影響承壓水動態的地質因素有哪些

A. 影響岩土工程地質的因素有哪些

工程地質條件是指工程建築物所在地區地質環境各項因素的綜合。
這些因素包括：
（1）地層的岩性：是最基本的工程地質因素，包括它們的成因、時代、岩性、產狀、成岩作用特點、變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等。
（2）地質構造：也是工程地質工作研究的基本對象，包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造，特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂，對地震等災害具有控製作用，因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義。
（3）水文地質條件：是重要的工程地質因素，包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等。
（4）地表地質作用：是現代地表地質作用的反映，與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關，主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等，對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大。
（5）地形地貌：地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等；地貌則說明地形形成的原因、過程和時代。平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵，這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇。

B. 地下水動態的影響因素

地表水體附近，地下水動態受地表水的明顯影響。河水位上升時，近岸處的潛水位上升最版快，上升幅度權最大；遠離河岸，潛水位變化幅度變小，反應時間滯後。
氣候水文因素決定了地下水動態的基本模式，而地質因素則影響其變化幅度與變化速度。例如，承壓含水層受到上覆隔水層的限制，補給區動態變化強烈而迅速，遠離補給區則變得微弱而滯後。對於潛水，包氣帶厚度越大，滯留於包氣帶中的水便越多，潛水位的變化越滯後於降水。 影響地下水的天然動態：例如，打井取水後，天然排泄量的一部或全部轉由采水井排出，如采水量超過補給量，地下水位則逐年下降。再如，利用地表水大水漫灌而不加強排水，潛水位將因灌水入滲補給而逐年上升，引起土壤次生沼澤化或鹽漬化。

C. 影響地下水動態的因素有哪些

1.自然因素1)氣象氣候因素｡氣象因素中降水和蒸發直接參與了地下水的補給與排泄過程

D. 影響地下水的地質因素

影響地下水的地質因素，主要是指地層岩性、地質構造和地貌條件，特別對基岩地下水的富集來說，地層岩性是地下水賦存的基礎;地質構造是控制地下水埋藏、分布和運動的主導因素;地貌條件則是影響地下水補給、徑流、排泄的重要條件。

1.地層岩性

對鬆散沉積物(鬆散岩石)中的地下水來說，決定地下水賦存和徑流條件的，主要是鬆散沉積物的成因、物質成分和結構。例如，山前地帶的沖洪積相的砂礫石層，往往有較好的孔隙含水層。在大面積沖積平原的古河道中，厚度大的砂層賦存有較豐富的水量;在河谷階地上，「二元結構」底部的砂礫石層往往為水量較大的含水層。

對於堅硬岩石中的地下水來說，決定地下水賦存和運動有重要意義的，首先是可溶性岩石的分布。在堅硬岩石中主要的含水層和透水層是洞穴發育的岩溶地層，其中可有豐富的地下水。如華北的奧陶系馬家溝灰岩和寒武系張夏灰岩，這些可溶岩地層都是當地堅硬岩石中透水性最強的最富水地層。在砂頁岩、泥岩互層的地層中，地下水一般不豐富，只有一些層面裂隙水和厚層砂岩中的層狀裂隙水。在火山岩和結晶岩體中也都只有一些裂隙水。

地層岩性不僅影響地下水的賦存，而且還影響地下水化學成分的形成。

2.地質構造

地下水的埋藏、補給、徑流、排泄、水質以及地下水的類型都直接受到地質構造的控制。地質構造對地下水的影響主要表現在構造的形態特徵和力學性質及其規模上。如在大的向斜盆地和大斷裂形成的地塹中，往往分布有范圍廣、厚度大的含水層，地下水資源豐富;反之，在較小的向斜盆地或背斜中，地下水資源就不豐富。

斷層的力學性質對地下水的賦存條件也有較大的影響。大斷裂兩側的岩性、構造乃至地貌常常有很大的改變，因此，大斷裂往往是水文地質分區的邊界。構造破碎帶通常是地下水的貯存場所和運移通道。尤其是導水斷層不僅可使不同含水層發生水力聯系，並儲存有豐富的地下水。

阻水斷層則使地下水流受阻，常在斷裂帶強透水層一側聚集有豐富的地下水。

按地質力學的觀點，同一構造體系的結構面力學性質不同，其富水性必有差異。一般認為張性斷裂帶及斷裂構造的交匯處，地下水往往比較富集。在壓性斷層破碎帶，除裂隙密集帶和影響帶有利於地下水的富集以外，壓性斷層破碎帶一般起相對隔水作用。扭性斷裂帶，如果有低序次的延伸遠、發育深度大的構造裂隙，其導水性和富水性也比較好。

3.地貌條件

地貌不僅控制地下水的補給、徑流與排泄條件，而且，還能反映出地下水的分布狀況和埋藏條件等。

地形形態直接影響降水的入滲量。在補給區面積和岩性相同的條件下，平緩地形比陡傾地形接受降水入滲的量要明顯的增多。

山區的地下徑流條件好，平原區則相對較差。

溝谷密度和切割深度是決定地下水排泄的重要條件。山西東側太行山區溝多、谷深，泉多且流量較大。

當距排水基準面的地形高差越大時，地下水埋藏就越深;反之，地下水埋藏就越淺。對淺層地下水來說，地貌條件對地下水的富集有控製作用。

另外，在地下水活動強烈的岩溶地區，還可藉助地表岩溶形態的分布規律，尋找地下的岩溶水。例如，發育在岩溶峰叢山區的地下河道，在地表常有與暗河位置相應的干谷、串珠狀窪地、漏斗、溶井、落水洞等明顯的地貌標志。據此可以尋找地下暗河(圖1-6)。

圖1-6 廣西河池唐甫—拉悶地下暗河的地貌標志示意圖

E. 影響地下水潛蝕作用的因素有哪些

影響地下水動態的因素：
1、氣候是影響潛水動態最活躍的因素。雨季，降水版入滲補給使潛水權位上升，潛水礦化度降低；雨季過後，蒸發和徑流排泄使潛水位逐漸下降，在翌年雨季前出現谷值，潛水礦化度升高。這種一年中周而復始的變化，稱為季節變化。氣候的多年變化，則使潛水位發生相應的多年周期性起伏。
2、地表水體附近，地下水動態受地表水的明顯影響。河水位上升時，近岸處的潛水位上升最快，上升幅度最大；遠離河岸，潛水位變化幅度變小，反應時間滯後。
3、氣候水文因素決定了地下水動態的基本模式，而地質因素則影響其變化幅度與變化速度。例如，承壓含水層受到上覆隔水層的限制，補給區動態變化強烈而迅速，遠離補給區則變得微弱而滯後。對於潛水，包氣帶厚度越大，滯留於包氣帶中的水便越多，潛水位的變化越滯後於降水。
4、人為因素也可影響地下水的天然動態。例如，打井取水後，天然排泄量的一部或全部轉由采水井排出，如采水量超過補給量，地下水位則逐年下降。再如，利用地表水大水漫灌而不加強排水，潛水位將因灌水入滲補給而逐年上升，引起土壤次生沼澤化或鹽漬化。

F. 地質因素

地質因素是含水系統影響輸入信息變換的主要因素。地質因素中，包氣帶厚度與岩性結構和含水系統的儲存能力，對輸入信息變換影響最大。

潛水位對降水的響應敏感程度受包氣帶厚度與岩性的影響。降水通過包氣帶補給地下水時，運移方式和速度受與包氣帶岩性有關的滲透性、持水度等因素控制，並對降水脈沖起到滯後和消減作用。含水系統的儲存能力對降水脈沖同樣也起到削幅作用，在其他條件相同的條件下，降水脈沖在儲存能力大的含水系統中引起的水位上升幅度較小。

厚度較小，由亞砂土、粉土構成的包氣帶的潛水，水位對降雨較為敏感。例如，洛陽市伊河與洛河之間的河間地塊，潛水埋深1～3m，包氣帶岩性為亞砂土，大於10mm的降雨引起的潛水位上升，在降雨2～8小時後就會出現；而在包氣帶厚度大於10m、由黃土構成的地區，潛水位對降水的反應則要滯後得多，通常在降雨1～2天後潛水位才出現上升。

在承壓水的補給區，屬於潛水性質，水位動態變化與上述相同，在徑流區水位變化要滯後於補給區的動態變化。例如，洛陽市北部邙山丘陵區的承壓含水系統，含水層為下更新統-上第三系河湖相地層，承壓水動態明顯滯後於季節變化。從圖6-3中可看出，承壓水位在每年的9月開始上升，12月至翌年的3月維持在高位，4月開始下降，至6～8月達到谷值，年變幅2～3m。變化周期與降水周期相比，水位上升期較雨期滯後2～3個月，水位下降期較非雨期滯後5個月。這一動態特徵表明，承壓含水系統因有隔水層，難以接受大氣降水的直接補給，而是通過接納來自距離較遠的補給區的地下徑流，間接接受大氣降水補給，因而水位變化周期滯後於降水周期。至於承壓水位維持在高位的持續時間較長，則是補給區儲存能力較大所致。

圖6-3 洛陽市承壓含水系統動態曲線

G. 承壓水的特徵和埋藏條件

(一)承壓水的基本特徵

圖3－10 承壓水埋藏示意圖

承壓水是埋藏並充滿於兩個穩定隔水層(弱透水層)之間的含水層中的水(圖3－10)。當這種含水層中未被水充滿時，其性質與潛水相似，稱為無壓層間水。承壓含水層上部的隔水層(弱透水層)稱為隔水頂板，下部的隔水層(弱透水層)稱為隔水底板。頂底板之間的距離稱為含水層厚度(M)。鑽孔(井)未揭穿隔水頂板則見不到承壓水，當隔水頂板被鑽孔打穿後，在靜水壓力作用下，含水層中的水便上升到隔水頂板以上某一高度，最終穩定下來。此時的水位稱為穩定水位。鑽孔或井中穩定水位的高程稱為含水層在該點的承壓水位或測壓水位(H₂)。隔水頂板底面的高程稱為承壓水的初見水位(H₁)，即揭穿頂板時見到的水面。隔水頂板底面到承壓水位之間的鉛直距離稱為承壓水頭或承壓高度(h)。承壓水位高出地表高程時，承壓水被揭穿後便可噴出地表而自流。各點承壓水位連成的面便是承壓水位面。

由於承壓水有隔水頂板，因而它具有與潛水不同的一系列特徵。

1.承壓水具有承壓性

當鑽孔揭露承壓含水層時，在靜水壓力的作用下，初見水位與穩定水位不一致(圖3－10)，穩定水位高於初見水位。承壓水不具有潛水那樣的自由水面，所以它的運動方式不是在重力作用下的自由流動，而是在靜水壓力的作用下，以水交替的形式進行運動。因此某些承壓水的交替循環過程遠比潛水遲緩。

2.承壓水的補給區和分布區不一致

因為承壓水具有隔水頂板，因而大氣降水及地表水只能在補給區進行補給，故承壓水補給區常小於其分布區。補給區位於地形較高的含水層出露地表的位置，排泄區位於地形比補給區低的位置(圖3－11)。

3.承壓水的動態變化不顯著

承壓水因受隔水頂板的限制，它與大氣圈、地表水圈聯系較差，只有在承壓區兩端出露於地表的非承壓區進行補、排。因此，承壓水的動態變化受氣象(氣候)和水文因素影響較小，其動態比較穩定。同時，由於其補給區總是小於承壓區的分布，故承壓水不像潛水那樣容易得到補充和恢復。但當其分布范圍及厚度較大時，往往具有良好的多年調節性能。

4.承壓水的化學成分一般比較復雜

同潛水相似，承壓水主要來源於現代大氣降水與地表水的入滲。但是，由於承壓水的埋藏條件使其與外界的聯系受到限制，其化學成分隨循環交替條件的不同而變化較大。與外界聯系愈密切，參加水循環愈積極，其水質常為含鹽量低的淡水;反之，則水的含鹽量就高。如在大型構造盆地的同一含水層內，可以出現低礦化的淡水和高礦化的鹵水，以及某些稀有元素或高溫熱水，水質變化比較復雜。

圖3－11 基岩自流盆地中的承壓水(據王大純等，1995)

5.承壓含水層的厚度，一般不隨補排量的增減而變化

潛水獲得補給或進行排泄時，隨著水量增加或減少，潛水位抬高或降低，含水層厚度加大或變薄。承壓水接受補給時，由於隔水頂板的限制，不是通過增加含水層厚度來容納水量。補給時承壓水位上升，一方面，由於壓強增大含水層中水的密度增大;另一方面，由於空隙水壓力增大，含水層骨架有效應力降低，發生回彈，孔隙度增大(含水層厚度僅有少量的增加)。排泄時，承壓水位降低，減少的水量則表現為含水層中水的密度變小及骨架孔隙度減小。也就是說，承壓含水層水量增減(補排)時，其承壓水位亦因之而升降，但含水層的厚度則不發生顯著變化。

6.承壓水一般不易受污染

由於有隔水頂板的隔離，承壓水一般不易受污染，但一旦污染後則很難凈化。因此，利用承壓水作供水水源時，應注意水源地的衛生防護。

(二)承壓水的埋藏條件

承壓水的形成首先決定於地質構造。在適宜地質構造條件下，無論是孔隙水、裂隙水或岩溶水均能形成承壓水。最適合形成承壓水的地質構造是向斜構造(構造盆地)和單斜構造(構造斜地)。不同構造條件下，承壓水的埋藏類型也不同。向斜構造構成向斜盆地蓄水構造，稱為承壓盆地。單斜構造構成單斜蓄水構造，稱為承壓斜地。蓄水構造就是由含水層(帶)與隔水層構成的能夠蓄集地下水的地質構造。

1.承壓盆地

承壓盆地按其水文地質特徵可分為三個組成部分(圖3－11):補給區、承壓區和排泄區。圖中可以看出，在承壓區上游，位置較高處含水層出露的范圍稱為補給區。補給區沒有隔水頂板，具有潛水性質，它直接接受降水或其他水源的入滲補給，水交替條件好，常為淡水。含水層有隔水頂板的地區稱為承壓區，此處地下水具有承壓水的一切特徵。在承壓區下游，位置較低處含水層出露的范圍稱為排泄區。排泄區地下水常以上升泉的形式排泄，流量較穩定，礦化度一般較高，常有溫泉出露。

圖3－12 承壓盆地類型( 據北京地質學院水文地質教研室，1965)

承壓盆地在不同深度上有時可有幾個承壓含水層，它們各自有不同的承壓水位。當地形與蓄水構造一致時，稱為正地形 ( 圖 3 － 12a) 。此時，下部含水層的承壓水位高於上部含水層的承壓水位; 反之，當地形與蓄水構造不一致時，稱為負地形 ( 圖 3 － 12b) ，此時，下部含水層的承壓水位低於上部含水層的承壓水位。水位高低不同，可造成含水層之間通過弱透水層或斷層等通路而發生水力聯系，形成含水間的補給關系，高水位含水層的水補給低水位含水層。

承壓盆地按向斜構造的封閉程度，可分為封閉型承壓盆地和開放型承壓盆地。

封閉型承壓盆地，為向斜構造比較完整的承壓盆地。這種蓄水構造未被斷裂破壞，因此，承壓水在承壓區封閉良好，泄水作用不強，有時甚至形成無排泄的封閉構造，盆地四周均為補給區。這種承壓盆地，地下水補給徑流條件差，水交替弱，礦化度高。封閉型承壓盆地多分布於新生代沉積盆地。

開放型承壓盆地，常被斷裂或水文網切割，因此，承壓水常沿斷裂和河谷排泄，排泄區多位於向斜中部。

2. 承壓斜地

承壓斜地的形成可以有三種不同情況: ①單斜含水層被斷層所截形成的承壓斜地;②含水層岩性發生相變或尖滅形成承壓斜地; ③單斜含水岩層被侵入岩體阻截形成的承壓斜地。

( 1) 單斜含水層被斷層所截形成的承壓斜地

單斜含水層的上部出露地表，成為承壓含水層的補給區，含水層下部為斷層所切。若斷層導水，則含水層之間可以通過斷層發生水力聯系，在斷層出露位置較低處，承壓水可通過斷層以泉的形式排泄於地表 ( 圖 3 －13a) ，成為排泄區。此時，補給區與排泄區位於承壓區兩側，與承壓盆地相似。

倘若斷層不導水，水沿含水層向下流動，遇斷層而受阻後形成迴流，在含水層露頭區地形較低處以泉的形式排出地表，形成排泄區。此時，地下水的補給區與排泄區在同一側，承壓區在另一側 ( 圖 3 －13b) 。顯然露頭區附近地下水循環交替條件較好，深處則差。如果承壓斜地延伸較深時，下端含水層中的地下水往往處於停滯狀態，使礦化度較高。

圖3－13 斷塊構造形成的承壓斜地( 據北京地質學院水文地質教研室，1965)

圖3－14 含水層尖滅的承壓斜地( 據北京地質學院水文地質教研室，1965)

( 2) 含水層岩性發生相變或尖滅形成的承壓斜地

含水層上部出露地表，其下在某一深度岩相發生變化，由透水層變為不透水層而使含水層尖滅 ( 圖 3 － 14) 。這類承壓斜地的情況與上述不導水斷層所形成的承壓斜地情況相似。

( 3) 單斜含水層被侵入岩體阻截形成的承壓斜地

各種侵入岩體，當它們侵入到透水性很強的單斜含水岩層中，並處於地下水的下游時，由於它們起到阻水的作用，可形成承壓斜地。如濟南承壓斜地，為寒武系、奧陶系灰岩組成的一向北傾斜的單斜構造 ( 圖 3 －15) 。南部千佛山一帶灰岩廣泛出露，形成承壓水的補給區，地下水沿順層發育的溶穴向北流動，至濟南城一帶，深部受到閃長岩體的阻截和覆蓋，表層又被第四系透水性弱的黏性土覆蓋，形成承壓水的承壓區和排泄區，濟南市區共有 108 個泉排泄，故有泉城之稱。

圖3－15 濟南火成岩體阻截承壓斜地

其他，如基岩斷裂破碎帶的裂隙隨深度的增大而閉合，或裂隙被充填等情況，均可形成承壓斜地。

承壓盆地和承壓斜地在我國分布比較廣泛。根據地質年代和岩性的不同，可分為兩類:一類是第四系鬆散沉積物構成的承壓盆地和承壓斜地，它們廣泛存在於山間盆地和山前平原中;另一類是由堅硬基岩構成的承壓盆地和承壓斜地。如北方的淄博盆地、井陘盆地、沁水盆地、開平盆地等就是寒武－奧陶系石灰岩上覆石炭－二疊系砂頁岩及第四系堆積物而構成的承壓盆地。廣東的雷州半島以及新疆等地的許多山間盆地也都屬於這類向斜盆地。較為典型的大型承壓盆地是四川盆地，盆地中部分布侏羅－白堊系砂頁岩，向四周依次出露三疊系及古生界岩層。主要含水層為侏羅系砂岩裂隙水、三疊系嘉陵江灰岩及二疊系長興灰岩和茅口灰岩的岩溶水，有的地段可出現自流水。

H. 工程地質條件包括哪些因素

(1) 地層的岩性：是最基本的工程地質因素,包括它們的成因、時代、岩性 相關書籍
、產狀版、權成岩作用特點、變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等.(2) 地質構造：也是工程地質工作研究的基本對象,包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造,特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂,對地震等災害具有控製作用,因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義.(3) 水文地質條件：是重要的工程地質因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等.(4) 地表地質作用：是現代地表地質作用的反映,與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等,對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大.(5) 地形地貌：地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等;地貌則說明地形形成的原因、過程和時代.平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵,這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇.