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地下水的類型

來(lái)源:陜西科榮|陜西科榮環(huán)保|科榮環(huán)保工程|陜西科榮環(huán)保工程有限責(zé)任公司_官網(wǎng)  發(fā)布:2017-05-26 13:42:22  閱讀:2654次

  關(guān)于地下水按水力性質(zhì)的分類,目前世界各國(guó)水文地質(zhì)學(xué)家已基本趨向一致。但是由于把水頭壓力高出含水層頂板的地下水統(tǒng)稱為“自流水”具有較大的局限性,同時(shí)考慮到與地下水動(dòng)力學(xué)中兩類地下水運(yùn)動(dòng)微分方程建立的基礎(chǔ)相一致,所以幾乎所有的水文地質(zhì)學(xué)家都認(rèn)為,從水力學(xué)觀點(diǎn)把地下水劃分為潛水和承壓水兩大類型最為合適。此外,由于地下水的水力學(xué)性質(zhì)主要決定于含水層的埋藏條件,故一些水文地質(zhì)文獻(xiàn)又把地下水按水學(xué)性質(zhì)的分類,稱之為地下水埋藏類型的分類,并根據(jù)埋藏條件把地下水劃分為上層滯水、潛水和承壓水三大類型。某些文獻(xiàn)上還加了一個(gè)“層間地下水類型”。實(shí)際上這種貯存于兩個(gè)隔水層之間、又不具承壓性質(zhì)的含水層,從水力學(xué)性質(zhì)來(lái)看,仍屬潛水。

 

 


關(guān)于地下水按含水層介質(zhì)類型的分類,目前存在著如下兩種分類方案。
  第一種分類方案是以俄羅斯和中國(guó)為主的一些國(guó)家,承襲了原蘇聯(lián)水文地質(zhì)學(xué)者的地下水分類的基本觀點(diǎn),即以含水介質(zhì)的空隙類型作為劃分地下水類型的基本依據(jù)。該種分類的基本觀點(diǎn)是巖石的基本類型和巖石中的空隙類型之間有著完全的對(duì)應(yīng)關(guān)系;而一定類型的空隙(包括粒間孔隙、裂隙和溶蝕孔洞)則賦存一定類型的地下水。按照這一觀點(diǎn),可把地下水劃分為孔隙地下水(松散未膠結(jié)巖石)、裂隙水(非可溶性堅(jiān)硬巖石)和巖溶水(石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石)三種。由于這種分類能直接反應(yīng)出巖石類型、貯水空隙類型和地下水類型三者之間的相互依存關(guān)系(詳見(jiàn)表1)。因此這個(gè)分類便成為尋找、勘探、評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)地下水資源的理論基礎(chǔ);也被廣泛用于水文地質(zhì)教科書(shū)及各種地下水勘查規(guī)程和水文地質(zhì)科研、生產(chǎn)中。

  地下水按含水介質(zhì)分類的第二種方案,可以歐美國(guó)家為代表,即直接以巖石的類型作為劃分地下水類型的依據(jù)。例如筆者從美國(guó)Davis和Dewiest所著“水文地質(zhì)學(xué)”(1966年)、加拿大、R.A.Freeze和J.A.Cherry出版的“地下水”(1979年)、以色列J.貝爾所著“多孔介質(zhì)流體動(dòng)力學(xué)”(1979年)、日本山本藏毅所著“地下水水文學(xué)”(1992年)等專著中均可見(jiàn)到。書(shū)中雖然沒(méi)有專門的地下水分類的章節(jié),但這些學(xué)者均按照巖漿巖和變質(zhì)巖、火山熔巖、沉積巖(或進(jìn)一步分為砂質(zhì)巖石和碳酸鹽巖)、沖積層、永凍層等巖石類型來(lái)描述其中的地下水特征,或者按巖石類型來(lái)命名含水層(如火成巖變質(zhì)巖含水層,碳酸鹽巖含水層和碎屑巖含水層等等)。這種分類方案的優(yōu)點(diǎn)是比較直觀,且易于掌握。但是巖石類型繁多,這種地下水分類就未免五花八門,缺少科學(xué)的系統(tǒng)性。同時(shí),這種分類也不能反應(yīng)出地下水貯、導(dǎo)水性質(zhì)等重要特征。
比較以上兩種地下水按介質(zhì)條件的分類方案,顯然按巖石空隙類型的分類更具科學(xué)性。但是,近年來(lái),隨著地下水勘探和開(kāi)發(fā)工作的深入,發(fā)現(xiàn)這種單一按含水介質(zhì)孔隙類型的地下水分類方案仍然不夠完善,主要存在以下幾方面的問(wèn)題。
  (1)巖石類型、空隙類型和地下水類型之間并無(wú)絕對(duì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如裂隙空隙并非非可溶性的堅(jiān)硬巖石所獨(dú)有,松散巖石中的黃土和某些粘土也存在大量的裂隙空隙;尺寸較大的孔洞空隙也并非可溶性的碳酸鹽巖石所獨(dú)有,某些含有可溶質(zhì)成分的碎屑巖石(如膠結(jié)物或角礫為可溶性的角礫巖),甚至于火山熔巖中也存在各種孔洞及管道空間。
  (2)在三大基本巖石類型(松散巖石、非可溶性堅(jiān)硬巖石、可溶性巖石)之間存在一些過(guò)渡類型的巖石;它們常具有兩種類型的貯水空隙系統(tǒng)(即雙重孔隙介質(zhì))。如我國(guó)中生代和新生代第三系地層中的許多半膠結(jié)(半堅(jiān)硬)的碎屑巖,既有粒間孔隙又有成巖和構(gòu)造裂隙的存在。亦即,既含有孔隙地下水又賦存有裂隙地下水。前已提出的某些含可溶質(zhì)成分的碎屑巖,也可能同時(shí)具有成巖、構(gòu)造裂隙和溶蝕裂隙、孔洞以至管道空間,即既含裂隙水又賦存巖溶水。我國(guó)西北地區(qū)的黃土亦是如此,既是孔隙含水、也是裂隙(垂直裂隙)含水的雙重孔隙介質(zhì)。在目前以含水層介質(zhì)類型為基礎(chǔ)的地下水分類中,并未明確這部分過(guò)度類型巖石、雙重性質(zhì)空隙類型地下水的位置。
  (3)近年來(lái)在地下水勘探、開(kāi)發(fā)中,發(fā)現(xiàn)了一些新的貯水空隙類型。如具有十分重大含水意義的基性熔巖中的大尺寸熔巖隧道、堅(jiān)井和孔室空間,以及某些玄武巖中的大孔洞層(可能為埋藏的火山灰碴),這些空隙和地下水類型在目前通用的地下水介質(zhì)分類中也沒(méi)有位置。以上問(wèn)題說(shuō)明,簡(jiǎn)單的按照巖石類型和空隙特征來(lái)劃分地下水類型,既不完全符合地下水賦存形式的客觀實(shí)際狀況;也不能概括自然界存在的所有地下水類型。因此,對(duì)目前廣泛使用的這個(gè)地下水分類仍有必要進(jìn)一步完善和改進(jìn);對(duì)三大類地下水的概念,特別是裂隙水的概念也需重新進(jìn)行定義。

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