工程地质 地下水

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1、第六章地下水第二节地下水的物理性质和化学成分第三节地下水的类型及主要特征主要内容第四节地下水与工程建设第一节地下水的概念一、地下水的形成条件：1.地质条件：地下水的形成，必须具有一定的岩石性质和地质构造条件。2.气候条件：气候条件对地下水的形成有着重要的影响，如大气降水、地表径流、蒸发等方面的变化将影响到地下水的水量。3.地貌条件：在不同的地貌部位对地下水的形成关系密切。一般在平原、山前区易于储存地下水，形成良好的含水层；在山区一般很难储存大量的地下水。4.人为因素：大量抽取地下水，会引起地下水

2、位大幅下降；修建水库，可促使地下水位上升。第一节地下水的概念地下水是埋藏于地表以下的松散堆积物和岩石（包括土层）空隙（孔隙、裂隙、溶隙等）中各种状态的水。岩土的空隙按成因分为:松散沉积物中的孔隙坚硬岩石中的裂隙可溶性岩石中的溶隙连通性好分布不均匀连通性差第一节地下水的概念二、地下水赋存及运动的条件（一）岩石的空隙地表10km以上范围，有空隙；浅部1～2km范围，空隙普遍；岩石空隙是地下水储存场所，也是运动通道；为地下水的赋存提供了必要的空间条件。6.空隙a-分选良好排列疏松的砂；b-分选良好排列

3、紧密的砂；c-分选不良含泥、砂的砾石；d-部分胶结的砂岩；e-具有裂隙的岩石；f-具有溶隙的可溶岩第一节地下水的概念空隙的多少、大小及其分布规律决定地下水分布、储量及运动特点第一节地下水的概念空隙度：是指一定体积岩石中空隙体积所占的比例。地下水的分布、储量及运动均受岩石空隙的多少（空隙度）支配。以n表示空隙度，VP表示空隙体积，V表示岩石体积，则n=VP/V。水在（岩土）空隙中的存在形式结合水：强结合水弱结合水非结合水：液态水毛细水重力水固态水气态水第一节地下水的概念图6.2结合水与重力水（二）

4、地下水运动的条件透水层——能够透过地下水的岩层。主要有：砂岩层、砂砾岩层以及裂隙、洞穴发育的其它岩石。其中储满地下水的部分称为含水层。不透水层——不能透过地下水（但可含水）的岩层。主要有：粘土、页岩、致密的岩浆岩和变质岩等。不透水层对地下水的运动起着阻隔作用，又称为隔水层。第一节地下水的概念含水层的形成条件：岩土层有较大空隙；为隔水层所限；有补给来源。含水性容水度:岩土孔隙完全被水充满时的含水量。持水度:岩土在重力作用下释水时仍能保持的含水量。这部分滞留在岩土中的水为结合水和毛细水。2.给水性岩

5、土在重力作用下能自由排出的含水量。给水度=容水度－持水度3.透水性岩土可透过水的性能，用渗透系数表示。（三）岩土的水理性质第一节地下水的概念（四）地下水与人类生活和经济活动的关系它是饮用、灌溉和工业供水的重要水源之一，是宝贵的自然资源。它与土石相互作用，会使土体和岩体的强度和稳定性降低，产生各种不良的自然地质现象和工程地质现象，如滑坡、岩溶、潜蚀、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等，给工程的建设和正常使用造成危害。地下水的化学成分中，侵蚀性CO2或SO42-、Cl-等含量过多，会对工程上用的普通水泥混凝

6、土产生侵蚀作用，使混凝土的结构遭到破坏。第一节地下水的概念温度：随埋藏深度而异，埋藏越深，水温越高。按温度分5种。颜色：由于某种离子含量较多，或者富集悬浮物和胶体物质。透明度：取决于地下水中的固体与悬浮物的含量。按透明度分4级。气味：含有某些离子或某种气体时，可以散发出特殊的臭味。第二节地下水的物理性质与化学成分一、地下水的物理性质味道：含有其他化学成分（如一些盐类或气体时），会有一定的味感。密度：决定于水中所溶盐分的含量多少。导电性：取决于其中所含电解质的数量和质量。放射性：在特殊储藏环境下，

7、受到放射性矿物的影响，具有一定的放射性。第二节地下水的物理性质与化学成分一、地下水的物理性质气体成分O2N2H2SCO2离子成分Cl-SO42-HCO3-Na+K+Ca2+Mg2+胶体成分有机胶体无机胶体Fe2O3Al2O3H2SIO4次生矿物水矾土叶蜡石有机成分细菌成分生物体分解病源菌非病源菌二、地下水化学成分第二节地下水的物理性质与化学成分1.地下水常见的化学成分酸碱度（pH值）:取决于水中氢离子浓度。根据pH分5类。硬度:取决于水中Ca2+,Mg2+。总硬度,暂时硬度,永久硬度。硬度的表示

8、法有两种：1.德国度；2.每升水中含有Ca2+和Mg2+的毫摩尔数。1毫摩尔硬度＝2.8德国度。总矿化度：地下水中离子、分子和各种化合物的总量称总矿化度，简称矿化度。地下水的侵蚀性：指地下水对混凝土及钢筋构件的侵蚀破坏能力。2.地下水的主要化学性质第二节地下水的物理性质与化学成分地下水按埋藏条件和含水层空隙性质综合分类地下水分类表第三节地下水的基本类型及主要特征地下水埋藏示意图1－承压水位;2－潜水位;3－隔水层;4－含水层;A-承压水井;B-自流水井;C-潜水井第三节地下水的基本类型及主要特征