[醫(yī)學(xué)]水文地質(zhì)學(xué)第二章-文庫吧資料
2025-02-21 03:17本頁面
【正文】 泉取用的地下水，都屬 重力水 ，是 水文地質(zhì)研究的主要對(duì)象。這部分水在流速較大時(shí)容易轉(zhuǎn)為紊流運(yùn)動(dòng)。 ? 重力水中靠近固體表面的那一部分，仍然受到固體引力的影響，水分子的排列較為整齊，這部分水在流動(dòng)時(shí)呈層流狀態(tài)，而不作紊流運(yùn)動(dòng)。后一觀點(diǎn)可參見土質(zhì)學(xué)教科書及地質(zhì)出版社 1984年出版的 《 土中結(jié)合水譯文集 》 ， [汪民， 1987]。 ? 結(jié)合水的抗剪強(qiáng)度由內(nèi)層向外層減弱。弱結(jié)合水的外層能被植物吸收利用。 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 弱結(jié)合水 （又稱薄膜水）處于強(qiáng)結(jié)合水的外層，受到固相表面的引力比強(qiáng)結(jié)合水弱，但仍存在范德華爾斯 [Van der Waals]引力和強(qiáng)結(jié)合水最外層水分子的靜電引力的合力的影響，不同學(xué)者認(rèn)為其厚度為幾十、幾百或幾千個(gè)水分子厚度。它所受到的引力可相當(dāng)于 101325 10000Pa，水分子排列緊密，其密度平均達(dá) 2g/cm3左右。 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 圖 2－ 6 結(jié)合水與重力水 左圖：橢圓形小粒代表水分子，結(jié)合水部分的水分子帶正電荷一端朝向顆粒； 右圖：箭頭代表水分子所受合力方向 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 由于固相表面對(duì)水分子的吸引力自內(nèi)向外逐漸減弱，結(jié)合水的物理性質(zhì)也隨之發(fā)生變化。 ? 受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部份水，稱為結(jié)合水。根據(jù)庫倉定律， F∝ Q1Q2/r2 電場強(qiáng)度與距離平方成反比。 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? ?? ?????????????????? ???? ??????????????????沸 石 水巖 石 ? 骨 架 中 的 水 ( 礦 物 結(jié) 合 水 ) 結(jié) 晶 水結(jié) 構(gòu) 水結(jié) 合 水強(qiáng) 結(jié) 合 水( 礦 物 表 面 結(jié) 合 水 )地 殼 巖 石 中 的 水 弱 結(jié) 合 水重 力 水巖 石 空 隙 中 的 水 液 態(tài) 水毛 細(xì) 水固 態(tài) 水氣 態(tài) 水 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 結(jié)合水 ? 松散巖石的顆粒表面及堅(jiān)硬巖石空隙壁面均帶有電荷，水分子又是偶極體 ，（當(dāng)原子或離子處于電場中時(shí)，在電場的作用下，使正負(fù)電荷的重心發(fā)生相對(duì)位移，從而產(chǎn)生偶極。 ? 含水介質(zhì)的空間分布與連通特征（孔隙含水介質(zhì)、裂隙含水介質(zhì)、溶質(zhì)含水介質(zhì)）是不同的，三種主要類型的含水介質(zhì)比較： ? 連 通 性 — 孔隙介質(zhì)最好，其它較差 ? 空間分布 — 孔隙介質(zhì)分布最均勻，裂隙不均勻，溶穴極不均勻 孔隙大小均勻，裂隙大小懸殊，溶穴極懸殊 ? 空隙比率 — 孔隙介質(zhì)最大，裂隙最小 ? 空隙 滲透性 — 孔隙介質(zhì) 各向同性，裂隙與溶穴 各向異性造成 ? 空隙介質(zhì)上述差異的主要原因： 沉積物形成和空隙形成的環(huán)境 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 巖石中水的存在形式 ? 地殼巖石中存在著以下各種形式的水：水文地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)研究的對(duì)象是巖石空隙中的水。 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 在裂隙基礎(chǔ)，水流對(duì)可溶巖進(jìn)一步作用的結(jié)果 ? —— 是擴(kuò)大了的裂隙 ? 溶穴 ：溶蝕的裂隙，有溶孔、溶隙、溶洞等 ? 巖溶巖體：要描述裂隙特征及巖溶 發(fā)育特征 ? （裂隙 +溶洞） ? 1）巖溶發(fā)育方向 ? 2 ）溶蝕率 鉆孔巖溶發(fā)育程度 ? 3）溶洞（方向、規(guī)模等） 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 溶穴的規(guī)模十分懸殊，大的溶洞可寬達(dá)數(shù)十米，高數(shù)十乃至百余米，長達(dá)幾至幾十公里，而小的溶孔直徑僅幾毫米。 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 溶穴 ? 可溶的沉積巖，如巖鹽、石膏、石灰?guī)r和白云巖等，在地下水溶蝕下會(huì)產(chǎn)生空洞，這種空隙稱為溶穴（隙）。 ? ② 線裂隙率 。li/F或Ka=(Σbi野外研究裂隙時(shí)，應(yīng)注意測定裂隙的方向、寬度、延伸長度、充填情況等，因?yàn)檫@些都對(duì)水的運(yùn)動(dòng)具有重要影響。裂隙率（ Kr）是裂隙體積（ Vr）與包括裂隙在內(nèi)的巖石體積（ V）的比值， ? 即 Kr=Vr/V或 Kr=（ Vr/V） 100%。 作業(yè) 24:巖石裂隙按成因分為： 、 和 。 ? 風(fēng)化裂隙 是風(fēng)化營力作用下，巖石破壞產(chǎn)生的裂隙，主要分布在地表附近。 ? 構(gòu)造裂隙 是巖石在構(gòu)造變動(dòng)中受力而產(chǎn)生的。 ? 成巖裂隙 是巖石在成巖過程中由于冷凝收縮（巖漿巖）或固結(jié)干縮（沉積巖）而產(chǎn)生的。 ? 集合體與集合體結(jié)合構(gòu)成粘性土 粘性土的沉積結(jié)構(gòu)特征 ? 粘土孔隙 粘土孔隙 ? 粘性土如同海綿、峰窩或絮狀結(jié)構(gòu) ? 結(jié)構(gòu)孔隙 —— 集合體與集合體、粘粒與粘粒之間 ? ?次生孔隙 —— 蟲孔、根系孔、裂隙裂痕等 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 裂隙 固結(jié)的堅(jiān)硬巖石中，一般僅殘存很小部分孔隙，而存在有各種內(nèi)外力作用下產(chǎn)生的裂縫（縫隙） 裂隙：空間形態(tài)是兩向延伸長，橫向延伸短的“餅狀”空隙 單個(gè)裂隙是孤立的 裂隙巖體：從水的賦存與運(yùn)移角度來看，裂隙的描述包括 1) 裂隙的連通性（組數(shù)、產(chǎn)狀、長度和密度） 2) 張開性（裂隙寬度） 3) 裂隙率等 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 固結(jié)的堅(jiān)硬巖石，包括沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖，一般不存在或只保留一部分顆粒之間的孔隙，而主要發(fā)育各種應(yīng)力作用下巖石破裂變形產(chǎn)生的裂隙。 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 立方體排列與四面體排列 圖 2－ 4 孔喉（直徑為 d）與孔腹圖 2－ 5 排列方式與孔隙大小關(guān)系 （直徑為 d′通過孔隙通道中心切面圖 a－立方體排列； b－四面體排列 假定顆粒為等粒球體（直徑為 D）作立方體排列 顯然，對(duì)于粘性土，決定孔隙大小的不僅是顆粒大小及排列，結(jié)構(gòu)孔隙及次生空隙的影響是不可忽視的。 ? 顆粒排列方式也影響孔隙度大小 。 ? 孔隙大小取決于顆粒大小 （圖 2－ 3）。 ? 表 2－ 1 松散巖石孔隙度參考數(shù)值（據(jù)弗里澤等，1987） ? 巖 石 名 稱 礫 石 砂 粉 砂 粘 土 ? 孔隙度變化區(qū)間
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