水的地质作用知识讲解

水的地质作用地表水的地质作用地表水的种类地表流水暂时性流水经常流水是一种季节性、间歇性流水。在一年中流水不断，通常不会枯水，一般意义上的河流暂时流水的地质作用暂时流水是大气降水后，短暂时间内形成的地表的流水，因此雨季是它发挥作用的主要时间。一林虑作用及残积层（Qel）

大气降水渗入地下时，将地表附近细小颗粒带走，同时也将周围易溶成分溶解带走，而残留在原地的则是一些未被带走，不易溶解的松散物质，这个过程称为淋滤作用。由林虑作用所形成的沉积层称为残积层。淋滤作用的结果是使地表附近的岩石逐渐失去其完整性和致密性。残积层的特征（1）位于地表以下，基岩风化带以上，从地表至地下，破碎程度逐渐减弱；（2）积物的物质成分与下伏基岩成份基本一致（3）残积层的厚度与地形、降水量、水的化学成分等多种因素有关；（4）较大的孔隙率、较高含水率，强度较低。二洗刷作用及坡积层（Qdl）大气降水在汇集之前，沿山坡坡面形成漫流，将覆盖在坡面上的风化破碎物质洗刷到山坡坡脚处，这个过程称为洗刷作用。在坡脚处形成的新的沉积层称为坡积层。特征（1）坡积物的厚度变化较大，一般在坡脚处最厚，向山坡上部及远离山脚方向均逐渐变薄尖灭；（2）坡积物多由碎石和粘性土组成，其成分与下伏基岩无关；（3）搬运距离较短，坡积物层理不明显，碎石棱角清楚；（4）坡积物松散、富水、强度很差。（三）

冲刷作用与洪积层（Qpl）地表流水汇集后，水量增大，侵蚀能力加强，携带的泥砂石块也渐多，使沟槽不断下切，同时沟槽也不断加宽，这个过程称为冲刷作用。集中暴雨或积雪骤然大量融化，都会在短时间内形成巨大的地表暂时流水，一般称为洪流，也就是通常意义上的洪水。洪流所携带的大量泥砂、石块被搬运到一定距离后沉积下来，形成洪积层.洪积层的特征(1)

洪积层多位于沟谷进入山前平原、山间盆地、流入河流处。从外貌上看洪积层多呈扇形，称洪积扇；(2)

洪积物成分复杂，主要是由上游汇水区岩石种类决定；(3)

在平面上，山口处洪积物颗粒粗大，多为砾石、块石，甚至巨砾；向扇缘方向，洪积物颗粒渐细，由砂、粘土等组成。在断面上，底部较地表颗粒为大；(4)

洪积物初具分选性和不明显的层理，洪积物颗粒有一定磨圆度；(5)

具有一定的活动性。河流的地质作用一条河流从河源河口到一般可分为三段：上游、中游和下游。`（1）上游：多位于高山峡谷中，急流险滩多，河道较直，流量不大但流速很高，河谷横断面多呈“Ｖ”字形。中游：河谷较宽广，河漫滩和河流阶地发育，横断面多呈“Ｕ”字形。下游：多位于平原地区，流量大而流速较低，河谷宽广，河曲发育，在河口处易形成三角洲。河流的地质作用（一）侵蚀作用河水在流动的过程中不断加深和拓宽河床的作用称为河流的侵蚀作用。（1）下蚀作用流水对河底岩石的侵蚀（磨、冲刷、溶）使河床逐渐下切和加深的作用。（2）侧蚀作用河水对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河谷加宽或使河道左右迁移的作用。河流的下蚀作用河流的侧蚀作用侧蚀作用蛇曲侧蚀作用牛轭湖黄河九曲回肠（2）搬运作用：河流在流动的过程中将河床上剥蚀下来的固体物质移动使其离开原地的作用。搬运方式化学搬运机械搬运悬运（<0.05mm）跃运（0.05-2mm）滚运（>2mm）磨圆作用——河底中被拖运的碎屑，一方面磨蚀河床底部和岸坡，另一方面互相撞击，使得其棱角被磨平的作用过程。

磨圆度越好说明搬运距离越远。（3）沉积作用河流搬运物从河水中沉积下来的过程称河流沉积作用，河流的沉积物称为冲积层。

冲积层的特征：(1)冲积物分布在河床、冲积扇、冲积平原或三角洲，其物质成分复杂。相对于前面已讲过的残积、坡积、洪积物来说，其分选性好，层理明显，磨圆度好；(2)分布广，表面坡度较缓。在工程设计时，应注意冲积层上的软弱夹层（如：淤泥、粉砂层等）和流砂现象；(3)冲积物中的砂砾卵石层不仅是理想的持力层，同时也是重要的建筑材料；对于层厚稳定，延伸好的砂砾卵石层还是良好的含水层，如果有充足的补水来源和良好的储水条件，水体未受污染，将是很好的供水水源地。河谷横断面及河流阶地河谷横断面河流阶地河谷内河流侵蚀或沉积作用形成的阶地状地形为阶地或台地。若阶地延伸方向与河流方向垂直称横向阶地（瀑布）；若阶地延伸方向与河流方向平行称为纵向阶地。河流阶地的类型1.侵蚀阶地——是由基岩构成，一般阶地面较窄，没有或零星有冲积物，阶地崖较高。（图中Ⅲ）一般形成于构造抬升的山区河谷中。如长江三峡4级以下阶地均属于此。2.基座阶地——阶地面上为冲积物，阶地崖下部可见到基岩。（图中Ⅱ）说明河流下蚀的深度大于原生沉积物厚度。反映后期构造上升较大的特点。3.堆积阶地：有时又叫堆积阶地或沉积阶地。阶地斜坡出露的均为冲积物，未见基岩，河流未能切穿冲积层。图（Ⅰ）堆积阶地又可分为上迭阶地和内迭阶地。阶地上的冲积物中常富集有比重大且硬度高的矿物，成为有用砂矿产。如金、金刚石等。

河流阶地的特点：物质组成：下底为卵石、砂砾等粗颗粒；上部为细砂、亚粘土等。组构上：磨圆、分选性好，层理分明。外观：沿河谷成连续或间断台阶状，台面较平坦。工程地质特征：一般为良好底建筑场地，平坦、宽阔。具有一定的强度和承载力、稳定性好。地下水丰富、地下水位较浅。地下水的地质作用地下水——是埋藏在地表以下松散堆积物和岩石空隙中的水体。地下水主要是由大气降水、地面流水、冰雪融水、湖泊水渗透到地下而形成的，称为渗透水。此外还有凝结水、埋藏水、原生水等。地下水的类型

按埋藏条件分类含水介质类型

埋藏条件孔隙水裂隙水岩溶水包气带水局部粘性土隔水层上季节性存在的重力水（上层滞水）裂隙岩层浅部季节性存在的重力水及毛细水裸露的岩溶化岩层上部岩溶通道中季节性存在的重力水潜水各类松散堆积物浅部的水裸露于地表的各类裂隙岩层中的水裸露于地表的岩溶化岩层中的水承压水山间盆地及平原松散堆积物深部的水，向斜构造的碎屑岩孔隙中的水组成构造盆地、向斜构造或单斜断块的被掩覆的各类裂隙岩层中的水组成构造盆地、向斜构造或单斜断块的被掩覆的岩溶化岩层中的水地下水对混凝土的侵蚀作用分解性侵蚀

是指酸性水溶液氢氧化钙以及侵蚀性碳酸溶液碳酸钙而使混凝土分解破坏的作用。结晶性侵蚀主要是硫酸性侵蚀，是含硫酸盐的水与混凝土发生反映，在混凝土的孔洞中形成石膏和硫酸铝盐晶体。分解结晶复合性侵蚀主要是水中弱盐基硫酸盐离子的侵蚀，如Mg2+、NH4+、C1-、SO42-、NO3-等含量很多时，与混凝土发生化学反应，使混凝土力学强度降低，甚至破坏。

1.上层滞水是指存在于地面以下包气带中的水。当包气带存在局部隔水层（弱透水层）时，局部隔水层（弱透水层）上会积聚具有自由水面的重力水，这便是重力上层滞水；包气带中吸着水、薄膜水和毛细水称为非重力水，又称土壤水。上层滞水的主要特征：(1)

上层滞水量不大，且季节性变化强烈(2)

上层滞水的补给区和分布区是一致的。(3)

上层滞水一般矿化度低，但由于直接与地表相通，水质量最易受污染。(4)

从工程地质角度看，上层滞水常引起土质边坡滑坍，地基、路基沉陷、冻胀等病害的重要因素。潜水指埋藏于地表以下，第一个稳定隔水层之上具有自由水面的饱水带中的重力水。(1)潜水面的特征①潜水面通常不是延伸很广的平面，潜水面的形状与当地的地貌形态、隔水底板的坡度、含水层岩性、厚度变化以及水文网发育状况有密切关系，基于这些因素，潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面。②潜水面的起伏经常与地形一致，只是比地形起伏平缓；③

当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓;④当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。潜水等水位线图根据各水文地质点（井、钻孔、试坑和泉等），在大致相同时间内测得的潜水面的水位标高编制而成的。潜水等水位线图的用途⑵反映潜水与地表水的相互关系；⑶确定潜水的埋藏深度；⑷如有隔水层顶板标高，可确定含水层的厚度⑴可以确定潜水的流向及潜水面的水力坡度；潜水的补给潜水的补给主要来源大气降水通过包气向下渗透。潜水的排泄潜水通常以泉的形式排泄到地表或通过包气带排泄到大气中。3.承压水埋藏并充满在两个隔水层之间的含水层中的地下水，是一种有压重力水。承压水的形成及特征承压水的形成首先决定于地质构造，在适当的地质构造条件下，无论孔隙水、裂隙水、岩溶水都可形成承压水。最适宜形成承压水的地质构造大体可分为向斜构造和单斜构造。承压水的分布1.自流盆地补给区承压区排泄区2.自流斜地断裂构造形成承压斜地①自流盆地（承压盆地）自流盆地按水文地质特征可分为三个组成部分：补给区、承压区和排泄区。承压含水层在盆地边缘出露于地表，高程较高的一边，成为承压水的补给区，高程较低处成为排泄区。在补给区上面由于没有隔水层存在而不具有承压性质，实际上已成为潜水，它直接受大气降水及地表水的补给

承压含水层之上有不透水层覆盖的地段称为承压区

在承压区，当钻孔打穿隔水顶板后，就可发现水位上升到隔水顶板以上的某一高度，此高程即为承压水在该点的静止水位或测压水位。从静止水头到含水层顶板之底面的垂直距离称为压力水头。②自流斜地（承压斜地）单斜承压水含水层在水文地质学中称为承压斜地，其形成有二种不同的情况：A断裂构造所形成的自流斜地，含水岩层一端出露于地表，成为接受大气降水或地表水下渗的补给区，另一端在地下某一深度被断层切断，并与断层另一侧隔水层接触。Ⅰ当断层带岩性破碎能够透水时，则承压水可以通过断层以泉水的形式排泄，断层带成为排泄区。补给区与排泄区分开，承压区位于补给区与排泄区之间。Ⅱ倘若断层不导水时，那么自流斜地的补给区与排泄区位于相邻地段而承压区位于另一地段。承压水补给承压水主要通过大气降水下渗，地表水下渗或补给区外的潜水流入补给区。大气降水下渗地表水下渗潜水流入承压水的排泄：①

当排泄区上有潜水存在时，则可以排泄入潜水中；②

当侵蚀面下切达到承压含水层时，就以泉水形式排泄；③

如导水断层切断含水层时，沿断层带承压水也可以泉的形式排泄。有时断层导致含水层间相互连通，构成水力联系。承压水的径流Ⅰ与地形有关在地形合适的条件下，即补给区与排泄区地形高差大时，可以有较好的地下径流，使水的补给及排泄都很畅通。径流条件的好坏除了与地形有关外；Ⅱ含水层透水性有关若透水性愈好，水位差愈大则径流条件愈好；Ⅲ含水层的挠曲程度而当其他条件一致时，含水层的挠曲程度愈大，则径流条件愈差，地下水的交替作用也愈慢。地下水对土木工程的影响地下水对混凝土的影响地面沉降流沙和潜蚀地下水对混凝土的侵蚀性地下水中各种化学成分与建筑物中的混凝土产生化学反应，使混凝土中某些物质被溶蚀，强度降低，结构遭到破坏；或在混凝土中生成某些新的化合物，这些化合物生成时体积膨胀，使混凝土开裂破坏。地下水对混凝土的侵蚀有溶出侵蚀、碳酸侵蚀、盐酸侵蚀。地面沉降抽水含水层水位下降有效应力增加地面沉降