第11章 孔隙水

1、第第11章章 孔孔 隙隙 水水第第1节节 概述概述 第第2节节 洪积物中的孔隙水洪积物中的孔隙水 第第3节节 冲积物中的孔隙水冲积物中的孔隙水 第第4节节 湖积物中的孔隙水湖积物中的孔隙水 第第5节节 黄土高原的孔隙水黄土高原的孔隙水第第1节节 概述概述一、概念一、概念 孔隙水赋存于孔隙水赋存于松散沉积物松散沉积物颗粒构成的颗粒构成的孔隙网络孔隙网络之中水。之中水。 二、分布二、分布 1、第四系松散沉积物、第四系松散沉积物 2、部分第三系胶结程度差的沉积岩、部分第三系胶结程度差的沉积岩 3、基岩风化壳、基岩风化壳 第第1节节 概述概述三、特点三、特点 1 1、在空间上呈、在空间上呈连续、均匀连

2、续、均匀和和层状层状分布，同一含水层中分布，同一含水层中的水具有统一的地下水面，含水系统内部水力联系良好；的水具有统一的地下水面，含水系统内部水力联系良好； 2 2、自然条件下呈、自然条件下呈层流层流，符合达西定律；，符合达西定律； 3 3、不同、不同地貌单元地貌单元和和成因类型成因类型的第四纪沉积物中有不同的第四纪沉积物中有不同的地下水特征。的地下水特征。（洪积物、冲积物、湖积物、黄土）（洪积物、冲积物、湖积物、黄土） 4 4、分布普遍分布普遍，埋藏较浅埋藏较浅，易于开采易于开采等。等。第第2节节 洪积物中的孔隙水洪积物中的孔隙水洪积物：洪积物：暂时性集中洪流暂时性集中洪流在在山前出山口山前

3、出山口地带堆积地带堆积 形成的一种堆积物。形成的一种堆积物。 广泛分布于广泛分布于山间盆地山间盆地和和山前倾斜平原地带山前倾斜平原地带。 地貌特征：地貌特征：以以山口山口为中心，由为中心，由山麓山麓向向平原盆地平原盆地呈呈扇形扇形展布展布，扇间为洼地。，扇间为洼地。 Unconsolidated deposits beneath a closed fault-block mountain basin第第2节节 洪积物中的孔隙水洪积物中的孔隙水地下水地下水深埋带深埋带地下水地下水溢出带溢出带地下水下沉带地下水下沉带（垂直交替带）（垂直交替带）岩性特征：由山麓向平原盆地颗粒由粗变细： 扇顶：扇顶：

4、砾石、卵石、漂砾等，无层理。 中部：中部：砾及砂为主，开始出现粘性土夹层，有明显层理。 前缘：前缘：以粘性土为主，砂与粘性土互层。第第2节节 洪积物中的孔隙水洪积物中的孔隙水 根据洪积扇中根据洪积扇中地下水埋深地下水埋深、径流条件径流条件以及以及水化学特征水化学特征，分，分三三个水文地质带个水文地质带：地下水深地下水深埋带埋带地下水溢地下水溢出带出带地下水下沉带地下水下沉带（垂直交替带）（垂直交替带）第第2节节 洪积物中的孔隙水洪积物中的孔隙水 根据洪积扇中根据洪积扇中地下水埋深地下水埋深、径流条件径流条件以及以及水化学特征水化学特征，分，分三三个水文地质带个水文地质带：地下水深地下水深埋带埋

5、带地下水溢地下水溢出带出带地下水下沉带地下水下沉带（垂直交替带）（垂直交替带）第第2节节 洪积物中的孔隙水洪积物中的孔隙水地下水地下水深埋带深埋带地下水地下水溢出带溢出带地下水下沉带地下水下沉带（垂直交替带）（垂直交替带）1、地下水深埋带（、地下水深埋带（径流带径流带、盐分溶滤带）、盐分溶滤带） （1）位置：）位置：扇顶扇顶； （2）地势高，）地势高，潜水埋深大潜水埋深大，强透水地层；强透水地层； （3）地形坡度大，水力坡度大，）地形坡度大，水力坡度大，径流强径流强，水平排泄；，水平排泄； （4）降水、地表水和山区基岩裂隙水补给量，动态变化大；）降水、地表水和山区基岩裂隙水补给量，动态变化大；

6、 （5） 化学成分以化学成分以溶滤作用溶滤作用为主，为主，HCO3Ca型水型水。地下水地下水深埋带深埋带地下水地下水溢出带溢出带地下水下沉带地下水下沉带（垂直交替带）（垂直交替带）第第2节节 洪积物中的孔隙水洪积物中的孔隙水2、地下水、地下水溢出带溢出带（盐分过路带）（盐分过路带） （1）位置：）位置：洪积扇中部洪积扇中部； （2）地形变缓地形变缓、颗粒变细颗粒变细、透水性变差透水性变差，潜水雍高而接近地表潜水雍高而接近地表，形，形成成泉泉或或沼泽沼泽； （3）出现）出现粘性土粘性土或或夹层夹层，地下水径流受阻，地下水径流受阻，水平水平和和垂直垂直排泄；排泄； （4）接受降水与上游潜水的补给，

7、动态变小；）接受降水与上游潜水的补给，动态变小； （5）由于蒸发，）由于蒸发，TDS 增大增大， HCO3-SO4 SO4- HCO3地下水地下水深埋带深埋带地下水地下水溢出带溢出带地下水下沉带地下水下沉带（垂直交替带）（垂直交替带）第第2节节 洪积物中的孔隙水洪积物中的孔隙水 3、地下水下沉带（、地下水下沉带（垂直交替带垂直交替带、盐分堆积带）、盐分堆积带） （1）位置：）位置：洪积扇的前缘洪积扇的前缘；（2）以）以粘性土为主粘性土为主，夹有砂层夹有砂层， K很小。既有很小。既有潜水潜水，又有，又有多层承压水多层承压水；（3）由于蒸发和地表水的排泄，）由于蒸发和地表水的排泄，潜水埋深又略增大

8、潜水埋深又略增大；（4）上部潜水上部潜水接受降水补给，接受降水补给，下部承压水下部承压水接受前两个带侧向补给。径流微接受前两个带侧向补给。径流微弱，蒸发为主；弱，蒸发为主；（5） 上部潜水上部潜水浓缩作用加强，浓缩作用加强，TDS增大增大；下部承压水下部承压水水质相对好，水量大。水质相对好，水量大。 第第2节节 洪积物中的孔隙水洪积物中的孔隙水地下水地下水深埋带深埋带地下水地下水溢出带溢出带地下水下沉带地下水下沉带（垂直交替带）（垂直交替带）总体规律：总体规律： 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

9、地貌、岩性分带。好的地貌、岩性分带。 地貌地貌上坡度由陡变缓，上坡度由陡变缓，岩性岩性上由粗变细。从而决定了上由粗变细。从而决定了岩层透水性岩层透水性由好到差，由好到差，地下水位埋深地下水位埋深由大到小，由大到小，补给条件补给条件由好到差；由好到差； 排泄排泄由径流为主转化到以蒸发为主，由径流为主转化到以蒸发为主，水化学作用水化学作用由溶滤到浓缩，由溶滤到浓缩，矿化度矿化度由由小到大，小到大，水化学类型水化学类型产生相应变化；产生相应变化；地下水位的变动地下水位的变动也由大到小。也由大到小。第第2节节 洪积物中的孔隙水洪积物中的孔隙水注意点：注意点： 典型的典型的洪积扇洪积扇形成于形成于干旱半

10、干旱地区的山前地带干旱半干旱地区的山前地带； 上述分带是上述分带是单就某一时期单就某一时期形成的洪积扇而言，若存在形成的洪积扇而言，若存在多期多期洪积扇的相互洪积扇的相互叠置叠置、串联串联等，则地下水分布规律将复杂化；等，则地下水分布规律将复杂化； 洪积扇找水方向：洪积扇找水方向： 深埋带：深埋带：经济上不实惠，但水质好；经济上不实惠，但水质好； 溢出带：溢出带：较好较好。水位浅，水质为过渡状态，经济上可行；。水位浅，水质为过渡状态，经济上可行； 垂直交替带：垂直交替带：深部承压水，可以但经济不实惠。深部承压水，可以但经济不实惠。 新构造运动的影响：新构造运动的影响：第第2节节 洪积物中的孔隙

11、水洪积物中的孔隙水 洪积扇顶部通常潜水埋藏深度大，不利于取用地下水，大多分布于溢出带以上最利于取用地下水的地带，这在我国华北很普遍。 但是在我国西北的某些山前地区，洪积扇上带的潜水埋藏深度往往反而比中带浅得多。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。第第3节节 冲积物中的孔隙水冲积物中的孔隙水冲积物：冲积物：经常性水流经常性水流形成的堆积物。即形成的堆积物。即河流沉积作用河流沉积作用形成的堆积物。形成的堆积物。 河流河流上、中、下游上、中、下游沉积特征沉积特征不同，冲积物的不同，冲积物的水文地质特征水文地质特征也不同也不同1、河流、河

12、流上游山区河谷上游山区河谷冲积层中的地下水冲积层中的地下水 （1）河流水动力和冲积物特征）河流水动力和冲积物特征 河床狭窄，纵坡降大，水流急；河床狭窄，纵坡降大，水流急； 冲积物的数量和规模均很小，漫滩和阶地不发育。冲积物的数量和规模均很小，漫滩和阶地不发育。 （2）地下水特征）地下水特征 卵砾石层的卵砾石层的透水性强透水性强，因而补给与排泄条件好。主要是降水和基岩，因而补给与排泄条件好。主要是降水和基岩裂隙水补给，径流排泄。裂隙水补给，径流排泄。 地下水与河水水力联系密切，水质与河水接近，为地下水与河水水力联系密切，水质与河水接近，为HCO3Ca型水型水 水量小，仅可作为水量小，仅可作为小型

13、供水水源小型供水水源第第3节节 冲积物中的孔隙水冲积物中的孔隙水 （1）冲积物特征）冲积物特征 ： 漫滩与阶地发育，且呈漫滩与阶地发育，且呈“二元结构二元结构” （2）地下水特征）地下水特征 ： 构成构成一个含水系统一个含水系统，下部砂砾石层微承压。，下部砂砾石层微承压。 大气降水、基岩裂隙水、地表河流补给；大气降水、基岩裂隙水、地表河流补给； 径流弱；径流和蒸发排泄，枯水期泄流。径流弱；径流和蒸发排泄，枯水期泄流。 砂砾石层的地下水量丰富，埋藏浅，是砂砾石层的地下水量丰富，埋藏浅，是良好供水水源良好供水水源。 低矿化淡水。低矿化淡水。 2、河流、河流中游丘陵中游丘陵、半山区河谷半山区河谷冲积

14、层中地下水冲积层中地下水 第第3节节 冲积物中的孔隙水冲积物中的孔隙水 3、河流、河流下游冲积平原下游冲积平原中的地下水中的地下水 冲积物厚度大，颗粒细，岩性复杂，南北方差异大冲积物厚度大，颗粒细，岩性复杂，南北方差异大 （1）南方冲积平原：如长江、珠江、钱塘江等下游冲积平原）南方冲积平原：如长江、珠江、钱塘江等下游冲积平原 1）冲积物特点）冲积物特点 沉积厚度小，一般沉积厚度小，一般2060m，最厚不超过，最厚不超过300m，规模小。，规模小。 具具“二元结构二元结构”，含水层以砂砾石层为主，微承压。，含水层以砂砾石层为主，微承压。 平面分带不明显，广大平原内为统一含水岩系。平面分带不明显，

15、广大平原内为统一含水岩系。 2）地下水特点）地下水特点 埋藏浅，上部潜水，下部微承压水。埋藏浅，上部潜水，下部微承压水。 大气降水、边缘山区基岩裂隙水和洪水期的地表水补给；大气降水、边缘山区基岩裂隙水和洪水期的地表水补给； 蒸发和泄流排泄。蒸发和泄流排泄。 水量丰富，水质好，为水量丰富，水质好，为HCO3Ca型水。型水。第第3节节 冲积物中的孔隙水冲积物中的孔隙水 （2）北方冲积平原：如黄河下游冲积平原）北方冲积平原：如黄河下游冲积平原 1）冲积物特点）冲积物特点 沉积厚度和规模较大。沉积厚度和规模较大。 平面上，平面上，同一期同一期的冲积物粗细颗粒呈的冲积物粗细颗粒呈带状带状有规律分布；有规

16、律分布；多期多期冲积层冲积层交叉叠置交叉叠置，使岩性变化复杂化。，使岩性变化复杂化。 剖面上，剖面上，“二元结构二元结构”不发育。不发育。 2）地下水特点）地下水特点 潜水：埋深由现代河道或近期古河道向河间洼地或滨海方向变浅。潜水：埋深由现代河道或近期古河道向河间洼地或滨海方向变浅。 大气降水、地表水补给；近河道处径流排泄，河间洼地处蒸发排大气降水、地表水补给；近河道处径流排泄，河间洼地处蒸发排泄为主。泄为主。 水量丰富，特别是河床处。水量丰富，特别是河床处。 水质：河道附近好，自两侧向河间洼地方向水质：河道附近好，自两侧向河间洼地方向TDS增大。增大。第第3节节 冲积物中的孔隙水冲积物中的孔

17、隙水第第3节节 冲积物中的孔隙水冲积物中的孔隙水冲积物中的富水规律：冲积物中的富水规律： 1、上游：、上游：水赋存在卵砾石层，规模大（山区干、支流交汇的水赋存在卵砾石层，规模大（山区干、支流交汇的地方，河流变宽的地方），水流速减，沉积多。河流急拐弯处：地方，河流变宽的地方），水流速减，沉积多。河流急拐弯处：下切深，形成冲积层。下切深，形成冲积层。 2、中游：、中游：河漫滩，河漫滩，级阶地双层结构：上层为粉细砂、粘性级阶地双层结构：上层为粉细砂、粘性土；下层为砂砾石层。土；下层为砂砾石层。 3、下游：、下游：现代河流两侧。若没有现代河流，找古河道，用物现代河流两侧。若没有现代河流，找古河道，用物

18、探方法。探方法。第第4节节 湖积物中的孔隙水湖积物中的孔隙水一、湖积物特点一、湖积物特点 1、静水沉积、静水沉积 ，颗粒，颗粒分选良好分选良好，层理细密层理细密。 2、丘陵山区的湖泊沉积，由于物质来源多为粗粒物质，、丘陵山区的湖泊沉积，由于物质来源多为粗粒物质，岸边沉积砂砾石层，向湖心过渡为粘土与砂互层岸边沉积砂砾石层，向湖心过渡为粘土与砂互层。 3、在气候周期性干湿交替或构造下降与停顿交替条件、在气候周期性干湿交替或构造下降与停顿交替条件下，湖积物的下，湖积物的砂砾石层与粘性土层交替堆积砂砾石层与粘性土层交替堆积，形成多个被，形成多个被粘性土层分隔的含水砂层。粘性土层分隔的含水砂层。 4、当

19、河流穿越湖泊时，在河流、当河流穿越湖泊时，在河流入湖口入湖口形成形成滨海三角洲滨海三角洲沉积相的砂和砂砾石层。沉积相的砂和砂砾石层。第第4节节 湖积物中的孔隙水湖积物中的孔隙水二、地下水特点二、地下水特点 1、滨湖沉积层中的地下水、滨湖沉积层中的地下水 赋存潜水赋存潜水 水量一般不大水量一般不大 2、湖盆沉积层中的地下水、湖盆沉积层中的地下水 赋存承压水，但富水性差；赋存承压水，但富水性差； 水质差，有淤泥质臭味，且有时富含水质差，有淤泥质臭味，且有时富含Fe2+，使用价值不大。，使用价值不大。但在盐湖地区的下部，有机质和但在盐湖地区的下部，有机质和Fe2+含量低，可用于小型供水。含量低，可用

20、于小型供水。 3、滨湖三角洲沉积层中地下水、滨湖三角洲沉积层中地下水 赋存承压水赋存承压水 水量丰富，并可自流水量丰富，并可自流 4、湖泊沉积层之下的承压水、湖泊沉积层之下的承压水 常有更早期的冲积常有更早期的冲积冰积等成因的砂砾石层，其中有较丰冰积等成因的砂砾石层，其中有较丰富的承压水。富的承压水。第第5节节 黄土高原的孔隙水黄土高原的孔隙水一、黄土特点一、黄土特点 1、颜色、颜色：一般呈：一般呈棕黄色棕黄色，有的地区微显红色，有的地区微显红色 2、岩性：、岩性：以粉土为主（粉土含量大于以粉土为主（粉土含量大于60% ） 3、厚度：、厚度： Q1+2 几几m200m； Q3 几几m十几十几m

21、 4、粒径：、粒径：质地均一，富含钙质（结核）质地均一，富含钙质（结核） 5、空隙：、空隙：具多孔性和大孔性（虫孔、根孔等）具多孔性和大孔性（虫孔、根孔等） 6、节理：、节理：垂直节理垂直节理发育，垂向渗透系数比水平向大几发育，垂向渗透系数比水平向大几倍到几十倍倍到几十倍第第5节节 黄土高原的孔隙水黄土高原的孔隙水二、地下水特点及影响因素二、地下水特点及影响因素 （1）地下水总体特征）地下水总体特征 水量不丰富，埋深大，水质差水量不丰富，埋深大，水质差 （2）影响因素）影响因素 取决于取决于岩性岩性、地貌地貌、气候气候 1）岩性影响）岩性影响 各向异性的孔隙各向异性的孔隙裂隙介质；裂隙介质；

22、垂向渗透性随深度增加而减小。垂向渗透性随深度增加而减小。西峰塬黄土（西峰塬黄土（Q2）渗透系数）渗透系数随深度变化曲线随深度变化曲线第第5节节 黄土高原的孔隙水黄土高原的孔隙水二、地下水特点及影响因素二、地下水特点及影响因素 2）地貌影响：）地貌影响：不同的地貌单元有不同的地下水特点不同的地貌单元有不同的地下水特点 黄土塬中地下水黄土塬中地下水 双层结构：双层结构：上覆上覆黄土潜水层黄土潜水层，下伏下伏承压含水层承压含水层，主要，主要有洪积有洪积 相、冲积相、湖泊相和基岩四种，尤以冲积和洪积相相、冲积相、湖泊相和基岩四种，尤以冲积和洪积相承压水水量丰富，水质好。承压水水量丰富，水质好。 每个塬为独立的水文