工程地质-第七章 水文地质.ppt

《工程地质》 第七章 水文地质 水文地质 学习目标 1．熟悉各类地下水的来源和形成条件；物理、化学性质；存在方式、补给和排泄方式 2．掌握地下水的主要危害及对城轨工程影响因素的分析与对策 第一节 地下水的基础知识 以固态、液态或水汽形式存在于岩石以及土的空隙中的水统称为地下水 地下水的来源 渗透水 凝结水 原生水 封存水 地下水的存在形式 地下水的形成条件 渗透水 凝结水 原生水 封存水 地下水的存在形式 地质条件（岩性和地质构造）——储水条件气候条件（降水量、气温等）——水源条件地貌条件——汇水条件 人为因素——其他条件 第二节 地下水的物理、化学性质 地下水的物理性质 地下水的物理性质与其化学成分之间有着一定的内在联系，并能在一定程度上粗略反映其物质组成情况和其蓄存的环境条件 物理性质包括： 密度 温度 颜色 透明度 气味和口味 导电性 放射性 自然界中组成岩石的矿物有数千种，其中包含了各种各样的化学元素，地下水在岩土体中储存、运移并与岩土体不断作用，因而其所含的化学成分繁多，人类活动造成的污染使其所含物质更加复杂 地下水不是纯净的水，而是一种溶有许多化学元素的溶液 现已在地下水中发现化学元素60种以上，各种元素在地下水中的含量主要取决于它们在地壳中的含量多少以及它们的溶解度 地下水的化学性质 地下水的主要化学成分 K＋ Na＋ Ca2＋ Mg2＋ H＋ Fe3＋ Fe2＋ Mn3＋ Cl－ SO42－ HCO3－ CO32－ NO3－ SiO32－ OH－ 最为常见的离子状态元素 Cl－ SO42－ HCO3－ Na＋ K＋ Ca2＋ Mg2＋ 主要化合物Fe2O3 Al2O3 HSiO3等难溶于水的矿物质胶体 气体状态的物质O2 N2 CO2 CH4 H2S 单位体积的地下水中所含有的金属离子、化合物以及其它微粒的总量称为地下水的总矿化度 地下水类型 总 矿 化 度 (g/L ) 淡 水 ＜1 微 咸 水 1～3 咸 水 3～10 盐 水 10～50 卤 水 ＞50 溶液中氢离子浓度表示水的酸碱度，用pH值表示pH=-lg(H+) 地下水类型 pH 极 酸 性 水 ＜5 酸 性 水 =5～7 中 性 水 =7 碱 性 水 =7～9 强 碱 性 水 ＞9 硬度用来表示水中的钙、镁离子含量多少 地下水类型 硬度（ H° ） 极 软 水 ≤ 4.2 软 水 = 4.2～8.4 微 硬 水 = 8.4～16.8 硬 水 = 16.8～25.2 极 硬 水 ＞ 25.2 第三节 地下水的分类 地下水按埋藏条件可划分为包气带水、潜水和承压水 埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上，具有自由表面的重力水称为潜水 潜水面随时间而变化，其形状则随地形的不同而异，也和含水层的透水性及隔水层底板形状有关 潜水的自由表面，承受大气压力，受气候条件影响，季节性变化明显，春、夏季多雨，水位上升，冬季少雨，水位下降，水温随季节而有规律的变化，水质易受污染 潜水的补给和排泄方式 主要补给来源—大气降水及河水 垂直排泄 水平排泄 将研究地区的潜水人工露头（钻孔、探井、水井）和天然露头（泉、沼泽）的水位同时测定，绘在地形等高线图上，连接水位等高的各点绘制潜水等水位线图 在等水位线图上，垂直于等水位线的方向即为潜水的流向 通过潜水等水位线与河道线之间的关系来分析潜水与地表水之间的关系 充满地下两个隔水层之间的含水层中承受一定静压力的地下水为承压水（层间水） 凿穿上部隔水层承压水的静水压力所达到的水头高度超过井口地面时形成自流井 承压水的补给区和分布区不一致 其顶部有隔水顶板存在，受大气降水的影响较小，不易受污染，通常水质良好 动态变化较缓慢且幅度小，随气候的变化不如潜水敏感，蒸发量小甚至不蒸发 承压水的形成与一个地区的地质构造密切相关，最适宜于形成承压水的地质构造有向斜构造和单斜构造两种 类型名称 淡水 弱微盐水 强微盐水 盐水 强盐水 矿化程度 —— 弱矿化水 中矿化水 强矿化水 总矿化度（g /L) ＜1 1～3 3～10 10～50 ＞50 主要成分 重碳酸根离子 （HCO3-） 重碳酸根离子 （HCO3-） 硫根离子 （SO4-） 氯离子 （Cl-） 氯离子 （Cl-） 大量工程建设实践