工程地质地下水的地质作用

工程地质地下水的地质作用1第1页，共55页，2023年，2月20日，星期四一、地下水的基本知识（一）水在岩土中的存在状态（二）岩土的主要水理性质（三）地下水的物理性质与化学性质

地下水是指存在于地面以下，松散堆积物和岩石空隙（孔隙、裂隙、岩隙）中的水。2第2页，共55页，2023年，2月20日，星期四（一）水在岩土中的存在状态气态水吸着水（强结合水）薄膜水（弱结合水）毛细水重力水（自由水）固态水3第3页，共55页，2023年，2月20日，星期四4第4页，共55页，2023年，2月20日，星期四（二）岩土的主要水理性质容水性持水性给水性透水性5第5页，共55页，2023年，2月20日，星期四——指岩土能容纳一定水量的性能。容水性6第6页，共55页，2023年，2月20日，星期四持水性

——依靠分子引力或毛细力，在岩土孔隙、裂隙中能保持一定数量水体的性能。7第7页，共55页，2023年，2月20日，星期四

——在重力作用下，饱水岩土能够流出一定水量的性能。给水性8第8页，共55页，2023年，2月20日，星期四

——岩土允许水透过的性能称为透水性。透水性透水的半透水的不透水的9第9页，共55页，2023年，2月20日，星期四（三）地下水的物理性质与化学性质温度颜色透明度嗅味口味比重导电性放射性等

1．地下水的物理性质10第10页，共55页，2023年，2月20日，星期四2．地下水的化学成分N2、O2、CO2、CH4、H2S及放射性气体等离子阳离子:H+、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+等阴离子:OH-、Cl-、HCO3-、NO2-、SO42-、CO32-、SiO32-、PO43-等Fe2O3、Al2O3等化合物气体11第11页，共55页，2023年，2月20日，星期四

总矿化度——指地下水中所含的各种离子、分子及化合物的总量。3.地下水按化学成分分类按总矿化度分类地下水类型淡水弱半咸水强半咸水咸水盐水总矿化度（g/L）＜11～33～1010～50＞5012第12页，共55页，2023年，2月20日，星期四地下水的硬度——指水中所含钙、镁离子的数量。总硬度——水中所含钙、镁离子总量。暂时硬度——可由煮沸去掉的钙、镁离子含量。永久硬度——煮沸后能保留下来的钙、镁离子的含量。按硬度分类总硬度=暂时硬度＋永久硬度13第13页，共55页，2023年，2月20日，星期四德国方法：硬度1°相当于每升溶液中含有CaO10mg；原苏联方法：用每升水溶液中所含钙、镁离子的毫克当量数表示硬度。表示硬度的方法14第14页，共55页，2023年，2月20日，星期四地下水类型强酸性水弱酸性水中性水弱碱性水强碱性水pH值＜55～777～9＞9按pH值分类15第15页，共55页，2023年，2月20日，星期四4．地下水对混凝土的侵蚀性碳酸侵蚀—分解类侵蚀，水中侵蚀性CO2造成硫酸侵蚀---结晶类侵蚀，水中的造成镁盐侵蚀---结晶分解复合侵蚀，造成16第16页，共55页，2023年，2月20日，星期四二、地下水的基本类型（一）地下水按埋藏条件分类（二）地下水按含水层性质分类17第17页，共55页，2023年，2月20日，星期四（一）地下水按埋藏条件分类及其特征潜水包气带水承压水18第18页，共55页，2023年，2月20日，星期四

是指存在于地面以下包气带中的水。包气带水19第19页，共55页，2023年，2月20日，星期四(1)水量不大，但季节性变化强烈。(2)补给区和分布区是一致的。(3)一般矿化度低，但水质最易受污染。(4)所含的上层滞水水量不大，但其常常是引起土质边坡滑坍，地基、路基沉陷、冻胀等病害的重要因素。包气带水的主要特征：20第20页，共55页，2023年，2月20日，星期四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。21第21页，共55页，2023年，2月20日，星期四潜水面的特征⑴潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面。⑵潜水面的起伏经常与地形一致，只是比地形起伏平缓一些；潜水面与地表面的形态具有相似性。⑶当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；⑷当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。22第22页，共55页，2023年，2月20日，星期四⑴潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面。23第23页，共55页，2023年，2月20日，星期四⑵潜水面的起伏经常与地形一致，只是比地形起伏平缓一些；潜水面与地表面的形态具有相似性。地表地形的影响24第24页，共55页，2023年，2月20日，星期四⑶当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；含水层厚度的影响25第25页，共55页，2023年，2月20日，星期四⑷当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。岩层透水性的影响26第26页，共55页，2023年，2月20日，星期四潜水等水位线图潜水等水位线图是根据所在地区各水文地质点（井、钻孔、试坑和泉等），在大致相同的时间内所测得的潜水面的水位标高编制而成的。第27页，共55页，2023年，2月20日，星期四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，可以确定含水层的厚度⑴可以确定潜水的流向及潜水面的水力坡度；28第28页，共55页，2023年，2月20日，星期四第29页，共55页，2023年，2月20日，星期四潜水的补给

含水层中地下水从外部（如大气降水、地表水等）获得大量补充的过程称为地下水的补给。30第30页，共55页，2023年，2月20日，星期四潜水的补给⑴大气降水;⑵地表水的补给；⑶含水层之间的补给；

I.越流补给；II.直接补给⑷凝结水；⑸人工补给31第31页，共55页，2023年，2月20日，星期四潜水的补给——大气降水32第32页，共55页，2023年，2月20日，星期四河流补给潜水潜水的补给——地表水的补给33第33页，共55页，2023年，2月20日，星期四潜水的排泄⑴蒸发;⑵泉的排泄；⑶向地表水排泄；⑷人为排泄。34第34页，共55页，2023年，2月20日，星期四潜水的排泄——泉35第35页，共55页，2023年，2月20日，星期四潜水补给河流潜水的排泄——向地表水排泄36第36页，共55页，2023年，2月20日，星期四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。37第37页，共55页，2023年，2月20日，星期四承压水的形成最适宜形成承压水的地质构造有：向斜构造单斜构造承压盆地承压斜地38第38页，共55页，2023年，2月20日，星期四此类承压水的水位受到气候及地形的控制，往往具有较好的径流条件。承压盆地39第39页，共55页，2023年，2月20日，星期四40第40页，共55页，2023年，2月20日，星期四承压斜地岩性变化形成承压斜地断裂构造形成承压斜地41第41页，共55页，2023年，2月20日，星期四承压含水层在同一区域内均可在不同深度有着若干层同时存在的情况，它们之间的水头高度与地形和构造二者有关。42第42页，共55页，2023年，2月20日，星期四承压水的补给⑴大气降水；⑵地表水；⑶潜水。43第43页，共55页，2023年，2月20日，星期四承压水的补给——大气降水44第44页，共55页，2023年，2月20日，星期四当补给区位于河床地带时，地表水才可以成为补给来源。承压水的补给——地表水45第45页，共55页，2023年，2月20日，星期四当承压含水层补给区位于潜水之下，潜水可以泄入承压含水层中构成其补给源。承压水的补给——潜水46第46页，共55页，2023年，2月20日，星期四承压水的排泄⑴向潜水排泄;⑵泉的排泄；⑶向地表水排泄。47第47页，共55页，2023年，2月20日，星期四当排泄区上有潜水存在时，则可以排泄入潜水中。承压水的排泄——潜水48第48页，共55页，2023年，2月20日，星期四当侵蚀面下切达到承压含水层时，就以泉水形式排泄。承压水的排泄——泉49第49页，共55页，2023年，2月20日，星期四

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。承压水的排泄——泉50第50页，共55页，2023年，2月20日，星期四

河谷下切至含水层，则承压水向地表水排泄。承压水的排泄——地表水51第51页，共55页，2023年，2月20日，星期四承压水的径流径流条件的好坏与地形条件、含水层的透水性、补给区与排泄区的水位差、承压含水层的挠曲程度等有关。52第52页，共55页，2023年，2月20日，星期四承压含水层的涌水量，主要与含