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1、含水层与隔水层含水层与隔水层的概念含水层是指饱水并能能够透过与给出相当数量水的岩层。含水层不断储存有水,而且水 可以在其中运移。隔水层是指那些不能透过与给出水的岩层,或者透过与给出水的数量微不 足道的岩层,一般它起着阻隔重力水通过的作用。1 .含水层的构成含水层的构成是由多种因素所决定的,概括起来应具备以下条件:(1)具有储存重力水的空间构成含水层,首先要具有良好的储水空间,也就是说应当具有孔隙、裂隙或溶穴等空间。 岩层的空隙越大、数量越多、连通性越好,那么透水性能就好,重力水越易入渗,容易流动, 这种条件有利于形成含水层。如透水性强的砂砾石层通常会形成良好的含水层;裂隙发育的 坚硬砂岩也可以
2、构成含水层。(2)具备储存地下水的地质构造岩层具备了储水空间,即良好的透水性,但能否保存地下水,即把地下水储存起来,还必须具备一定的地质构造条件。(“)透水层“)含水层图1-19地质构造影戏那个岩层储水条件示意图1溶穴发育的石灰岩;2一页岩;3侵入岩体;4泉有利于地下水储存的地质构造条件,归纳起来为:在透水性良好的岩层下有隔水(不透 水或弱透水)的岩层存在,以免重力水向下全部漏失;或在水平方向上有隔水层阻挡,以免 全部漏空。只有这样,使运动于空隙中的重力水,较长久地储存起来,充满了空隙岩层,形 成含水层(图1-19, b)o如果地质构造不利于地下水储存,那么岩层虽然透水,它只能起 暂时的透水通
3、道作用,这种岩层为透水而不含水的岩层,即透水层(1-19, a)o(3)具有良好的补给来源岩层具备了良好的储水空间和构造条件,如果水源缺乏,仍不能成为含水层,因为这种 岩层在枯水期往往干枯。只有当岩层有了充足的补给来源,对供水、排水有一定实际意义时, 才能构成含水层。2 .含水层与隔水层的相对性隔水层是相对含水层而存在的,自然界没有绝对不透水的岩层,只是透水性有强弱之分, 我们把那些透水性小,含水少的岩层旬为隔水层。因此,含水层与隔水层有其相对性。(1)含水层隔水层的划分是相对的,并不存在截然的界限。例如,砂岩层中的泥质粉 砂夹层,由于粗砂的透水和给水能力比泥质粉砂强,相对而言,后者可以视为隔
4、水层;而同 样的泥质粉砂岩假设夹在粘土层中,由于其透水和给水的能力比粘土强,又当视为含水层了。(2)实际工作中区分含水层与隔水层,应当考虑岩层所给出水的数量大小是否有实际 意义。例如,利用地下水供水时,某一岩层能够给出的水来那个较小,对于水源丰沛、需水 量很大的地区,由于远不能满足供水需求,而被视为隔水层。但在水源匮乏、需水量又小的 地区,同一岩层便能在一定程度上满足,甚至充分满足实际需要,此时,该岩层便可看作含 水层。(3)含水层和隔水层在一定条件下还以互相转化。例如,在寻常条件下,粘性土层, 特别是不具有大孔隙的粘土层,由于饱含结合水,不能透水与给水,起着隔水层的作用。但 在较大的水头差作
5、用下,由于局部结合水发生运动,粘土层使能透水,并给出一定数量的水, 把它当作完全的隔水层就不合适了。事实证明粘土层往往在水力条件发生不大的变化时,就 可以由隔水层转化为含水层,这种转化实际上是相当普遍的。对于这种兼具隔水与透水性能 的岩层,可称为弱透水层。所谓的越流,很多情况下正是在这类岩层中进行的。(4)严格地说,自然界中并不存在绝对不发生渗透的岩层,只不过某些岩层的透水性 特别低罢了。从这个角度说,岩层是否透水还取决于时间尺度。当我们所研究的某些水文地 质过程设计时间尺度相当长时,任何岩层都可以视为可透水的。例如,裂隙极不发育的基岩, 无论对于供水还是矿坑排水,都是典型的隔水层;但是对于核
6、废料处置,就必须看作隔水层, 因为核废料放射性衰减到达无害,需要上万年时间,渗透性很差的岩层,在如此漫长的时间 里,也可能导致核泄漏。含水带、含水段、含水岩组与含水岩系含水层的构成条件是含水层划分的一般原那么,但运用到实际工作中时,含水层、隔水层 这种简单的划分尚不能满足生产的需要,特别是山区基岩地区,这种划分并不符合客观实际。 为此需要有含水带、含水段、含水岩组、含水岩系的划分。1 .含水带含水带是指局部的、呈条带状分布的含水地段。在含水极不均匀的岩层中,如果简单地 把它们划归为含水层或隔水层,显然是不合实际的,特别是在裂隙或溶穴发育的基岩山区, 应按裂隙、岩溶的发育和分布情况,在平面上划分
7、出含水地段一一含水带。如穿越不同时代 地层岩性的饱水断裂破碎带,可划分为一个含水带。2 .含水段含水段是指同一厚度较大的含水层,按其含水程度在剖面上(垂向上)划分的区段。3 .含水岩组把几个水文地质特征基本相同(或相似)且不受地层层位限制的含水层归并在一起,称 为含水岩组。有些第四系松散沉积物的砂层中,常夹有薄层(或透镜状)粘性土,它们有时 有水力联系,有统一的地下水位,化学成分亦相近,可划归为一个含水岩组。4 .含水岩系当在大范围研究地区的含水性时,往往将几个水文地质条件相近的含水岩组划为一个含 水岩系。同一个含水岩系的几个含水岩组彼此之间可以有隔水层存在。例如,如第四系含水 岩系,基岩裂隙水含水岩系或岩溶水含水岩系等。