標籤:水源礦坑水

裂隙水,存在於岩石裂隙中的地下水。與孔隙水相比較,它分佈不均勻,往往無統一的水力聯繫。是丘陵、山區供水的重要水源,也是礦坑充水的重要來源。

1裂隙水

裂隙水

  裂隙水

crevice water
岩石裂隙中的地下水。丘陵和山區供水的重要水源,礦坑水的重要來源。
賦存於岩體裂隙中的地下水。按含水介質裂隙的成因,可分為風化裂隙水、成岩裂隙水與構造裂隙水。按埋藏條件,可以是潛水或承壓水。與孔隙水比較,裂隙水分佈不均勻,水力聯繫不好,介質的滲透性具有不均一性與各向異性。

2裂隙水類型

按裂隙的成因分為成岩裂隙水、構造裂隙水和風化裂隙水。按裂隙水的水力聯繫程度分為風化殼網狀裂隙水、層狀裂隙水和脈狀裂隙水。
成岩裂隙水
賦存於各類成岩裂隙中。成岩裂隙是沉積岩固結脫水及岩漿岩冷凝收縮形成的裂隙。一般情況下,成岩裂隙多為閉合,不構成含水層。陸地噴溢的玄武岩裂隙發育且張開,可構成良好含水層。岩脈及侵入岩體與圍岩的接觸帶,冷凝后可形成張開的呈帶狀分佈的裂隙,賦存帶狀裂隙水。熔岩流冷凝過程中末冷凝的熔岩流走,在岩體中留下的巨大熔岩孔道,形成管狀含水帶,可成為強富水的含水層。

構造裂隙水

構造裂隙是固結岩石在構造應力作用下形成的最為常見的裂隙。構造裂隙水以分佈不均勻、水力聯繫不好為其特徵。在鑽孔、平酮、豎井及各種地下工程中,構造裂隙水的涌水量、水位、水溫與水質往往變化很大。這是由於構造裂隙的分佈密度、方問性、張開性、延伸性極不均一所造成的。一般說來,層狀岩層中,構造裂隙發育較為均勻,在層面裂隙的溝通下,構造裂隙水的水力聯繫較好。塊狀岩體中構造裂隙發育極不均勻,通常可分為3個級次的裂隙空間:[1]細短閉合的小裂隙構成的微裂隙岩體;[2]張開且延伸較長的中等裂隙構成的導水裂隙網路;[3]大裂隙與斷層構成的局部導水通道。當鑽孔或坑道進人微裂隙岩體時,水量微不足道;遇到裂隙網路時,出現較大水量;觸及大的裂隙導水通道,水量十分可觀。
裂隙岩體的滲透性,由於裂隙的性質及發育的方向性而具有各向異性。同時,隨著空間尺度增加,寬度較小的裂隙交接處增加,裂隙網路的滲透參數將會降低,這就是裂隙岩體的尺度效應。河谷地帶的裂隙岩體中,往往存在兩類互相獨立的裂隙網路系統,在淺表部連續分佈的裂隙網路中,為淺循環冷水;在深部存在相對封閉而又連通的裂隙網路中,則為深循環水。
在裂隙岩體中開採或排除地下水時,要根據裂隙水的特點布置佑孔與坑道。在裂隙岩體中修建水利工程時,要充分考慮裂隙水的複雜性。滲漏計算,排水孔 (幕)和灌漿工程的設計,都應充分考慮裂隙岩體滲透性的不均一性,各向異性和尺度效應。

3埋藏條件

裂隙水

  裂隙水

裂隙水由於埋藏條件不同,可能承壓,也可能無壓。裂隙水的埋藏深淺不一,分佈很不均一。裂隙岩層的透水性常顯示各向異性,不同方向的滲透係數差別很大。在垂直方向上隨著深度的增加透水性逐漸減弱。裂隙水是在位置和方向都受限制的空間中運動的(見圖),局部流向與整體流嚮往往不一致。受裂隙性質、發育特點(發育程度、規模、張開和充填情況等)和補給條件等因素的影響,主要發育脈狀裂隙水的地區,不同部位的富水程度相差懸殊。打在同一岩層中相距只有幾米的井,可能一井有水,一井無水。因此,岩性、地質構造控制了裂隙的性質和發育特點,從而也就控制了裂隙水的賦存規律。裂隙水通常是淡水,但在一定的地質構造條件下也可能是礦化水或滷水,如四川盆地的滷水。

4運動特點

大多數情況下裂隙水的運動符合達西定律。只有在少數巨大的裂隙中水的運動不符合達西定律,甚至屬紊流運動。裂隙介質與孔隙介質的重要區別在於它具有非均質性和各向異性。裂隙的大小、張開度、密度、方向和分佈狀況等都對裂隙水的運動發生影響。因此需要根據具體的裂隙狀況求出介質的各向異性,再引用孔隙介質中的滲透理論加以計算。20世紀60年代,出現了雙重介質滲透學說,認為在裂隙岩石中同時存在著兩種空隙和滲流系統:孔隙和分割含孔隙和岩塊之間的裂隙。岩石的貯水性質主要與孔隙有關,導水性主要與裂隙有關。地下水主要貯存在孔隙中,水的運動主要在裂隙中進行。從這一觀點出發,建立了相應的液體運動的微分方程。70年代中期,這個理論具體應用於解決水文地質問題。80年代又有新的發展,不僅應用於裂隙水流問題,還推廣應用於研究地下水中溶質和熱量的輸運問題,但一些機制還有待進一步研究。
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