水文地質

地下水的分類及各類地下水的基本特征

  地下水的分類是一個相當復雜的問題,它可以根據地下水在巖石空隙中的存在形式、地下水的物理性質和化學成分,地下水的水力性質、巖石空隙性質、地下水埋藏條件,以及地下水在現代水循環中的水交替速度等標志進行分類。通常傳統的分類是根據地下水的埋藏條件,把地下水分為上層滯水、潛水和承壓水。還有按巖石空隙性質,把地下水分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。下面介紹幾種對水文地質勘察工作有指導意義的地下水分類及其基本特征。
 
  ⑴.按地下水理藏條件的分類
 
  ①.上層滯水:上層滯水是存在于松散堆積物的飽氣帶中的局部隔水層之上的重力水,是當地季節性的降雨或地表水滲入到局部隔水層受阻而賦存起來的距地表最近的地下水。它的分布范圍很小,常常是雨季補給時存在,旱季蒸發時消失,是一種不穩定的季節性地下水。
 
  ②.潛水:潛水是埋藏在地表以下第一個穩定隔水層(弱透水層)以上,具有自由水面的重力水。從自由水面到隔水層的垂直距離為潛水含水層的厚度。這個厚度是一個變數,補給期出現高水位時厚度變大,排泄期出現低水位時則厚度變小。潛水從高水位流向低水位。潛水的靜水壓力表現不明顯,所以又稱無壓水。潛水水位往往和地形起伏相一致。它主要受大氣降水和地表水補給,當其下面有高水頭的承壓水存在時,有時也通過所謂滲透性較好的“天窗”而獲得承壓水的補給,或其底板為弱透水層時,也可出現所謂承壓水向上的越層(流)補給。潛水的徑流速度除了巖溶暗河或粗顆粒組成的河谷潛流外,一般是很小的。潛水的排泄方式有泉水流出,以地下徑流補給河湖等地表水或當其埋藏較淺時通過包氣帶而蒸發。潛水主要埋藏在第四紀松散堆積物中,其次是基巖裂隙風化帶中。潛水在現代水循環中處于一種積極交替的過程,所以是一種再生能力較強的地下水資源
 
  ③.承壓水:承壓水是充滿兩個隔水層或兩個相對弱透水層之間含水層中的地下水。當這種含水層中的地下水未被充滿時,稱為層間水,具有潛水的水力性質。承壓水承受靜水壓力,所以被鉆孔或井揭露后地下水涌出并高出隔水層底板,承壓水涌出地表的稱自流水。承壓水的形成條件與地質構造及含水層與隔水層的空間分布有關。例如,向斜構造、單斜構造常常形成承壓水;在由第四紀松散沉積物組成的多層結構條件下,也有利于承壓水的形成。有的承壓水可分為補給區、承壓區和排泄區。補給區往往小于分布區。補給區分布在上游,常常是深埋的潛水;排泄區分布在下游,常是地表上升泉的分布地帶。有的承壓水并沒有明顯的補給區和排泄區。例如,在過去地質年代里形成的封存水,它具有很高的承壓水頭,但劃分不出補給區與排泄區。
 
  ⑵按巖石空隙性質的分類
 
  ①孔隙水:孔隙水是理藏運動在第四紀松散沉積物,弱膠結的沉積巖和巖漿巖、變質巖風化帶孔隙中的地下水。孔隙水分布均勻而且連續,呈層狀,有連續穩定分布的水位。根據埋藏深度的不同,孔隙水可以分別形成上層滯水、潛水和承壓水。孔隙水的形成與分布同第四紀沉積物的成因類型有著密切關系,其富水性取決于含水層的顆粒大小,分選程度及含水層的厚度。
 
  ②裂隙水:裂隙水主耍分布在堅硬、半堅硬巖石的各種裂隙之中,根據含水層產狀,可分為裂隙層間水和裂隙脈狀水。根據裂隙的成因又可分為風化裂隙水、成巖裂隙水和構造裂隙水三種。在第四紀松散沉積物中有時也出現一種裂隙水,如黃土中的裂隙水和沖積平原下游的粘土裂隙水。
 
  ③巖溶水:埋藏運動在可溶鹽巖石的裂隙、溶洞中的地下水稱巖溶水。巖溶水不但具有獨特的性質,同時又是一種地質營力。因為巖溶水在儲存、運動中不斷地對可溶鹽巖石進行溶蝕作用,所以也就不斷地在改變它自身的儲存條件和運動條件。巖溶水的最大特點是其空間分布的不均一性,這種特殊分布取決于當地巖溶的發育規律。巖溶水在現代水循環過程中有著比較快的水交替速度,尤其是巖溶暗河,其水交替速度接近于地表徑流。
 
  影響地下水形成的氣象、水文因素
 
  除了埋藏很深的古代封存水外,一般的地下水都參與現代水循環。因此,地下水的補給量、儲存量與排泄量,以及地下水質的好壞,在很大程度上與當地的氣象、水文因素密切相關。對地下水發生顯著影響的氣象、水文因素主要是降水,蒸發與水文網的分布。