第5章地下水(civil).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球上水的分布,水循环,地球上各种形态的水，在太阳辐射、重力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程，称为,水循环,。地球上各类水体，通过水循环形成了一个连续而统一的整体。,第,六,章,降水转变通道,第,5,章 地,下水,5.1,地下水的,基本概念,5.2,地下水的,类型,5.3,地下水的,物理、化学性质,5.4,地下水向,集水构筑物,的稳定运动,5.5,地下水对工程的,影响,地球上的水以不同的物质状态（固态、液态、气态）存在于地球大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中。通常把大气圈中的水降落到地面称为,大气降水,；,地表上的江河、湖泊、海洋中的水称为,地表水,；,而,把埋藏在地表以下岩（土）体的孔隙、裂隙、溶隙中的水,称为,地下水,。,5.1,地下水的,基本概念,5.,.,1,岩土的空隙及地下水的存在形式,随着岩石性质和受力作用的不同，岩土体中各种空隙的形状、多少及其连通与分布具有很大的差别，它们对地下水的分布和运动具有重要影响。根据岩土空隙的成因不同，可把空隙分为,孔隙、裂隙和溶隙,三大类,。,1.,孔隙,松散岩土由大小不等的颗粒组成，颗粒或颗粒集合体之间的空隙，呈小孔状,，称为,孔隙,。岩土中孔隙的发育程度常用孔隙度来表示，它是影响地下水储存能力的重要因素。,2.,裂隙,坚硬岩石（沉积岩、岩浆岩和变质岩）颗粒之间基本上不存在孔隙，仅存在,由于地壳运动及其它内外地质营力作用下岩石破裂变形产生的空隙,，称之为,裂隙,。岩石的裂隙一般呈裂缝状，其长度、宽度、数量、分布及连通性等空间上差异很大，与孔隙相比，裂隙具有明显的不均匀性。,3.,溶隙,可溶岩（盐岩、硬石膏、石膏、石灰岩、白云岩等）中的各种裂隙，,由于地下水流长期溶蚀而形成的空隙,称为,溶隙,，这种地质现象称,岩溶（喀斯特）。,岩石的空隙性,4.,地下水的存在形式,地下水有,气态、液态和固态,三种形式。,根据水在空隙中的物理状态，水与岩石颗粒的相互作用等特征，可将地下水,存在的形式分为五种,，即：,气态水、结合水、重力水、毛细水、固态水,。其中主要的是岩土中的,毛细水和重力水,，因为这两种水对地下水的工程特性有很大的作用。,土 中 水,结晶水,矿物内部的水,结合水,吸附在土颗粒表面的水,自由水,电场引力作用范围之外的水,土中冰,由自由水冻成，冻胀融沉,水蒸气,存在孔隙空气中,-,强结合水：,排列致密，密度,1g/cm,3,冰点处于零下几十度,完全不能移动，具有固体的特性,温度略高于,100C,时可蒸发,-,弱结合水：,受电场引力作用，为粘滞水膜,外力作用下可以移动,不因重力而流动，有粘滞性,粘土,颗粒,-,-,+,+,+,+,引力,d,水分子,阳离子,强结合水,弱结合水,自由水,土中水,结合水,结合水：,受颗粒表面电场作用力吸引而包围在颗粒四周，不传递静水压力，不能任意流动的水,毛细水：,由于土体孔隙的毛细作用升至自由水面以上的水。毛细水承受表面张力和重力的作用,重力水：,自由水面以下的孔隙自由水，在重力作用下可在土中自由流动,土中水,自由水,自由水：,不受颗粒电场引力作用的孔隙水,h,c,毛细水,重力水,5.1.2,岩土的水理性质,岩土的水理性质是指岩石与水作用时所具有的特征，主要有,容水性、持水性、给水性和透水性,。,1,）容水性,岩土的,容水性,是指岩土所能容纳一定水量的能力,。容水性用容水度来表示，,容水度,是指岩土空隙完全被水充满时的含水量，,可表示为岩土所能容纳的水的体积与岩土体积之比,。,2,）持水性,岩,土,的,持水性,指在重力作用下，岩,土,依靠分子力和毛细力，能够保持一定液态水的能力。常用持水度来表示，,持水度,是指受重力作用时岩土仍能保持的水的体积与岩土体积之比,。,3,）给水性,岩土的,给水性,指岩土中保持的水在重力作用下能够自由流出一定数量水的,能力,，用给水度,表,示。,给水度,是指岩土给出的水量与岩土体积之比值,。给水度在数值上等于容水度减去持水度。,）透水性,指岩土能使水下渗、通过的性能,。通常用,渗透系数,表示。,空隙的大小和多少,决定着岩土透水性的好坏，但两者的影响并不相等，空隙大小经常起主要作用。,透水层,指 可以透水，渗透系数较大的地层，但,(,目前,),不一定含水,。,达西渗透试验,L,A,h,1,h,2,Q,Q,透水石,1856,年达西,(Darcy),在研究城市供水问题时进行的渗流试验,或：,其中，,A,是试样的断面积,达西定律,达西定律：,在层流状态的渗流中，渗透速度,v,与水力坡降,i,的一次方成正比，并与土的性质有关,渗透系数,k:,反映土的透水性能的比例系数，其物理意义为水力坡降,i,1,时的渗流速度，单位：,cm/s,m/s,m/day,渗透速度,v,：,土体试样全断面的平均渗流速度，也称假想渗流速度,其中，,V,s,为实际平均流速，孔隙断面的平均流速,岩土透水性分级,5.1.3,含水层与隔水层,根据岩石赋留地下水的相对状况分出,含水层和隔水层,。,在重力作用下能够给出并且通过相当数量水的饱水岩层或土层称,含水层,。,含水层必须有良好的透水性能，同时又必须有一定的地质构造条件和地形条件，使地下水聚集和储存起来。此外，含水层必须有一定的补给水量。,隔水层,是指在常压条件下，由于重力作用不能给出并通过相当数量水的岩层或土层,。通常由黏土、粉质黏土和页岩、泥灰岩等透水性能差的岩石组成的岩层构成隔水层。隔水层对地下水的运动起着阻碍作用,。,5.2,地下水的,类型,5.2.1,按埋藏条件分类,的各类地下水的特征,5.2.2,不同介质中,的地下水,包气带及饱水带,地下水分类表,埋藏条件,含水层性质,孔隙水,裂隙水,岩溶水,包气带水,土壤水,上层滞水,地表裂隙岩体中季节性存在的水,垂直入渗带中的水,潜水,各种成因的松散沉积物中水,基岩上部裂隙中的水,裸露的岩溶化岩层中的水,承压水,松散沉积物构成的承压盆地和承压斜地中的水,构造盆地、向斜或单斜构造中的层状裂隙水，断裂破碎带中的深部水,构造盆地、向斜或单斜岩溶岩层中的水,5.2.1,按埋藏条件分类的各类地下水的特征,.,包气带水,上层滞水,.,潜水,3.,承压水,.,包气带水,上层滞水,包气带水,是存在于包气带中以各种形式出现的水，它是一种局部的、暂时性的地下水,。其中既有分子水、结合水、毛细水等非重力水，也有属于下渗的水流和,存在于包气带中局部隔水层上的重力水,（又称,上层滞水,）。,包气带,水的特征,是：,完全依靠大气降水或地表水流直接下渗补给，因而多位于距地表不深的地方，以蒸发或逐渐下渗的形式排泄；,分布范围有限,；,补给区与分布区一致；,水量随季节变化，雨季出现，旱季消失，极不稳定。,上层滞水和潜水,.,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。,（）潜水的,主要特征,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,，,潜水的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。,潜水面的形状是因时因地而异的，它受地形地质、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。,地下水的运移,Company Logo,2,3,4,5,6,7,8,D,1,M,潜水与潜水含水层图,1-,潜水含水层,2-,隔水层,3,、,4,潜水面 潜水位,M-,含水层厚度,D-,潜水埋深,5-,大气降水入渗,6-,蒸发,7-,流向,8-,泉,地下水的特征,潜水埋藏特征示意图,（）潜水等水位线图,潜水面常以潜水,等水位线图,表示，其绘制方法与绘制地形等高线图一样。将研究地区的很多潜水人工露头（钻孔、探井、水井）和天然露头（泉等）的水位同时测定，绘在地形图上，连接水位等高的各点即是等水位线图。该图的用途如下：,A.,确定潜水的流向及水力坡度。,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,。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,平均水力坡度,。,B.,确定潜水与河水的相互关系,。如果潜水流向指向河流，则潜水补给河水；如果潜水流向背向河流，则潜水接受河水补给。,C.,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潜水位。根据各点的埋藏深度值，可绘出潜水等埋深线,。,D.,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。,E.,确定给水和排水工程的位置。,水井应布置在地下水流汇集的地方，排水沟（截水沟）应布置在垂直水流的方向上。,(4),潜水的补给、排泄和径流,含水层从外界获得水量的过程叫做,补给,，耗失区水量的过程叫,排泄,，地下水由补给区向排泄区流动的过程便是地下水的,径流,。,潜水的补给,补给来源：大气降水、地表水、承压水、凝结水对潜水的补给以及农田灌溉水、城市工矿的生活用水和工业废水的回渗补给等。其中,大气降水和地表水的入渗是潜水的主要补给源,。,潜水的排泄,排泄方式：以,泉的形式出露地表、直接排入地表水,（以上两者统称为径流排泄）、通过蒸发逸入大气（也称为垂直排泄）以及向邻近的承压含水层排泄等。,降深漏斗及井的有效性,3.,承压水,（）承压水及其特征,a.,承压水,是指充满在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,三部分。,b.,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为高；,承压区,是隔水顶板以下，被水充满的含水层部分,；,排泄区,为承压水流出地表或流向潜水的地段,。,c.,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,叫,承压水位,。,d.,承压水位与隔水层顶板的距离称为,水头,，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。,（）承压含水层的类型,构成承压含水层的盆地、向斜、和坳陷构造叫做,自流盆地,。,单斜的承压含水层叫做,自流斜地,。,最适宜形成承压水的地质构造条件,向斜构造,承压盆地,最适宜形成承压水的地质构造条件,单斜构造,承压斜地,岩性变化形成承压斜地,断裂构造形成承压斜地,地下水的特征,5.2.2,不同介质中的地下水,1.,孔隙水,2.,裂隙水,3.,岩溶水,1.,孔隙水,孔隙水,是储存和运动于岩土体孔隙中的地下水,，,多呈均匀而连续的层状分布,。岩石的孔隙情况决定了孔隙水的存在条件和特征，因为岩石孔隙的大小和多少，关系到岩石的透水性并直接影响到岩石中地下水含量，以及地下水在岩石中的运动条件和地下水的水质。,一般情况下，岩土的颗粒大而均匀，则含水层孔隙大、透水性好，地下水水量大、运动快、水质好；反之，则含水层孔隙小、透水性差，地下水运动慢、水质差、水量也小。,孔隙水多分布于第四系松散沉积层和坚硬基岩的风化壳中,。,Company Logo,地下水的特征具明显的分带性,赋存,透水性（,K,）,好,差,水位埋深,深,浅,渐深（或承压）,赋存,（深埋区）,（溢流区）,（下沉区）,山区,平原,扇顶,扇缘（前）,地下水赋存条件与特征,补给与排泄,补给,好,差,流动交替,V,大，交替快,V,小，交替慢,排泄,径流排泄,蒸发排泄,山区,平原,扇顶,扇缘（前）,古河道,河间洼地：,地下水赋存、补给与排泄,地下水埋深,深,浅,补给条件,好,差,排泄,径流,蒸发排泄,现代河道,河间洼地,古河道,2.,裂隙水,裂隙水,是指储存和运动于岩层裂隙中的地下水。,岩石的裂隙按成因可分为风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙三种类型，相应地也将裂隙水分为,风化裂隙水、成岩裂隙水和构造裂隙水,。,（）,风化裂隙水,(,面状裂隙水）,是指分布在岩石风化裂隙中的地下水，多数为层状裂隙水,。风化裂隙是由岩石的风化作用形成的，无一定方向，延伸短，发育密集而均匀，彼此连通，因此在一定范围内形成的地下水也是相互连通的水体，具有统一的水面，多属潜水,。,风化裂隙水多分布于出露基岩的表层，其下新鲜的基岩为含水层的下限。水平方向透水性均匀，垂直方向随深度而减弱。,风化（卸荷）裂隙、成岩裂隙、构造裂隙,风化裂隙水（局部层状）示意图,风化裂隙水示意图,1,母岩；,2,风化带；,3,黏土；,4,季节性泉；,5,常年性泉；,6,井及地下水位,（）成岩裂隙水,成岩裂隙水,常赋存于具有成岩裂隙的岩层中。成岩裂隙为岩石在形成过程中所产生的空隙，一般常见于岩浆岩中。成岩裂隙水,多呈层状,，在一定范围内相互连通。,（,3,）构造裂隙水,分布于构造裂隙中的地下水就称为,构造裂隙水,。,按岩石中裂隙分布的产状，可将构造裂隙水分为,层状裂隙水,和,脉状裂隙水,两类。,当构造应力分布比较均匀且强度足够时，则在岩体中形成比较密集均匀且相互连通的张开性构造裂隙，赋存,层状构造裂隙水,。当构造应力分布相当不均匀时，岩体中张开性构造裂隙分布不连续，互不沟通，则赋存,脉状构造裂隙水,。,构造裂隙水示意图,1,脆性岩层；,2,塑性岩层；,3,张开裂隙；,4,井及地下水位；,5,干井；,A,脉状裂隙水；,B,层状裂隙水,裂隙水流系统与孔隙水流系统的比较,裂隙水流系统,孔隙水流系统,3.,岩溶水,岩溶水,又称,喀斯特水,是指,储存和运动于可溶性岩层溶隙、溶穴中的地下水,。,岩溶的发育特点决定了岩溶水的特征。,岩溶水在空间的分布变化很大,，甚至比裂隙水更不均匀。有的地方地下水汇集于溶洞孔道中，形成地下水很丰富的地区；而另一些地方水可沿溶洞孔隙流走，形成在一定范围内严重缺水的现象。,岩溶水具有水量大、运动快、在垂直和水平方向上分布不均匀的特性，其动态变化受气候影响显著,。,Company Logo,典型岩溶水系统结构概化图,土壤层,表层岩溶带,岩溶沟谷,地下河管道,岩溶漏斗,地表水系,由表层岩溶带、浅部的岩溶管道、岩溶洞穴、岩溶裂隙、岩溶裂缝和岩溶孔隙等多种岩溶空隙介质体组成的多重复合体系，具有高度的非均质性。,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,层流与紊流共生,有压与无压共存,运动方向的不同步（局部与整体不一致）,缺乏统一的区域地下水水位,岩溶水的运动特征,岩溶水系统,5.2.3,泉,泉,是地下水的天然露头,，是地下水排泄的主要方式之一。因此，它是反映岩层富水性和地下水的分布、类型、补给、径流、排泄条件和变化的一个重要标志,。,按照泉的含水层性质，可将泉分为,上升泉,及,下降泉,两大类,。,（,1,）上升泉由承压含水层补给，水流在压力作用下呈上升运动。,（,2,）下降泉由潜水或上层滞水补给，水流作下降运动。,根据泉的出露条件又可分为：,侵蚀泉、接触泉、溢出泉和断层泉,四类。,泉水的形成,1.,侵蚀泉,是沟谷切割到含水层时形成的，含水层若为潜水则形成,侵蚀下降泉,；,若为承压水时则形成,侵蚀上升泉,。,2.,接触泉,是地下水自含水层和其下面隔水层的接触处涌出地表，或在侵入体与围岩接触带，地下水沿裂隙上升至地表形成的,。,3.,溢出泉,是指地下水在运动过程中，由于前方岩层的透水性急剧变弱，水流受阻而溢出地表形成的泉,。,4.,断层泉,是承压水沿导水断层上升，在地面标高低于承压水位处，涌出地表形成的,。,这类泉常沿断层呈线状分布。,Company Logo,下降泉,侵蚀泉,：,地形切割到潜水面,接触泉,：,地形切割至隔水底板,溢流泉,：,水流在前方受阻，水位抬升，而溢流成泉,上升泉（出露于承压含水层中的泉）上升泉根据出露条件分为：,侵蚀泉，断层泉，接触带泉,上升泉,自流与非自流井,风成湖（月芽泉）,第,六,章,风成湖,1,月芽泉，现在面积仅,9,亩，水,深,1m,左右，面临消失的危险,风成湖,济南泉水的形成,停多喷少,停多喷少,喀斯特泉,喀斯特泉,济南趵突泉,冷泉,云南大理蝴蝶泉,冷泉,华清池,温泉,台湾文山温泉,四川贡嘎山海螺沟国家级风景名胜区海螺沟冰川森林公园,海螺沟的热泉,长白山的高温泉,82,云南腾冲的高温泉,95,万泉河,西藏羊八井,沸泉,羊八井,羊八井地热发电站,井深仅,30m,，温度便高达,130,间隙泉,间隙泉,冰岛的热泉,冰岛的热泉,喀斯特泉（黄石公园）,喀斯特泉,黄石公园,喀斯特热泉（黄石公园）,喀斯特热泉,黄石公园,黄石公园的高温泉,黄石公园的沸泉,黑烟囱,洋底沸泉，约,400,，,因巨大压力并不沸腾。,泥浴,泥浴,5.3,地下水的,物理、化学性质,5.3.1,物理性质,地下水的物理性质包括：,温度、颜色、透明度、嗅、味、比重、导电性及放射性等。,1.,温度,地表水的温度随季节变化。埋藏深度不同的地下水，具有不同的温度变化规律,。,埋深,3,5m,，,具昼夜变化特征；,埋深为,5,50m,，,地下水温度随季节变化。,年常温带以下，地下水温度随深度增高，其变化规律决定于地热增温级。,平均地热增温级为,33,米。,深层地下水的温度变化很小。,地下水按温度分类,类别,过冷水,冷水,温水,热水,过热水,温度,（）,0,0,20,20,42,42,100,100,2.,颜色,水一般是无色的，但有时由于某种离子含量较多，或者富集悬浮物和胶体物质，则可显示出各种各样的颜色,水中含物质,地下水颜色,硫化铁,翠绿色,低价铁,浅绿灰色,高价铁,黄褐色或铁锈色,硫细菌,红色,锰的化合物,暗红色,粘土,无荧光的淡黄色,腐植酸,暗黄灰色,(,带荧光,),3.,透明度,水的透明度主要取决于其中固态物质与胶体悬浮物质的含量。含量多时，则透明度差。常见的地表水和地下水一般是透明的。,4.,嗅,水通常是无气味的。但当其中含有某些离子或某种气体时，则出现特殊的臭味。如含亚铁盐很多时有铁腥气味,(,墨水气味,),、含硫化氢,(H,2,S),气体时有臭鸡蛋味，含腐植质时有腐草气味。气味的强弱与温度有关，一般在低温下不易判别，加热到,40,C,时气味最显著。,5.,味,水的味道，主要取决于其化学成分，如含有,NaCl,的,(,Cl,-,),水具咸味，含,MgCl,2,、,MgSO,4,的水有苦味；含,Na,2,SO,4,的水量涩味；含,CO,2,、,Ca(HCO,3,),2,、,Mg(HCO,3,),2,的水清凉可口；含,Fe,2,O,3,的水具有铁锈味；含盐量极少的水淡而无味。,6.,比重,淡水的比重通常等于,1,。水的比重取决于其中所溶解盐分的含量。水中溶解的盐分越多，比重越大，有的咸水比重可达,1.2-1.3,。,7.,导电性,水的导电性，取决于其所含盐类总量及盐类性质等，一般矿化度高的水导电性强。,8.,放射性,有些天然地下水，会具有微弱的放射性。水的放射性决定于形成环境,。,贮存和运动于放射性矿床及酸性火成岩分布区的地下水，其放射性相应较强。,5.3.2,地下水的化学性质,1.,地下水的化学成份,离子：天然体水中分布最广、含量最多的离子有七种：,氯离子,(,Cl,-,),、,硫酸根离子,(SO,4,2-,),、,重碳酸根离子,(HCO,3,-,),、,钠离子,(Na,),、,钾离子,(K,),、,钙离子,(,Ca,2,),、,镁离子,(,Mg,2,),。,一般情况下，随着地下水中含盐量的变化，其中占主要地位的离子成分也随之发生变化。,含盐量低的水中常,以,HCO,3,-,、,Ca,2,或,HCO,3,-,、,Mg,2,为主,；,中等含盐量的常以,SO,4,2-,、,Na,或,SO,4,2-,、,Ca,2,为主；,含盐量高的水,则以,Cl,-,、,Na,为主。,气体成份：主要有,H,2,S,、,CO,2,。,2.,地下水的酸碱性,水的酸碱性主要取决于水中氢离子浓度，常用,pH,值表示（,pH=-,lgH,+,）。,根据水,pH,值的大小，将水分成以下几级：,强酸性,(9),。,3.,地下水的总矿化度,水中所含各种离子、分子与化合物的总量。,以每升水中所含克数（,g/l,）,表示。,简便方法：以,105-110,C,时,将水灼干所得的残余物总量。,类别,总矿化度,(g/l),淡水,35,地下水按矿化度的分类,饮用水总矿化度不应超过,1.0 g/l,；,灌溉用水总矿化度不应超过,1.7 g/l,。,型水,附：库而洛夫式,HCO,3,Ca,型水,4.,地下水的硬度,水的硬度，是由水中所含,Ca,2+,、,Mg,2+,所构成。,水中,Ca,2+,、,Mg,2+,的总含量,，称为,总硬度,。,地下水的硬度表达方法较多，,我国通常采用德国度或,Ca,2+,、,Mg,2+,的毫克当量表示。,1.0,毫克当量硬度等于,2.8,德国度。,1,德国度相当于,1,升水中含有,10mg,的,CaO,。,地下水的硬度分类,地下水的类型,Ca,2+,+Mg,2+,(,毫克当量,),德国度,极软水,1.5,9.0,25.2,注：离子的当量离子量,/,离子价；,离子的毫克当量离子的毫克数,/,离子的当量,生活饮用水一般要求,不宜大于,25,度,（德国度），,最适宜的是,10,15,度,。,高,硬度水的危害：,对人体；,工业和洗涤用。,5.4,地下水向,集水构筑物,的稳定运动,5.4.1,潜水完整井,5.4.2,承压水完整井,5.5,地下水对工程的,影响,1.,潜水位上升引起的工程地质问题,(1),潜水位上升后，由于毛细水作用,可能导致土壤次生沼泽化、盐渍化,，改变岩土体物理力学性质，,增强岩土和地下水对建筑材料的腐蚀,。在寒冷地区，可助长岩土体的,冻胀破坏,；,(2),潜水位上升后，原来干燥的,岩土被水饱和、软化，降低岩土抗剪强度，,可能,诱发斜坡、岸边岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质现象,；,(3),崩解性岩土、湿陷性黄土、盐渍岩土等遇水后，可能产生崩解、湿陷、软化，,其岩土结构破坏、强度降低、压缩性增大。而,膨胀性岩土遇水后则产生膨胀破坏；,(4),潜水位上升，可能使,洞室淹没，还可能使建筑物基础上浮，危及安全。,2.,地下水位下降引起的工程地质问题,(1),地表塌陷,岩溶发育地区，由于地下水位下降时改变了水动力条件，在断裂带、褶皱轴部、溶蚀洼地、河床两侧以及一些土层较薄而土颗粒较粗的地段，产生塌陷。,(2),地面沉降,地下水位下降诱发地面沉降的现象可以用有效应力原理加以解释。地下水位的下降减小了土中的孔隙水压力，从而增加了土颗粒间的有效应力，有效应力的增加要引起土的压缩。许多大城市过量抽取地下水致使区域地下水位下降从而引发地面沉降，就是这个原因。,(3),海,(,咸,),水入侵,近海地区的潜水或承压含水层往往与海水相连，在天然状态下，陆地的地下淡水向海洋排泄，含水层保持较高的水头，淡水与海水保持某种动态平衡，因而陆地淡水含水层能阻止海水入侵。如果大量开发陆地地下淡水，引起大面积地下水位下降，可能导致海水向地下水含水层入侵，使淡水水质变坏。,(4),地裂缝的产生与复活,近年来，在我国很多地区发现地裂缝，西安是地裂缝发育最严重的城市。据分析这是地下水位大面积大幅度下降而诱发的。,(5),地下水源枯竭、水质恶化,盲目开采地下水，当开采量大于补给量时，地下水资源会逐渐减少，以致枯竭，造成泉水断流、井水枯干、地下水中有害离子量增多、矿化度增高。,3.,地下水的渗透破坏,(1),潜蚀,渗透水流在一定水力坡度,(,即地下水水力坡度大于岩土产生潜蚀破坏的临界水力坡度,),条件下产生较大的动水压力，冲刷、挟走细小颗粒或溶蚀岩土体，使岩土体中孔隙不断增大，甚至形成洞穴，导致岩土体结构松动或破坏，以致产生地表裂隙、塌陷，影响工程的稳定。,(2),流砂,流砂是指松散细小颗粒土被地下水饱和后，在动水压力即水头差的作用下，产生的悬浮流动现象。流砂多发生在颗粒级配均匀的粉细砂中，有时在粉土中也会产生流砂。,(3),管涌,地基土在具有某种渗透速度的渗透水流作用下，其细小颗粒被冲走，岩土的孔隙逐渐增大，慢慢形成一种能穿越地基的细管状渗流通路，从而掏空地基或坝体，使地基或斜坡变形、失稳，此现象称为,管涌,。,管涌更多的与修建堤坝相联系,4.,地下水的浮托作用,当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地下水对基础底面产生静水压力，即产生浮托力。,如果基础位于粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石地基上，则按地下水位,100,计算浮托力；,如果基础位于节理裂隙不发育的岩石地基上，则按地下水位,50,计算浮托力；,如果基础位于粘性土地基上，其浮托力较难确切地确定，应结合地区的实际经验考虑。,5.,承压水对基坑的作用,当深基坑下部有承压含水层存在，开挖基坑会减小含水层上覆隔水层的厚度，在隔水层厚度减小到一定程度时，承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌现象。基坑突涌将会破坏地基强度，并给施工带来很大困难。,有,承压水时，防止承压水顶破基底,基坑下埋藏有承压含水层的情况,6.,地下水对钢筋混凝土的腐蚀,硅酸盐水泥遇水硬化，并且形成,Ca(OH),2,、,水化硅酸钙,CaOSiO,2,12H,2,O,、,水化铝酸钙,CaOAl,2,O,3,6H,2,O,等，这些物质往往会受到地下水的腐蚀。,结晶类腐蚀,如果地下水中离子的含量超过规定值，那么离子将与混凝土中的,Ca(OH),2,起反应，生成二水石膏结晶体,CaSO,4,2H,2,O,，,这种石膏再与水化铝酸钙,CaOAl,2,O,3,6H,2,O,发生化学反应，生成水化硫铝酸钙，这是一种铝和钙的复合硫酸盐，习惯上称为水泥杆菌。由于水泥杆菌结合了许多的结晶水，因而其体积比化合前增大很多，约为原体积的,221.86,，于是在混凝土中产生很大的内应力，使混凝土的结构遭受破坏。,分解类腐蚀,地下水中含有,CO,2,，,CO,2,与混凝土中的,Ca(OH),2,作用，生成碳酸钙沉淀。,由于,CaCO,3,不溶于水，它可填充混凝土的孔隙，在混凝土周围形成一层保护膜，能防止,Ca(OH),2,的分解。但是，当地下水中,CO,2,的含量超过一定数值，而离子的含量过低，则超量的,CO,2,再与,CaCO,3,反应，生成重碳酸钙,Ca(HCO,3,),2,并溶于水。所以，当地下水中,CO,2,的含量超过平衡时所需的数量时，混凝土中的,CaCO,3,就被溶解而受腐蚀，这就是分解类腐蚀。地下水的酸度过大，即,pH,值小于某一数值，那么混凝土中的,Ca(OH),2,也要分解，特别是当反应生成物为易溶于水的氯化物时，对混凝土的分解腐蚀很强烈。,结晶分解复合类腐蚀,当地下水中,NH,4,，,NO,3,，,Cl,和,Mg,2+,离子的含量超过一定数量时，与混凝土中的,Ca(OH),2,发生反应，,Ca(OH),2,与镁盐作用的生成物中，除,Mg(OH),2,不易溶解外，,CaCl,2,则易溶于水，并随之流失；硬石膏,CaSO,4,一方面与混凝土中的水化铝酸钙反应生成水泥杆菌；另一方面，硬石膏遇水生成二水石膏。二水石膏在结晶时，体积膨胀，破坏混凝土的结构。,地下水对混凝土建筑物的腐蚀是一项复杂的物理化学过程，在一定的工程地质与水文地质条件下，对建筑材料的耐久性影响很大。,7.,水库渗漏,当地下水位低于库水位且有渗漏通道时，可能产生渗漏问题。,库区渗漏,（,分水岭,、河湾）,坝区渗漏,（绕坝渗漏、坝基渗漏）,库水渗漏的主要途径,库区渗漏,绕坝渗漏,绕坝渗漏,坝基渗漏,