孔隙地下水类型
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- 2025-05-05 07:47:20
重力水是可直接利用的地下水类型之一,它在松散含水层中根据埋藏条件可分为上层滞水、潜水和承压水。(一)上层滞水
上层滞水指的是赋存于包气带中局部隔水层或弱透水层上面的重力水。其分布范围通常较小。在较厚的砂层或砂砾石层中,如果夹有黏土或亚黏土透镜体,降水或其他方式补给的地下水在渗透过程中因受相对隔水层的阻挡而滞留和聚集于局部隔水层之上,形成上层滞水。如 图2-1 所示[1]。上层滞水主要依靠大气降水和地表水的直接渗入补给,因此其水量受季节影响显著。在一些范围较小的上层滞水区,旱季可能干枯无水。然而,当隔水层分布较广时,它可以作为小型生活用水的水源。这种水的矿化度一般较低,但由于接近地表,水质容易受到污染。因此,作为饮用水源时必须引起注意。
(二)潜水
潜水是指埋藏于地下第一个稳定隔水层之上,具有自由表面的重力水。它的上部没有连续完整的隔水顶板,可以通过上部透水层与地表相通,其自由表面称为潜水面,如图2-1所示。潜水面至地表的距离称为潜水位埋藏深度,也称潜水位埋深。潜水面至隔水底板的距离称为潜水含水层的厚度h。潜水面上任一点距基准面的绝对标高称为潜水位H,也称潜水位标高。
潜水具有以下特征:
1)由于潜水面之上一般没有稳定的隔水层存在,因此具有自由表面,属于无压水。有时潜水面上有局部的隔水层,且潜水充满两隔水层之间,在此范围内的潜水将承受静水压力,呈现局部承压现象。
2)潜水在重力作用下,由潜水位较高处向潜水位较低处流动,其流动速度取决于含水层的渗透性能和水力坡度。潜水向排泄处流动时,其水位逐渐下降,形成曲面形表面。
3)潜水通过包气带与地表相连通,大气降水、凝结水、地表水通过包气带的空隙通道直接渗入补给潜水,因此在一般情况下,潜水的分布与补给区是一致的。潜水以泉、泄流、蒸发等形式排泄。
4)潜水的水位、流量和化学成分都随着地区和时间的不同而变化。潜水的动态受季节影响大,潜水资源易补充恢复。
5)潜水的水质取决于地形、岩性和气候,易受污染。
潜水面形状受地形地貌、降水补给情况、水文网特征、地质构造、含水层岩性、隔水底板的形状及人为因素等影响。潜水面形状与地形有较好的一致性。山区地形切割剧烈,潜水面坡度大;平原地区地形平缓,潜水面的坡度小。大气降水入渗及水文网特征主要表现在河间地块。在两侧河流的水位基本相同时,潜水剖面线为一上拱半椭圆曲线,潜水分水岭在中央;当两侧的河水位不同时,分水岭偏向水位高的一侧,有时甚至消失。总之,潜水面倾斜的方向朝向排泄区,潜水面最大倾斜方向表示地下水的流向,其形状变化是各种自然及人为因素综合影响的结果。
(三)承压水
承压水是指充满于两隔水层之间的含水层中的水。承压含水层上部的隔水层称为隔水顶板,下部的称为隔水底板。顶板、底板之间的距离(M)为含水层厚度。地下水在静水压力作用下,上升到含水层顶板以上某高度,该高度为承压水头;当承压水头高出地表时,钻孔能够自喷出水,如图2-2所示[2,3]。
承压水的蓄水构造大体可分为两大类,即向斜盆地型蓄水构造及单斜型蓄水构造。当水不能充满于两个隔水层之间时,水就不承受静水压力,对上部隔水层也没有上托力,这种水称为无压层间水。当钻孔穿透上隔水层时,上层潜水就会漏下去。勘探中常常遇到井孔中的水位突然下降或水量突然消失,就是这个原因造成的。
由于承压水具有隔水顶板,它具有与潜水不同的一系列特点:
1)当钻孔揭露承压含水层时,在静水压力的作用下,初见水位(即顶板高程处)与稳定水位不一致。
2)在一般情况下,承压水的分布区与补给区不一致(图2-2)。因为承压水具有隔水顶板,大气降水及地表水不能处处补给它,承压水的补给区往往位于地势较高的含水层出露处。
3)由于承压水是由补给区流入广大的承压区,再向低处排泄,故承压水的出水量、水质、水温等受当地气候的影响较小,随季节变化也不明显。
4)承压水水质取决于埋藏条件及其与外界联系的程度,受地表污染少,受污染时难治理。
5)承压水供水量的大小,取决于含水层的分布范围、厚度、岩性和补给来源的大小。含水层分布范围越广,厚度越大,有充足的补给源,则可提供丰富的水量。但是承压水,尤其是深层承压水,补给距离长,补给周转慢,一旦超采,形成较大的超采漏斗,就很难恢复。
6)与潜水面不同,潜水面是一个实际存在的面,而承压水面实际并不存在,故有人称之为势面。水压面的深度不能反映承压水的埋藏深度。承压水面通常用等水压线图表示,它是根据相近时间测定的各井孔的测压水位标高资料绘制的,等水压线形状与地形等高线形状无关。利用等水压线图可确定承压水的流向和水力坡度;如果与等水压线图上绘有的地形等高线和承压水隔水顶板等高线配合,可确定承压水的承压水头和承压水位埋藏深度。根据这些数据可选择适宜的地下水开采地段。
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