理论教育 地下水类型-水利水电工程地质成果

地下水类型-水利水电工程地质成果

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-15水文地质剖面图1.黏土;2.砂土;3.砂砾石土;4.砂岩;5.页岩;6.石灰岩;7.地下水位4.5.3.2承压水承压水是指存在于两个隔水层之间的含水层中,具有承压性质的地下水。基岩地区承压水的埋藏类型主要取决于地质构造,即在适宜的地质构造条件下,孔隙水、裂隙水和岩溶水均可形成承压水。

地下水类型-水利水电工程地质成果

按含水层的空隙性质,饱水带的地下水可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水,前文已经介绍;根据埋藏条件,地下水可分为上层滞水、潜水和承压水3类(图4-11)。上层滞水由于分布有限,不再重点介绍。

4.5.3.1 潜水

潜水是埋藏在地表以下第一个连续、稳定的隔水层以上,具有自由水面的重力水(图4-11、图4-12)。潜水的主要特征如下:

图4-11 地下水埋藏示意图

图4-12 潜水埋藏特征示意图

L.潜水埋探;M.潜水层厚度;H.潜水水位;1.潜水面;2.潜水分水岭;3.潜水位基准面

(1)潜水面以上无稳定的隔水层存在,大气降水和地表水可直接渗入补给,成为潜水的主要补给来源。因此,在大多数的情况下潜水的分布区与补给区是一致的,因而某些气象水文要素的变化能很快影响潜水的变化,潜水水质也易于受到污染。

(2)潜水自水位较高处向水位较低处渗流。在山脊地带潜水位的最高处可形成潜水分水岭(图4-12),自此处潜水流向不同的方向。潜水面的形状因时因地而异,它受地形、含水层的透水性和厚度、隔水层底板的起伏、气象、水文等自然因素控制,并常与地形有一定程度的一致性。一般地面坡度越大,潜水面的坡度也越大,但潜水面坡度常小于当地的地面坡度(图4-12)。

潜水面反映了潜水与地形、岩性、气象、水文等之间的关系,同时能表现出潜水的埋藏、运动和变化的基本特点。因此,为能清晰地表示潜水面的形态,通常采用平面图和剖面图两种图示方法,并互相配合使用。

平面图是根据潜水面上各测点(井、孔、泉等)的水位标高,标在地形图上,画出一系列水位相等的线,这种图称为等水位线图(图4-13),其绘制方法与绘制地形等高线一样。由于潜水面经常发生变化,因此在绘制等水位线图时,各测点水位资料的时间应大致相同,并应在等水位线图上注明。通过对不同时期等水位线图的对比,有助于了解潜水的动态。一般在一个地区应绘制潜水的最高水位和最低水位时期的两张等水位线图。

根据等水位线图,可以了解以下情况:

(1)确定潜水的流向及水力梯度。垂直于等水位线,自高等水位线指向低等水位线的方向即为流向。图4-13中箭头方向即为潜水流向。在流动方向上,取任意两点的水位高差,除以两点间在平面上的实际距离,即为此两点间的平均水力梯度。

(2)确定潜水与河水的相互关系。潜水与河水一般有以下关系:①河岸两侧的等水位线与河流斜交,锐角都指向河流的上游,表明潜水补给河水[图4-14(a)],这种情况多见于河流的中、上游山区;②等水位线与河流斜交的锐角在两岸都指向河流下游,表明河水补给两岸的潜水[图4-14(b)],这种情况多见于河流的下游;③等水位线与河流斜交,表明一岸潜水补给河水,另一岸则相反[图4-14(c)],一般在山前地区的河流有这种情况。

(3)确定潜水面埋藏深度。潜水面的埋藏深度等于该点的地形标高减去潜水位。根据各点的埋藏深度值,可绘出潜水等埋深线(图4-13)。

图4-13 潜水等水位线图及埋藏深度图

(单位为m)
1.地形等高线;2.等水位线;3.等埋深线;4.潜水流向;5.埋深为零区(沼泽);6.埋深为0~2m区;7.埋深为2~4m区;8.埋深大于4m区

图4-14 潜水与河水间不同关系的等水位线图

(4)确定含水层厚度。当等水位线图上有隔水层顶板等高线时,同一测点的潜水水位与隔水层顶板标高之差即为含水层厚度。

水文地质剖面图(图4-15)是在地质剖面图的基础上,绘制出有关水文地质特征的资料(如潜水水位和含水层厚度等)。在水文地质剖面图上,潜水埋藏深度、含水层厚度、岩性及其变化、潜水面坡度、潜水与地表水的关系等都能清晰地表示出来,它是水利水电工程中常用的图件之一。

图4-15 水文地质剖面图

1.黏土;2.砂土;3.砂砾石土;4.砂岩;5.页岩;6.石灰岩;7.地下水位

4.5.3.2 承压水

承压水是指存在于两个隔水层之间的含水层中,具有承压性质的地下水。由于隔水顶板的存在,能明显地分出补给区、承压区和排泄区3部分。补给区大多是含水层出露地表的部分,比承压区和排泄区的位置高;承压区是隔水顶板以下,被水充满的含水层部分;排泄区是承压水流出地表或流向潜水的地段(图4-16)。

图4-16 承压水剖面图

a.补给区;b.承压区;c.排泄区;H1.正水头;H2.负水头;M.承压水层厚度;
1.含水层;2.隔水层;3.承压水位线;4.流向(www.daowen.com)

承压区中地下水承受静水压力,当钻孔打穿隔水顶板时所见的水位,称为初见水位。随后,地下水上升到含水层顶板以上某一高度稳定不变,这时的水位(即稳定水面的标高)称为承压水位。承压水位如高出地面,则地下水可以溢出或喷出地表,如图4-16中H1的位置。所以,通常又称承压水为自流水。承压水位与隔水层顶板的距离称为水头(图4-16),水头高出地面者称为正水头H1,低于地面者称为负水头H2

由于承压水的补给区和承压区不一致,故承压水的水位、水量、水质及水温等受气象、水文因素的影响较小。

基岩地区承压水的埋藏类型主要取决于地质构造,即在适宜的地质构造条件下,孔隙水、裂隙水和岩溶水均可形成承压水。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类。

向斜储水构造又称为承压盆地,它由明显的补给区、承压区和排泄区组成(图4-16)。

单斜储水构造又称为承压斜地,它的形成可能是含水层岩性发生相变或尖灭(图4-17),也可能是含水层被断层所切(图4-18)。

图4-17 岩性变化形成承压斜地

1.隔水层;2.含水层;3.地下水流向;4.泉

图4-18 断层构造形成的承压斜地

1.隔水层;2.含水层;3.地下水流向;4.导水断层;5.泉

图4-19 承压水等水压线图

(单位为m)
1.地形等高线;2.含水层顶板等高线;3.等水位线;4.地下水流向

等水压线图是承压水面的等高线图(图4-19),它是根据观测点的承压水位绘制的。在图中也可同时绘出含水层顶板及底板等高线。这样就和等水位线图一样,可从图中确定承压水的流向并可计算其水力梯度、承压水位的埋深、承压水含水层的埋深、承压水的水头大小及含水层的厚度等。例如,据图4-19可确定A、C、E点的数据如表4-1所示。

表4-1 根据等水压线图得到的数据

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈