.

4、5g/L 的重碳酸盐水。（2）地下水位埋深异常：乌鲁木齐的洪积扇的潜水埋藏深度为扇顶浅，远山深。这是因为新构造运动使隔水基底呈现差异断块活动，近山处基底上升而远山处下落，故使两侧地下水位形成跌水（图102）图 10 2 因新构造运动引起的洪积扇地下水位异常1隔水基岩； 2砾石； 3砂； 4粘性土； 5潜水位； 6泉（断层两侧水位用不同颜色显示差异）第二节冲积平原中的地下水以黄河下游冲积平原为例，说明冲积平原孔隙水的特点。一、冲积平原的形成黄河中游是广袤的黄土高原， 很容易遭受水流侵蚀带入黄河。 郑州以上，黄河在峡谷中流动，以侵蚀搬运作用为主。郑州以下，进入华北平原，坡降变小，黄河以堆积作用为主

5、，河床不断淤浅。洪水期水流漫溢出河床堆积形成自然堤。河床不断淤浅，河床高出周围地区，成为地上河（如图10-3 ）。洪水期黄河冲决自然堤形成泛滥平原，同时频繁改道最终形成冲积平原。（插入图10 3）。图 10 3 黄河下游岸边水文地质剖面亚粘土； 2粉砂； 3细砂； 4潜水位； 5地下水流向二、冲积平原中的地下水基本特征从图 10-3 和图 10-4 显示，由现代河道与近代古河道到河间洼地， 显示着良好的微地貌岩性地下水分带性。 以下表的方式对冲积平原地下水的分带性特点进行总结。图 10 4 黄河冲积平原水文地质示意图1砂； 2亚砂、亚粘土； 3粘土； 4地下水位； 5咸水（矿化度大于 2g/L

6、 ）与淡水界线，齿指向咸水一侧； 6入渗与蒸发； 7地下水流线； 8 盐渍化冲积平原地下水的分带性特点的总结表第三节湖积物中的地下水（一般性了解）一、沉积特征颗粒分选良好，层理细密。岸边浅水处沉积砂砾等粗粒物质，向湖心逐渐过渡为粘土。（插图10-2 显示湖泊沉积物的分带特征）二、含水层特征主要含水层为砂砾，展布广、厚度大 ( 单层厚度甚至可高达 l00m 以上 ) 。剖面上为层状或延伸远的长透镜状。随着气候与构造运动的变化， 湖盆发生变化， 沉积物的特征也随之变化。 气候的周期交替 ( 或构造下降与停顿交替 ) ，可形成砂砾层与粘土层交替堆积， 形成多个被粘土分隔的含水砂层。插图 10-2 典

7、型湖泊沉积物的分带特征三、地下水的特征湖泊初期，湖积物发育，后期湖泊萎缩，湖积物多被冲积物所覆盖。由于湖积物是砂砾石与粘土的互层， 垂向越流补给与天窗补给比较少。 侧向上湖积砂砾含水层主要通过进入湖泊的冲积砂层与外界联系。但补给范围小。与外界联系较差， 补给困难， 地下水资源更新困难。 地下水资源一般并不丰富。第四节黄土高原的地下水黄土是特定地质历史时期的沉积物; 在我国西部大面积分布，而西部地区又是我国干旱半干旱气候区， 水资源严重匮乏， 基本上无常年性河流 （或地表水） ，地下水水量也不丰富， 赋存于黄土孔隙与裂隙中的地下水是当地人民生活的主要水源。一、黄土特征厚度大，结构疏松，粉土含量大

8、于60%，含钙质结合，呈棕黄，微红，棕黑色，形成于中、下更新世（与黄土）；黄土均发育垂直节理，其垂向渗透系数常比水平方向大几倍到几十倍，随着埋藏深度加大， 黄土中大孔隙减少， 渗透性明显降低（图10 6）。二、黄土地区的地貌形态根据图 10-8 所示，黄土地区的地貌形态有塬、梁峁，黄土杖（撑）地。三、黄土中的地下水黄土塬：有较为宽广的平台。割切较弱故有利于降水入渗（降水入渗系数平均为 5 10）而不利于迅速排泄，故赋存地下水比较丰富。图 10 8 黄土高原地下水示意图（a）黄土塬；（ b）黄土梁峁；（ c）黄土杖（撑）地1隔水基岩； 2下中更新世黄土； 3上更新世黄土； 4地下水位；5示意地下水流线； 6降水入渗； 7蒸发； 8泉； 9井黄土塬从塬中到塬边地下水显示良好的分带性特点