水文地质

地下水的分类及各类地下水的基本特征

  地下水的分类是一个相当复杂的问题,它可以根据地下水在岩石空隙中的存在形式、地下水的物理性质和化学成分,地下水的水力性质、岩石空隙性质、地下水埋藏条件,以及地下水在现代水循环中的水交替速度等标志进行分类。通常传统的分类是根据地下水的埋藏条件,把地下水分为上层滞水、潜水和承压水。还有按岩石空隙性质,把地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。下面介绍几种对水文地质勘察工作有指导意义的地下水分类及其基本特征。
 
  ⑴.按地下水理藏条件的分类
 
  ①.上层滞水:上层滞水是存在于松散堆积物的饱气带中的局部隔水层之上的重力水,是当地季节性的降雨或地表水渗入到局部隔水层受阻而赋存起来的距地表最近的地下水。它的分布范围很小,常常是雨季补给时存在,旱季蒸发时消失,是一种不稳定的季节性地下水。
 
  ②.潜水:潜水是埋藏在地表以下第一个稳定隔水层(弱透水层)以上,具有自由水面的重力水。从自由水面到隔水层的垂直距离为潜水含水层的厚度。这个厚度是一个变数,补给期出现高水位时厚度变大,排泄期出现低水位时则厚度变小。潜水从高水位流向低水位。潜水的静水压力表现不明显,所以又称无压水。潜水水位往往和地形起伏相一致。它主要受大气降水和地表水补给,当其下面有高水头的承压水存在时,有时也通过所谓渗透性较好的“天窗”而获得承压水的补给,或其底板为弱透水层时,也可出现所谓承压水向上的越层(流)补给。潜水的径流速度除了岩溶暗河或粗颗粒组成的河谷潜流外,一般是很小的。潜水的排泄方式有泉水流出,以地下径流补给河湖等地表水或当其埋藏较浅时通过包气带而蒸发。潜水主要埋藏在第四纪松散堆积物中,其次是基岩裂隙风化带中。潜水在现代水循环中处于一种积极交替的过程,所以是一种再生能力较强的地下水资源
 
  ③.承压水:承压水是充满两个隔水层或两个相对弱透水层之间含水层中的地下水。当这种含水层中的地下水未被充满时,称为层间水,具有潜水的水力性质。承压水承受静水压力,所以被钻孔或井揭露后地下水涌出并高出隔水层底板,承压水涌出地表的称自流水。承压水的形成条件与地质构造及含水层与隔水层的空间分布有关。例如,向斜构造、单斜构造常常形成承压水;在由第四纪松散沉积物组成的多层结构条件下,也有利于承压水的形成。有的承压水可分为补给区、承压区和排泄区。补给区往往小于分布区。补给区分布在上游,常常是深埋的潜水;排泄区分布在下游,常是地表上升泉的分布地带。有的承压水并没有明显的补给区和排泄区。例如,在过去地质年代里形成的封存水,它具有很高的承压水头,但划分不出补给区与排泄区。
 
  ⑵按岩石空隙性质的分类
 
  ①孔隙水:孔隙水是理藏运动在第四纪松散沉积物,弱胶结的沉积岩和岩浆岩、变质岩风化带孔隙中的地下水。孔隙水分布均匀而且连续,呈层状,有连续稳定分布的水位。根据埋藏深度的不同,孔隙水可以分别形成上层滞水、潜水和承压水。孔隙水的形成与分布同第四纪沉积物的成因类型有着密切关系,其富水性取决于含水层的颗粒大小,分选程度及含水层的厚度。
 
  ②裂隙水:裂隙水主耍分布在坚硬、半坚硬岩石的各种裂隙之中,根据含水层产状,可分为裂隙层间水和裂隙脉状水。根据裂隙的成因又可分为风化裂隙水、成岩裂隙水和构造裂隙水三种。在第四纪松散沉积物中有时也出现一种裂隙水,如黄土中的裂隙水和冲积平原下游的粘土裂隙水。
 
  ③岩溶水:埋藏运动在可溶盐岩石的裂隙、溶洞中的地下水称岩溶水。岩溶水不但具有独特的性质,同时又是一种地质营力。因为岩溶水在储存、运动中不断地对可溶盐岩石进行溶蚀作用,所以也就不断地在改变它自身的储存条件和运动条件。岩溶水的最大特点是其空间分布的不均一性,这种特殊分布取决于当地岩溶的发育规律。岩溶水在现代水循环过程中有着比较快的水交替速度,尤其是岩溶暗河,其水交替速度接近于地表径流。
 
  影响地下水形成的气象、水文因素
 
  除了埋藏很深的古代封存水外,一般的地下水都参与现代水循环。因此,地下水的补给量、储存量与排泄量,以及地下水质的好坏,在很大程度上与当地的气象、水文因素密切相关。对地下水发生显著影响的气象、水文因素主要是降水,蒸发与水文网的分布。