第九章裂隙水第一節裂隙水的特點第二節

構造裂隙水第三節

斷層帶的水文地質意義第四節

裂隙介質的研究方法裂隙水：賦存于堅硬、半堅硬巖石裂隙中的重力水。特點：（1）埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性——有的地方打井有水，有的地方無水（2）基巖裂隙含水層的形態多種多樣——裂隙水含水系統的迭置與獨立（3）明顯受地質構造因素控制——地質構造發育地帶是富水地段（4）水動力條件比較復雜——KX≠KY裂隙水特點第一節裂隙水的特點按含水裂隙的產狀脈狀裂隙水層狀裂隙水當巖層中張開裂隙比較密集均勻且相互連通時，其中水的分布較為均勻，性質上與孔隙水接近。（1）埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性（2）基巖裂隙含水層的形態多種多樣——裂隙水含水系統的迭置與獨立（3）明顯受地質構造因素控制——地質構造發育地帶是富水地段（4）水動力條件比較復雜——KX≠KY裂隙水的特點、裂隙水含水系統巖石裂隙類型按開裂程度分類開裂隙閉裂隙隱裂隙按成因分類成巖裂隙構造裂隙風化裂隙應力釋放裂隙人工裂隙成巖裂隙發育的，風化裂隙層明顯的裂口張開，含水空間大，水量多侵入巖沉積巖巖漿巖Q節理（橫節理）S節理（縱節理）參見風化裂隙L節理（層節理）噴發巖的裂隙常呈層狀分布，當其出露地表接受大氣降水補給時，多形成潛水。巖脈及侵入巖體接觸帶，成巖裂隙特別發育，常構成成巖裂隙承壓水。如安微馬鞍山鐵礦坑道掘進遇到鐵礦脈與閃長巖接觸帶，坑道涌水量由200噸／晝夜增加到1400噸／晝夜，穿過此帶，涌水量又恢復到原有大小。成巖裂隙水風化裂隙深度有限局部形成層狀裂隙含水層動態變化大風化裂隙水示意圖——層狀裂隙水（局部性）風化裂隙水河北宣化，風化裂隙深度20～50m，其中泉水出露較為普遍，涌水量一般為0.1~3升/秒，常年涌水。福建漳州花崗巖中有一鉆孔，0－25米強風化帶裂隙被充填，此段涌水量僅為0.125升/秒，25—45米為半風化帶，涌水量增至0.45升/秒，45m以下為弱風化帶，涌水量又降到0.16升/秒。補給來源主要是大氣降水，受氣候、植被、地形的影響。礦化度較低，屬HCO3-型水。影響因素：

巖性

氣候

地形

以化學風化為主時，分為三帶：

（1）全風化帶

（2）半風化帶

（3）微風化帶風化裂隙水透水性及含水性比較強由于地殼中的巖石部分解除應力，失去平衡所產生的破壞裂隙。

（1）卸荷裂隙（減壓裂隙）

（2）塌陷裂隙

（3）滑坡裂隙

應力釋放裂隙裂隙組合形式網狀組合脈狀組合網脈狀組合第二節構造裂隙水構造裂隙：在地殼運動過程中巖石在構造應力作用下產生的，是裂隙水研究的主要對象。張性裂隙扭性裂隙壓性裂隙受力張應力剪應力壓應力和剪應力節理張節理扭節理劈理板理片理特點開裂隙閉裂隙隱裂隙斷層張性斷層扭性斷層壓性斷層特點正斷層平移斷層逆、逆掩斷層含水空間大含水空間小導水能力強導水能力弱巖石（層）力學性質——決定了受力后的破壞形式。性質—塑性巖石：以頁巖、泥巖、凝灰巖、千枚巖等為代表，受力后發生塑性形變

脆性巖石：以塊狀致密石灰巖、非泥質膠結的砂巖為代表,巖石主要呈現彈性形變，破壞時以拉斷為主

結構（厚層，互層等）構造應力——應力集中，裂隙發育，巖層透水性好的部位

大小，應力頻率，性質(壓剪性\張拉性)

構造部位層狀破壞層狀受力一、裂隙發育規律的控制因素巖性變化與裂隙率及涌水量的關系層狀夾層脆性巖層裂隙發育特征圖中-巖層：脆性巖層（厚層狀與薄層狀）；塑性巖層；張開裂隙；井及地下水位；無水干井；脈狀裂隙水

層狀裂隙水

脈狀裂隙水

層狀裂隙水

巖性變化與裂隙率及涌水量的關系1-橫裂隙;2-斜裂隙;3-縱裂隙;4-層面裂隙;5-順層裂隙層狀巖層構造裂隙示意圖裂隙含水系統：是指一定范圍內相互連通的不同級次的裂隙所構成的空隙網絡二、裂隙含水系統裂隙網絡(a)單個裂隙(b)裂隙網絡裂隙級次：微小裂隙（原生和次生的）幾十~十幾條/m隙寬小中裂隙（順層的）幾條/m隙寬達幾mm大裂隙（巨裂隙）空間一定延伸，隙寬度大，如斷層，可達1條/幾米二、裂隙含水系統——裂隙級次發育不同級次的裂隙巖體三、不同級次裂隙的作用作用

§微裂隙→儲水，裂隙率較大

§中裂隙→連通作用，儲水導水作用

§大裂隙→傳輸地下水中起控制作用應用：

§礦坑\基坑排水、洞室開挖\文物保護、供水在官廳水庫一帶的震旦紀霧迷山灰巖中進行群孔抽水試驗時，發現不同方向上滲透系數相差很大，有的方向上小于3米／晝夜，有的方向上卻大于69米／晝夜。因此僅僅用裂隙率或平均滲透系數描述裂隙巖層的透水也往往不足以說明問題。四、裂隙滲流場與孔隙滲流場的比較裂隙滲流場：——等效多孔介質

裂隙水運動平面圖裂隙水運動剖面圖

裂隙水流動系統與孔隙水流動系統裂隙滲流場等效多孔介質

(a)-(c)平面等效

(b)-(d)剖面等效裂隙水流系統與孔隙水流系統的比較裂隙水流系統孔隙水流系統裂隙介質小結(1)空隙網絡是復合的樹狀結構(脈、枝、干構成)(2)打在脈上只能抽取或排出有限的水(3)打在干上才能抽取或排出大量的水第三節斷層帶的水文地質意義一、斷裂帶的導水性——影響因素斷層兩盤巖性：（張性斷層）脆/脆——導水

發育于脆性巖層中的張性斷裂，斷裂帶為疏松多孔的構造角礫巖，兩側為張開度及裂隙率都增大的裂隙增強帶，具良好的導水能力。

脆/塑——部分導水塑/塑——不導水

發育于塑性巖層中的張性斷裂，構造巖夾有大量泥質，兩側的裂隙增強不明顯，往往導水不良甚至隔水。

斷層的力學性質：張性斷裂帶導水（與斷層兩盤巖性有關）

壓性斷裂帶不導水二、斷裂帶的水文地質意義貯水空間作用由斷層及其裂隙增強帶構成的局部的帶狀貯水空間鉆孔或坑道揭露此類斷層時，初期涌水量及水壓可能較大，但迅即衰減，以至干涸。

集水廓道作用發育在透水圍巖中的斷層，不僅是貯水空間，還兼具集水廊道的功能。鉆孔或坑道揭露斷層帶時，水位下降波及整個斷層帶，形成延展相當長的水位低槽，斷層帶就像集水廊道，匯集廣大范圍巖體裂隙中的水，往往涌水量大而穩定。

導水通道作用隔水屏障作用---阻水作用（隔水邊界）二、斷裂帶的水文地質意義導水通道作用導水斷層溝通若干個含水層或（及）地表水體時，斷層帶兼具貯水空間、集水廊道與導水通道的功能。鉆孔或坑道揭露時，斷層帶將各個水源的水量，源源不斷地導入，形成涌水量極大且長期保持穩定的特點。

隔水屏障作用---阻水作用（隔水邊界）在厚層狀隔水層且斷層斷距較大的，原來連通的含水層被切割成為相對獨立的塊段。這種含水塊段與外界的水力聯系減弱，甚至斷絕，而有利于排水疏干而不利于供水。

二、斷裂帶的水文地質意義山東淄博盆地，1935年3月，開采石炭紀煤層的巷道遇到一個大斷層，奧陶紀灰巖中豐富的巖溶水沿著斷層噴涌，迅速淹沒全礦，在20公里以外的大泉因補給水源轉入礦坑而一時斷流。此時，斷層兼具貯水空間，集水廊道與導水通道的作用，而以導水通道的作用為主褶曲伴生裂隙的導水作用

(1)平行主應力的橫張裂隙導水性強；

(2)褶曲軸部，特別是向斜軸部的縱張裂隙常常是底板突水的通道，張裂隙常常是底板突水的通道。

(3)褶曲形成過程中產生的層間裂隙有利于灰巖中巖溶的發育和地下水的匯集與運移。

不適宜的煤層開采，會使采動導水裂隙帶發育到地表，砂層中的水全部漏入地下采空區，地下水位急劇下降，地面沙漠化加劇（大柳塔礦某工作面）

第四節裂隙介質的研究方法1、裂隙的測量①現場水力試驗法②裂隙測量法……等等2、巖體空隙類型與裂隙級次分析①原生空洞與裂隙——微小-中小②次生裂隙與斷裂——小-特大（構造裂隙\風化裂隙）

由微小~中大~特大多級裂隙系統3、裂隙巖體滲透系數的計算與變化規律分析

4、裂隙系統的三維構建5、裂隙水流分析與模擬本章小結（1）裂隙水的特征與不同類型的裂隙成因有關。（2）風化裂隙與成巖裂隙的主要特征是它們分布的局限性。風化裂隙近地表一定深度，規模有限；有水文地質意義的成巖裂隙，一般限于火成巖的侵入或噴發巖類，也包括巖脈