《水文地质学基础》课程授课教案（讲稿）第十章 孔隙水

课程名称：水文地质学第10讲次授课题目（章、节）第十章孔隙水81洪积扇中的地下水s2冲积平原中的地下水S3湖积物中的地下水$4黄土高原的地下水S5孔隙含水系统实例分析本讲目的及重点：【目的要求]：了解不同地质环境条件下孔隙水的特征；掌握其分析方法。[重点]：孔隙含水系统实例分析【难点]：不同地质环境条件下孔隙水的特征，其分析方法。内容【本讲内容的引入]孔隙水存在于松散沉积物颗粒构成的孔隙网络中，主要是第四系沉积物。特定的沉积环境中，形成的不同类型的沉积物，呈现岩性与地貌有规律的变化，决定着赋存于其中的地下水的特征。掌握沉积物的沉积规律认识沉积物的特征是寻找含水层以及初步估价含水层的依据。$1洪积扇中的地下水一、洪积扇地貌特征（1）分布于山脉与平原交接部位或山间盆地的周缘；(2)呈现以山口为顶点的扇形或锥形；(3）近山口坡度愈陡，向外渐趋平缓而没入平原之中：（4）大、小的洪积扇间，形成洼地，波状起伏，连为一带，为洪积裙。（5）干旱、半干早区二、沉积特征（1）接近山口，扇的上部，大多是砾石、卵石、漂砾等粗大物质：沉积物不显层理，或仅在其间所夹的细粒沉积物中显示层理；分选程度差，往往出现砂和粘性土的夹层或团块（2）向外，细颗粒逐渐增多，由卵砾石过渡为以砂砾石或砂为主，粘性土夹层开始出现，层理也较明显，（3）没入平原的部分，颗粒更细，大多为各种粒径的砂与粘性土的互层，分选程度变好。三、地下水的特征（1）潜水深埋带或盐分溶滤带：上部颗粒粗大，给水度大，卵砾石或直接出露地表，或仅覆盖薄土层，渗透性能良好，十分有利于吸收降水及由山区汇来的地表水，是洪积物潜水的主要补给区，水量最为丰富：此带岩层透水性好，地形坡度大，地下径流强烈，地势高，故潜水埋藏深大（可达十余米甚至数十米）。蒸发不强，溶滤强烈，水的矿化度低（一般小于1克／升甚至只有数十毫克/升)。（2）潜水溢出带，或称盐分过路带地形变缓，颗粒变细，透水性变差，径流受阻，往往形成水，潜水面接近地表，以泉或沼泽的形

课程名称: 水文地质学 第 10 讲次 授课题目(章、节) 第十章 孔隙水 §1 洪积扇中的地下水 §2 冲积平原中的地下水 §3 湖积物中的地下水 §4 黄土高原的地下水 §5 孔隙含水系统实例分析 本讲目的及重点： [目的要求]：了解不同地质环境条件下孔隙水的特征；掌握其分析方法。 [重点]：孔隙含水系统实例分析 [难点]：不同地质环境条件下孔隙水的特征，其分析方法。 内 容 [本讲内容的引入]孔隙水存在于松散沉积物颗粒构成的孔隙网络中，主要是第四系沉积物。特定的沉积 环境中,形成的不同类型的沉积物，呈现岩性与地貌有规律的变化，决定着赋存于其中的地下水的特征。 掌握沉积物的沉积规律,认识沉积物的特征是寻找含水层以及初步估价含水层的依据。 §1 洪积扇中的地下水 一、洪积扇地貌特征 （1） 分布于山脉与平原交接部位或山间盆地的周缘； （2） 呈现以山口为顶点的扇形或锥形； （3） 近山口坡度愈陡,向外渐趋平缓而没入平原之中； （4） 大、小的洪积扇间，形成洼地，波状起伏，连为一带，为洪积裙。 （5） 干旱、半干旱区 二、沉积特征 （1）接近山口,扇的上部,大多是砾石、卵石、漂砾等粗大物质；沉积物不显层理，或仅在其间所夹的细 粒沉积物中显示层理；分选程度差,往往出现砂和粘性土的夹层或团块. （2）向外，细颗粒逐渐增多，由卵砾石过渡为以砂砾石或砂为主，粘性土夹层开始出现,层理也较明显; （3）没入平原的部分,颗粒更细,大多为各种粒径的砂与粘性土的互层，分选程度变好。 三、地下水的特征 （1）潜水深埋带或盐分溶滤带：上部 颗粒粗大，给水度大，卵砾石或直接出露地表，或仅覆盖薄土层，渗透性能良好,十分有利于吸收 降水及由山区汇来的地表水，是洪积物潜水的主要补给区，水量最为丰富； 此带岩层透水性好,地形坡度大，地下径流强烈，地势高，故潜水埋藏深大(可达十余米甚至数十米)。 蒸发不强，溶滤强烈，水的矿化度低(一般小于 1 克／升甚至只有数十毫克／升)。 （2）潜水溢出带，或称盐分过路带 地形变缓,颗粒变细，透水性变差，径流受阻，往往形成壅水，潜水面接近地表，以泉或沼泽的形

式溢涌于地表。径流途径加长，蒸发加强，水的矿化度增高（3）潜水下沉带或盐分堆积带潜水的排泄作用，或由于蒸发，潜水埋深重又变大。由于岩性更加变细，地势更低，蒸发往往成为主要排泄方式，地下水矿化度显著增大，土壤也发生盐渍化。四、总体特征：岩层的透水性由好到差：地下水位埋深由大而小；补给条件由好到差；排泄由径流转化到以蒸发为主，水化学作用由溶滤到浓缩，矿化度由小到大，水化学类型相应变化，地下水位的变动由大到小。我国北方干旱半干旱地区，有一些大型的洪积扇和冲积扇，常成为大中城市及工矿企业的重要供水源地。如石家庄市的涛沱河冲洪积扇及北京的永定河冲洪积扇即是。32冲积平原中的地下水河道地势高、岩性粗、渗透性好，利于接受地表水与降水的入渗补给，地下水埋藏深度大，蒸发较弱，以溶滤作用为主，水质良好。自两侧向河间洼地，地势逐渐变低，岩性变细，渗透性变差，地下水位变浅，蒸发增加，矿化度增大。$3湖积物中的地下水（1）湖积物颗粒分选好，层理细密，岸边浅水处沉积砂砾等粗粒物质，向湖心逐渐过渡为粘土。构成主要含水层的砂砾，展布广、厚度大，剖面上为层状或延伸很长的透镜状。(2）受气候、新构造运动影响，湖泊规模变化，一地点的砂砾层与粘土层交替堆积，形成多个被粘土分隔的含水砂层。（3）含水砂砾层垂向补给困难，侧向上主要通过进入湖泊的冲积砂层与外界联系。所以，湖泊物通常有规模大的含水砂砾岩，容易给人以地下水丰富的印象，但与外界联系较差，补给困难，地下水资源并不丰富。S4黄土高原的地下水总体特征：（1）黄土高原降水量不大，黄土结构疏松，竖向节理发育，以垂直入渗为主，地下水水量不丰富，地下水位埋深大（2）黄土结构疏松，可溶盐含量高，地下水矿化度较高。（3）不同的地貌，水量及矿化度有所不同。塬（规模较大的平台)中心地下水位浅，边缘埋深大，矿化度增加：梁、卵不利于降水入渗，所夹宽浅谷地赋存水量较小、水质较差而水位较浅的地下水，可供少量居民用水或畜牧用水。(4)北部干旱,矿化度高为3-10g/L的硫酸盐-氯化物水,南部,矿化度为小于1g/L的重碳酸盐水S5孔隙含水系统同一时期的同一水流系统，随着沉积环境的递变，可在不同部位形成不同成因类型的沉积物，而其中组成含水层的粗粒物质,连续分布，赋存其中的水具有密切联系，构成统一的孔隙含水系统，实例分析：石羊河孔隙含水系统

式溢涌于地表。 径流途径加长,蒸发加强，水的矿化度增高 （3）潜水下沉带或盐分堆积带 潜水的排泄作用，或由于蒸发，潜水埋深重又变大。由于岩性更加变细，地势更低，蒸发往往成 为主要排泄方式，地下水矿化度显著增大，土壤也发生盐渍化。 四、总体特征： 岩层的透水性由好到差；地下水位埋深由大而小；补给条件由好到差；排泄由径流转化到以蒸发为主， 水化学作用由溶滤到浓缩，矿化度由小到大，水化学类型相应变化，地下水位的变动由大到小。 我国北方干旱半干旱地区，有一些大型的洪积扇和冲积扇，常成为大中城市及工矿企业的重要供 水源地。如石家庄市的滹沱河冲洪积扇及北京的永定河冲洪积扇即是。 §2 冲积平原中的地下水 河道地势高、岩性粗、渗透性好，利于接受地表水与降水的入渗补给，地下水埋藏深度大，蒸发较 弱，以溶滤作用为主，水质良好。自两侧向河间洼地，地势逐渐变低，岩性变细，渗透性变差，地下水 位变浅，蒸发增加，矿化度增大。 §3 湖积物中的地下水 （1） 湖积物颗粒分选好，层理细密，岸边浅水处沉积砂砾等粗粒物质，向湖心逐渐过渡为粘土。构 成主要含水层的砂砾，展布广、厚度大，剖面上为层状或延伸很长的透镜状。 （2） 受气候、新构造运动影响，湖泊规模变化，一地点的砂砾层与粘土层交替堆积，形成多个被粘 土分隔的含水砂层。 （3） 含水砂砾层垂向补给困难，侧向上主要通过进入湖泊的冲积砂层与外界联系。所以，湖泊物通 常有规模大的含水砂砾岩，容易给人以地下水丰富的印象，但与外界联系较差，补给困难，地 下水资源并不丰富。 §4 黄土高原的地下水 总体特征： （1）黄土高原降水量不大，黄土结构疏松，竖向节理发育，以垂直入渗为主，地下水水量不丰富，地 下水位埋深大 （2）黄土结构疏松，可溶盐含量高，地下水矿化度较高。 （3）不同的地貌，水量及矿化度有所不同。塬(规模较大的平台)中心地下水位浅，边缘埋深大，矿化 度增加；梁、峁不利于降水入渗，所夹宽浅谷地赋存水量较小、水质较差而水位较浅的地下水，可供少 量居民用水或畜牧用水。 (4)北部干旱,矿化度高为 3-10g/L 的硫酸盐-氯化物水;南部,矿化度为小于 1g/L 的重碳酸盐水. §5 孔隙含水系统 同一时期的同一水流系统,随着沉积环境的递变,可在不同部位形成不同成因类型的沉积物,而其中 组成含水层的粗粒物质,连续分布,赋存其中的水具有密切联系,构成统一的孔隙含水系统. 实例分析：石羊河孔隙含水系统

(1)含孔隙水的沉积物成因类型的随地形及水流状态改变而变化，水连续，沉积物变化连续。（2）全长100km，补给区主要在祁连山北麓，流动过程中，地表水与地下水相互转化，地表引用水多，地下水补合少。上游取水量影响下游。[课程小结][本讲作业及要求]：（1）在洪积扇地区，从山前到平原区，含水层的结构、渗透性和地下水运动特征如何变化？(2)）山前冲洪积扇中地下水从山前向平原具有盐分增多的分带现象，试分析其原因。(3)黄土的垂向渗透系数远大于水平渗透系数，试分析一下这对黄土高原地下水的影响

（1） 含孔隙水的沉积物成因类型的随地形及水流状态改变而变化，水连续，沉积物变化连续。 （2） 全长 100km，补给区主要在祁连山北麓，流动过程中，地表水与地下水相互转化，地表引用水 多，地下水补合少。 上游取水量影响下游。 [课程小结] [本讲作业及要求] ： (1) 在洪积扇地区，从山前到平原区，含水层的结构、渗透性和地下水运动特征如何变化？ (2) 山前冲洪积扇中地下水从山前向平原具有盐分增多的分带现象，试分析其原因。 (3) 黄土的垂向渗透系数远大于水平渗透系数，试分析一下这对黄土高原地下水的影响