浅谈水资源中地下水的分类及特征

来源:网络(转载) 作者:江巍峰 司瑞敏 发表于:2012-05-11 13:09  点击:
【关健词】地下水;分类;特征
在全球淡水资源的组成中,地下水占有重要地位。由于地下水水质良好,分布广泛,便于就地开采利用,水量较稳定,故在全世界的总供水量中,地下水占有较大比例;而在干旱、半干旱地区,地下水则是主要的,甚至是唯一的可用水源。

 地下水赋存于各种自然条件下,其形成条件不同,在埋藏、分布、运动、物理性质及化学成分等诸方面也各异。为了便于研究和利用地下水,人们通过分析,将某些基本特征相同的地下水加以归纳合并,划分成简明的类型,这就是地下水的分类。
   地下水的埋藏条件,是指含水层在地质剖面中所处的部位及受隔水层(或弱透水层)限制的情况。据此可将地下水分为包气带水(包括土壤水和上层滞水)、潜水和承压水。
  1 包气带地下水
  地表以下与地下水面以上,岩石空隙没有充满水,包含有空气,该带称为包气带。包气带中的水包括土壤水和上层滞水。
  1.1 土壤水
   土壤水是位于地表附近土壤层中的水,主要为结合水和毛细水,它主要靠降水入渗、水汽的凝结及潜水补给;大气降水向下渗透,必须通过土壤层,这时渗透水的一部分就保持在土壤层里,成为所谓田间持水量(即土壤层中最大悬挂毛细水含量),多余部分呈重力水下渗补给潜水。土壤水主要消耗于蒸发和植物蒸腾;土壤水的动态变化受气候的控制,故季节变化明显。当潜水位浅时,土壤中的毛细水可以是支持毛细水,在气候干燥、地下水大量蒸发时,盐分不断积累在土壤表面,可使土壤盐渍化;气候潮湿多雨,土壤透水性不良,潜水位接近地表的地区可以形成沼泽。当地下水位较深时,这部分毛细水多为悬挂毛细水。土壤水对供水无意义,但对植物生长有重要作用。
  1.2 上层滞水
  上层滞水是存在于包气带中,局部隔水层之上的重力水。上层滞水的形成主要决定于包气带岩性的组合,以及地形和地质构造特征。一般地形平坦、低凹或地质构造(平缓地层及向斜)有利汇集地下水的地区,地表岩石透水性好,包气带中又存在一定范围的隔水层,有补给水入渗时,就易形成上层滞水。松散沉积层、裂隙岩层及可溶性岩层中都可埋藏有上层滞水,但由于其水量不大,且季节变化强烈,一般在雨季水量大些,可做小型供水水源,而到旱季水量减少,甚至干枯。上层滞水的补给区和分布区一致,从当地接受降水或地表水入渗补给,以蒸发或向隔水底板边缘进行侧向散流排泄。上层滞水一般矿化度较低,由于直接与地表相通,水质易受污染。
  2 潜水
  2.1 潜水的埋藏条件和特征
   潜水是埋藏于地表以下,第一个稳定(区域)隔水层以上,具有自由水面的含水层中的重力水。潜水一般埋藏于第四系松散沉积物的孔隙中,以及裸露基岩的裂隙、溶穴中。潜水的自由表面称为潜水面。从潜水面至地面的铅直距离称为潜水的埋藏深度(T)。潜水面上任一点的标高称该点的潜水位(H)。潜水面至隔水底板的铅直距离称潜水含水层的厚度(h),它是随潜水面的变化而变化的。
   潜水的埋藏条件决定了潜水的以下特征:
  潜水具有自由水面。因顶部没有连续的隔水层,潜水面不承受静水压力,是一个仅承受大气压力作用的自由表面,故为无压水。潜水在重力作用下,由高水位向低水位流动。在潜水面以下局部地区存在隔水层时,可造成潜水的局部承压现象。
  潜水因无隔水顶板,大气降水、地表水等可以通过包气带直接渗入补给潜水,故潜水的分布区和补给区经常是一致的。
  潜水的水位、水量、水质等动态变化与气象水文、地形等因素密切相关,因此,其动态变化有明显的季节性、地区性。如降雨季节含水层获得补给,水位上升,含水层变厚,埋深变浅,水量增大,水质变淡;干旱季节排泄量大于补给量,水位下降,含水层变薄,埋深加大。湿润气候、地形切割强烈时,易形成矿化度低的淡水;干旱气候、低平地形时,常形成咸水。
  潜水易受人为因素的污染。因顶部没有连续隔水层且埋藏一般较浅,污染物易随入渗水流进入含水层,影响水质。
  潜水埋藏浅,补给来源充沛,水量较丰富,易于开发利用,是重要的供水水源。
  2.2 潜水面的形状及其影响因素
   潜水面的形状是潜水的重要特征之一,它一方面反映外界因素对潜水的影响;另一方面也反映潜水的特点,如流向、水力坡度等。
   一般情况下,潜水面是呈向排泄区倾斜的曲面。潜水面的形状和水力坡度受地形地貌,含水层的透水性、厚度变化及隔水底板起伏,气象水文因素和人为因素等的影响。
   自然状态下,潜水面的起伏和地表的起伏大体一致,但较地形平缓。一般潜水的水力坡度很小,平原区常为千分之几或更小,山区可达百分之几或更大;这是因为不同地区的水文网发育程度和切割程度不同,潜水的排泄条件也不同,排泄条件好的,潜水面坡度就大;反之则小。古凹地中埋藏的潜水,潜水面可以是水平的,当潜水不能溢出古凹地时则成为潜水湖,能溢出时变为潜水流。
  隔水底板凹陷处含水层变厚,潜水面变缓;隔水底板隆起处,潜水流受阻,含水层变薄,潜水面突起,甚至接近地表或溢出地表形成泉。在河流的上游地段,水文网下切至含水层时,潜水补给河水,潜水面向河流或冲沟倾斜;在河流的下游地段,河水位高于潜水,河水补给潜水,潜水面便倾向于含水层。在河间地带,潜水面的形状取决于两河水位的关系,可以形成分水岭;也可以向一方倾斜,由高水位河流向低水位河流渗透。
  3 承压水的特征和埋藏条件
  3.1 承压水的基本特征
   充满于两个稳定隔水层(弱透水层)之间的含水层中的水,称为承压水。当这种含水层中未被水充满时,其性质与潜水相似,称为无压层间水。承压含水层上部的隔水层(弱透水层)称为隔水顶板,下部的隔水层(弱透水层)称为隔水底板。顶底板之间的距离称为含水层厚度(M)。钻孔(井)未揭穿隔水顶板则见不到承压水,当隔水顶板被钻孔打穿后,在静水压力作用下,含水层中的水便上升到隔水顶板以上某一高度,最终稳定下来,此时的水位称稳定水位。钻孔或井中稳定水位的高程称为含水层在该点的承压水位或测压水位(H2)。隔水顶板底面的高程称为承压水的初见水位(H1),即揭穿顶板时见到的水面。隔水顶板底面到承压水位之间的铅直距离称为承压水头或承压高度(h)。承压水位高出地表高程时,承压水被揭穿后便可喷出地表而自流。各点承压水位连成的面便是承压水位面。
  3.2 承压水的埋藏条件
   承压水的形成首先决定于地质构造。在适宜地质构造条件下,无论是孔隙水、裂隙水或岩溶水均能形成承压水。不同构造条件下,承压水的埋藏类型也不同。承压水主要埋藏于大的向斜构造、单斜构造中。向斜构造构成向斜盆地蓄水构造,称为承压盆地;单斜构造构成单斜蓄水构造,称为承压斜地。 (责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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