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問題：

地下水的地質作用?

答疑：

一、地下水的物理性質：

溫度、顏色、透明度、嗅味、味道、導電性和放射性等。

二、地下水的化學成分：

1)主要離子成分：見書61頁

2)主要氣體成分：O2、H2S、N2、CO2

3)地下水的膠體成分與有機質

三、巖石中的空隙特征與地下水的存在形式

1、巖石中的空隙

巖石空隙是地下水的儲存場所和運移通道。可把空隙分為三類：松散巖石中的孔隙、堅硬巖石中的裂隙和可溶巖中的溶隙。

孔隙：松散巖石是由大小不等的顆粒組成，顆粒或顆粒集合體之間的空隙，稱之為孔隙。

孔隙度 = 孔隙的體積/松散巖石的體積×100%

影響因素：(1)排列方式，立方體排列最松散，四面體排列最緊密;(2)密實程度，越松，孔隙越大越;(3)均勻性，越均勻，孔隙度越大;(4)形狀：棱角越明顯，通常排列就越松散;(5)膠結程度。

裂隙：固結的巖石，包括沉積巖、變質巖、巖漿巖，受地殼運動及其它內外地質應力作用下，巖石破裂變形產生的空隙。

裂隙率 = 裂隙體積/巖石總體積×100%

注意測定裂隙的方向、寬度、延伸長度、充填程度等。

溶隙：可溶巖中的各種裂隙，被流水溶蝕擴大成為各種形態的溶隙。

巖溶率 =　溶隙的體積/巖石的總體積×100%

溶隙的規模十分懸殊，大的溶洞可寬達數十米，高數十米乃至百余米，長達幾至幾十公里，而小的溶孔直徑只有幾毫米。

巖石中的空隙，必須以一定方式連接起來構成空隙網絡，才能成為地下水有效的儲容空間和運移通道。

四、巖石中地下水的存在形式

1、巖石“骨架”中的地下水：沸石水、結晶水(以中性水分子的形式存在，如石膏：Ca[SO4]·2H2O)、結構水(參與晶格中，以H+ 、(OH)-、(H3O))等離子形式存在。

2、巖石中空隙中的地下水：主要形式有：

結合水(強結合水，又稱吸著水;弱結合水，薄膜水)、重力水、毛細水、固態水和氣態水。

五、含水層與隔水層

1、含水層：

指能夠透過并給出相當數量水的巖層。

2、隔水層：不能透過水，或是透過和給出的水的數量微不足道的巖層。

u 所以劃分含水層與隔水層的標志不是含不含地下水，關鍵看所含地下水的性質。

u 兩者劃分是相對的，并不存在截然的界限或絕對的定量標志。從某種意義上將，兩者是相對比較而劃分的。

u 兩者在一定條件下可以相互轉化。如在較大的水頭差的作用下，致密粘土含的結合水也可能發生流動，也能透過和給出一定量的地下水。

u 通常是指在松散巖石中，如在巖溶中，地下水分布極不均勻，稱巖溶含水系更合適;在裂隙中，如連通良好，稱裂隙含水層是適合的，但裂隙受局部構造控制時，例如一條較大的張性斷裂穿越巖性不同的地層，斷裂帶中水分布連續且均勻，這時稱含水帶更合適。

六、地下水對土木工程的影響

1、地面沉降

當抽水時，在抽水井周圍形成降水漏斗。在降水漏斗范圍內的土層將發生固結沉降。由于土層的不均勻性和邊界條件的復雜性，降水漏斗往往是不對稱的，會使周圍建筑物或地下管線產生不均勻沉降，甚至開裂。

控制地面沉降最好的方法是合理開采地下水，多年平均開采量不能超過平均補給量。在地面沉降已經嚴重發生的地區，對含水層進行回灌可使地面沉降適當恢復，但要想大量恢復是不可能的。

2、地面塌陷

地面塌陷是松散土層中所產生的突發性斷裂陷落，多發生于巖溶地區，在非巖溶地區也能見到。

地面塌陷多為人為局部改變地下水位引起的。為杜絕地面塌陷的發生，在重大工程附近應嚴格禁止能大幅度改變地下水位的工程施工。

地面塌陷危害：破壞農田、水利工程、交通線路，引起房屋破裂倒塌、地下管道斷裂。

3、流砂和潛蝕

流砂——在飽和土中，如果土顆粒之間的有效應力為零，則土顆粒將懸浮于水中，出現隨水一起流出的現象稱為流砂。

潛蝕——在地下水滲透力的作用下，土中的細小顆粒穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流逐漸帶走，久而久之，在土層中將形成管狀空洞，使土體結構破壞，強度降低，壓縮性增加，這種現象稱為機械潛蝕。

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