《水文地质学基础》课程授课教案（讲稿）第十二章 岩溶水

课程名称：水文地质学第周第11讲次授课题目（章、节）第十二章岩溶水81岩溶发育的基本条件$2岩溶系统的演变$3岩溶水的特征本讲目的及重点：【目的要求]：认识岩溶发育的基本条件与影响因素；了解岩溶水系统演变的特征；掌握岩溶水的特征。【重点]：地下水流动系统与岩溶发育的空间特征；岩溶含水介质的特征、岩溶水运动特征、岩溶水的补给、排泄与动态。【难点]：碳酸盐的成分与结构、碳酸盐岩、水、二氧化碳体系等岩溶发育的基本条件与影响因内容【本讲内容引入]岩溶水赋存于岩溶化岩层中，与孔隙水及裂隙水相比，通常有发育的管道系统，流动迅速、排泄集中。水量丰富的岩溶含水系统是理想的供水水源：岩溶区可形成宝贵的旅游资源：水量大分布不均匀的岩溶水往往构成采矿的巨大威胁：岩溶渗漏问题给修建水利工程带来复杂问题。我国可溶岩分布约占全国面积的2/3，岩溶及岩溶水的研究具有很大意义。“岩溶水”（karstwater）[本讲内容]S1岩溶发育的基本条件岩溶对大多数人来说都不陌生，岩溶现象对许多人来说是很神密的（含部分专业人员），岩溶现象的壮观奇特，岩溶水的神出鬼末，有着积极的一面：济南泉城一世界著名：蕴育滋养了该城文明与发展山西自北向南沿太行山脉的名泉：晋祠泉，娘子关泉，洪山泉，郭庄泉，广胜寺胜泉，龙子祠泉，是山地的工农业发展的主要支柱广西桂林山水甲天下，奇特岩溶景观云南的路南石林，壮观与气势，让游人流涟忘返由于介质的可溶性以及水对介质的差异性溶蚀，岩溶水在流动过程中不断扩展介质的空隙，改变其形状，改造着自己的赋存与运动的环境，从而改造着自身的补给、径流、排泄与动态特征。岩溶水系统是一个能够通过水与介质的相互作用不断自我演化的动力系统。地下水流对介质的改造（1）对原有狭小通道的扩展：原始地下水通道：原生孔隙、各种规模的构造裂隙（2）介质的非均匀化及水流的集中（3）分阶段S2岩溶系统的演变岩溶发育三阶段：起动阶段、快速发展阶段、停滞衰亡阶段起动阶段：化学溶蚀、通道狭小、无机械搬运能力，岩溶发展慢

课程名称: 水文地质学 第 周 第 11 讲次 授课题目(章、节) 第十二章 岩溶水 §1 岩溶发育的基本条件 §2 岩溶系统的演变 §3 岩溶水的特征 本讲目的及重点： [目的要求]：认识岩溶发育的基本条件与影响因素；了解岩溶水系统演变的特征；掌握岩溶水的特征。 [重点]：地下水流动系统与岩溶发育的空间特征；岩溶含水介质的特征、岩溶水运动特征、岩溶水的补 给、排泄与动态。 [难点]： 碳酸盐的成分与结构、碳酸盐岩、水、二氧化碳体系等岩溶发育的基本条件与影响因 内 容 [本讲内容引入] 岩溶水赋存于岩溶化岩层中，与孔隙水及裂隙水相比，通常有发育的管道系统，流动 迅速、排泄集中。水量丰富的岩溶含水系统是理想的供水水源；岩溶区可形成宝贵的旅游资源；水量大 分布不均匀的岩溶水往往构成采矿的巨大威胁；岩溶渗漏问题给修建水利工程带来复杂问题。我国可溶 岩分布约占全国面积的 2/3，岩溶及岩溶水的研究具有很大意义。“岩溶水”（karst water） [本讲内容] §1 岩溶发育的基本条件 岩溶对大多数人来说都不陌生，岩溶现象对许多人来说是很神密的（含部分专业人员），岩溶现象 的壮观奇特，岩溶水的神出鬼末，有着积极的一面： 济南泉城—世界著名：蕴育滋养了该城文明与发展 山西自北向南沿太行山脉的名泉：晋祠泉，娘子关泉，洪山泉，郭庄泉，广胜寺胜泉，龙子祠泉， 是山地的工农业发展的主要支柱 广西桂林山水甲天下，奇特岩溶景观 云南的路南石林，壮观与气势，让游人流涟忘返由于介质的可溶性以及水对介质的差异性溶蚀， 岩溶水在流动过程中不断扩展介质的空隙，改变其形状，改造着自己的赋存与运动的环境，从而改造着 自身的补给、径流、排泄与动态特征。岩溶水系统是一个能够通过水与介质的相互作用不断自我演化的 动力系统。 地下水流对介质的改造 （1）对原有狭小通道的扩展： 原始地下水通道：原生孔隙、各种规模的构造裂隙 （2）介质的非均匀化及水流的集中 （3）分阶段 §2 岩溶系统的演变 岩溶发育三阶段：起动阶段、快速发展阶段、停滞衰亡阶段 起动阶段：化学溶蚀、通道狭小、无机械搬运能力，岩溶发展慢

差异性溶蚀，少数通道优先扩展为主要通道，形成主径流通道，宽度达5-50mm时，形成紊流，地下水开始具有一定机械搬动能力，进入快速发展阶段。快速发展阶段到停滞衰亡阶段：机械侵蚀与化学溶蚀共存各种规模洞穴地表形成溶斗及落水洞地下水位下降，上部洞穴干洞不同地下河系发生袭夺，地下河系归并，流域不断扩大S3岩溶水的特征岩溶水系统是一个能够通过水与介质相互作用不断自我演化的动力系统演化初期一快速发展一停滞衰亡阶段；不同演化阶段的岩溶水具有不同的特征：1.岩溶水的运动特征2．岩溶水的补给、排泄与动态特征3．岩溶水系统的边界特征岩溶水系统空隙网络的强烈非均质的特性所决定：岩溶管道、岩溶洞穴、岩溶裂隙、岩溶裂缝和岩溶孔隙等（1）层流与紊流共生(2)有压与无压共存(3)运动方向的不同步（局部与整体不一致）(4)缺乏统一的区域地下水水位[课程小结][本讲作业及要求】：（1）岩溶发育应该具备那些条件？(2）具有侵蚀性的地下水在碳酸盐岩含水层中流动时，将使碳酸盐岩中的矿物逐渐溶解，形成溶蚀结构，请分析哪些因素会影响地下水的溶蚀能力？碳酸盐岩含水系统，往往是孔隙、裂隙、岩溶介质呈组合形式同时存在，请分析其中地下水运动(3)的组合特征。（4）请指出地下岩溶集中发育的常见地质构造部位

差异性溶蚀，少数通道优先扩展为主要通道，形成主径流通道，宽度达 5-50mm 时，形 成紊流，地下水开始具有一定机械搬动能力，进入快速发展阶段。 快速发展阶段到停滞衰亡阶段：机械侵蚀与化学溶蚀共存 各种规模洞穴 地表形成溶斗及落水洞 地下水位下降，上部洞穴干涸 不同地下河系发生袭夺，地下河系归并，流域不断扩大 §3 岩溶水的特征 岩溶水系统是一个能够通过水与介质相互作用不断自我演化的动力系统； 演化初期－快速发展－停滞衰亡阶段； 不同演化阶段的岩溶水具有不同的特征； 1. 岩溶水的运动特征 2. 岩溶水的补给、排泄与动态特征 3. 岩溶水系统的边界特征 岩溶水系统空隙网络的强烈非均质的特性所决定： 岩溶管道、岩溶洞穴、岩溶裂隙、 岩溶裂缝和岩溶孔隙等 （1）层流与紊流共生 (2)有压与无压共存 (3)运动方向的不同步（局部与整体不一致） (4)缺乏统一的区域地下水水位 [课程小结] [本讲作业及要求] ： (1) 岩溶发育应该具备那些条件？ (2) 具有侵蚀性的地下水在碳酸盐岩含水层中流动时，将使碳酸盐岩中的矿物逐渐溶解，形成溶蚀结 构，请分析哪些因素会影响地下水的溶蚀能力？ (3) 碳酸盐岩含水系统，往往是孔隙、裂隙、岩溶介质呈组合形式同时存在，请分析其中地下水运动 的组合特征。 (4) 请指出地下岩溶集中发育的常见地质构造部位