第十章孔隙水 第一节洪积扇中的地下水 一、典型的洪积扇形成

第十章孔隙水

第一节洪积扇中的地下水

一、典型的洪积扇形成

首先从洪积物的形成——洪积扇来分析。

形成条件：干旱半干旱地区的山前地带，山区洪流沿河槽流出山口，进入平原或盆地，不再受河槽的约束，加之地势突然转为平坦，集中的洪流转为辫状散流（如插图10-1）；水的流速顿减，搬运能力急剧降低，洪流所携带的物质以山口为中心堆积成扇形，称为洪积扇。

插图10-1洪积扇地形水系平面示意图

二、洪积物的沉积特征

由山口向平原（盆地），由于水动力条件控制着沉积作用，洪积扇显示良好的地貌岩性分带；地貌上坡度由陡变缓，岩性上由粗变细、分选由差变好。

由图10-1显示了洪积扇的沉积物特征和地下水特点。

图10—1半干旱地区洪积扇水文地质示意剖面图

基岩；2—砾石；3—砂；4—粘性土；5—潜水位；6—承压水测压水位；7—地下水流线；8—降水入渗；9—蒸发排泄；10—下降泉；11—井，涂兰色部分有水

三、地下水的特征

地貌岩性的分带性又决定了地下水的分带性。

由山口扇顶向平原（扇前缘）岩层透水性由好到差，地下水位埋深由大变小，补给条件由好到差；随之，排泄由径流为主转化为以蒸发为主（特别是在干旱半干旱气候下），水化学作用由溶滤到浓缩，矿化度由小到大，水化学类型也产生相应变化；地下水位的变动（变幅）也由大到小。

四、洪积物孔隙水特征分析方法

（下表总结了从山前到平原，地形地貌、沉积水动力条件、沉积特征及地下水特征的分带性）

综合上述分析，分析不同沉积物类型的地下水赋存、运动和水化学特征（简称水文地质条件），应从沉积物形成时的水动力场到沉积物沉积规律入手，再分析地下水的分带性特征。

掌握分析问题的思路：水动力条件分带→沉积作用分带→地貌岩性分带→地下水分带

五、洪积扇中地下水的独特性

上面讨论的是洪积扇中地下水的一般规律，在特定的自然地理、地质背景下，洪积扇中的地下水有其独特性。

（1）水化学分带的异常：

西北干旱地区，蒸发强烈，显示良好的水化学分带——扇顶为矿化度小于

1g/L型水，中间过渡带为1—3g/L的型水，溢出带以下为矿化度大于log/L的氯化物水

华南地区水型无差异由洪积扇顶部直到溢出带以下，均为矿化度小于0.5g/L 的重碳酸盐水。

（2）地下水位埋深异常：乌鲁木齐的洪积扇的潜水埋藏深度为扇顶浅，远山深。这是因为新构造运动使隔水基底呈现差异断块活动，近山处基底上升而远山处下落，故使两侧地下水位形成跌水（图10—2）

图10—2因新构造运动引起的洪积扇地下水位异常

1—隔水基岩；2—砾石；3—砂；4—粘性土；5—潜水位；6—泉（断层两侧水位用不同颜色显示差异）

第二节冲积平原中的地下水

以黄河下游冲积平原为例，说明冲积平原孔隙水的特点。

一、冲积平原的形成

黄河中游是广袤的黄土高原，很容易遭受水流侵蚀带入黄河。郑州以上，黄河在峡谷中流动，以侵蚀搬运作用为主。郑州以下，进入华北平原，坡降变小，黄河以堆积作用为主，河床不断淤浅。洪水期水流漫溢出河床堆积形成自然堤。河

床不断淤浅，河床高出周围地区，成为地上河（如图10-3）。洪水期黄河冲决自然堤形成泛滥平原，同时频繁改道最终形成冲积平原。（插入图10—3）。

图10—3黄河下游岸边水文地质剖面

亚粘土；2—粉砂；3—细砂；4—潜水位；5—地下水流向

二、冲积平原中的地下水基本特征

从图10-3和图10-4显示，由现代河道与近代古河道到河间洼地，显示着良好的微地貌——岩性——地下水分带性。以下表的方式对冲积平原地下水的分带性特点进行总结。

图10—4黄河冲积平原水文地质示意图

1—砂；2—亚砂、亚粘土；3—粘土；4—地下水位；5—咸水（矿化度大于2g/L）与淡水界线，齿指向咸水一侧；6—入渗与蒸发；7—地下水流线；8—盐渍化

冲积平原地下水的分带性特点的总结表

第三节湖积物中的地下水（一般性了解）

一、沉积特征

颗粒分选良好，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。（插图10-2显示湖泊沉积物的分带特征）

二、含水层特征

主要含水层为砂砾，展布广、厚度大(单层厚度甚至可高达l00m以上)。剖面上为层状或延伸远的长透镜状。

随着气候与构造运动的变化，湖盆发生变化，沉积物的特征也随之变化。气候的周期交替(或构造下降与停顿交替)，可形成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。

插图10-2典型湖泊沉积物的分带特征

三、地下水的特征

湖泊初期，湖积物发育，后期湖泊萎缩，湖积物多被冲积物所覆盖。

由于湖积物是砂砾石与粘土的互层，垂向越流补给与天窗补给比较少。侧向上湖积砂砾含水层主要通过进入湖泊的冲积砂层与外界联系。但补给范围小。

与外界联系较差，补给困难，地下水资源更新困难。地下水资源一般并不丰富。

第四节黄土高原的地下水

黄土是特定地质历史时期的沉积物;在我国西部大面积分布，而西部地区又是我国干旱半干旱气候区，水资源严重匮乏，基本上无常年性河流（或地表水），地下水水量也不丰富，赋存于黄土孔隙与裂隙中的地下水是当地人民生活的主要水源。

一、黄土特征

厚度大，结构疏松，粉土含量大于60%，含钙质结合，呈棕黄，微红，棕黑色，形成于中、下更新世（与黄土）；黄土均发育垂直节理，其垂向渗透系数常比水平方向大几倍到几十倍，随着埋藏深度加大，黄土中大孔隙减少，渗透性明显降低（图10—6）。

二、黄土地区的地貌形态

根据图10-8所示，黄土地区的地貌形态有塬、梁峁，黄土杖（撑）地。

三、黄土中的地下水

黄土塬：有较为宽广的平台。割切较弱．故有利于降水入渗（降水入渗系数平均为5％—10％）而不利于迅速排泄，故赋存地下水比较丰富。

图10—8黄土高原地下水示意图

（a）黄土塬；（b）黄土梁峁；（c）黄土杖（撑）地

1—隔水基岩；2—下中更新世黄土；3—上更新世黄土；4—地下水位；5—示意地下水流线；6—降水入渗；7—蒸发；8—泉；9—井

黄土塬从塬中到塬边地下水显示良好的分带性特点：

由此可见，黄土塬区有利打井取水区为塬中心，或边坡地带（图10—8）。

黄土梁、峁：地面起伏大，不利于降水入渗和地下水的赋存，水位埋深大。黄土杖地：赋存有水量较小，水位较浅的地下水，可供少量居民用水或畜牧用水。

第五节孔隙含水系统实例分析（自选学习内容）略