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      地下水的類型

      來源:陜西科榮環保工程有限責任公司_官網  發布:2017-05-26 13:42:22  閱讀:2200次

        關于地下水按水力性質的分類,目前世界各國水文地質學家已基本趨向一致。但是由于把水頭壓力高出含水層頂板的地下水統稱為“自流水”具有較大的局限性,同時考慮到與地下水動力學中兩類地下水運動微分方程建立的基礎相一致,所以幾乎所有的水文地質學家都認為,從水力學觀點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性質主要決定于含水層的埋藏條件,故一些水文地質文獻又把地下水按水學性質的分類,稱之為地下水埋藏類型的分類,并根據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。某些文獻上還加了一個“層間地下水類型”。實際上這種貯存于兩個隔水層之間、又不具承壓性質的含水層,從水力學性質來看,仍屬潛水。

       

       


      關于地下水按含水層介質類型的分類,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為主的一些國家,承襲了原蘇聯水文地質學者的地下水分類的基本觀點,即以含水介質的空隙類型作為劃分地下水類型的基本依據。該種分類的基本觀點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應關系;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,可把地下水劃分為孔隙地下水(松散未膠結巖石)、裂隙水(非可溶性堅硬巖石)和巖溶水(石灰巖、白云巖等可溶性巖石)三種。由于這種分類能直接反應出巖石類型、貯水空隙類型和地下水類型三者之間的相互依存關系(詳見表1)。因此這個分類便成為尋找、勘探、評價與開發地下水資源的理論基礎;也被廣泛用于水文地質教科書及各種地下水勘查規程和水文地質科研、生產中。

        地下水按含水介質分類的第二種方案,可以歐美國家為代表,即直接以巖石的類型作為劃分地下水類型的依據。例如筆者從美國Davis和Dewiest所著“水文地質學”(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“多孔介質流體動力學”(1979年)、日本山本藏毅所著“地下水水文學”(1992年)等專著中均可見到。書中雖然沒有專門的地下水分類的章節,但這些學者均按照巖漿巖和變質巖、火山熔巖、沉積巖(或進一步分為砂質巖石和碳酸鹽巖)、沖積層、永凍層等巖石類型來描述其中的地下水特征,或者按巖石類型來命名含水層(如火成巖變質巖含水層,碳酸鹽巖含水層和碎屑巖含水層等等)。這種分類方案的優點是比較直觀,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,缺少科學的系統性。同時,這種分類也不能反應出地下水貯、導水性質等重要特征。
      比較以上兩種地下水按介質條件的分類方案,顯然按巖石空隙類型的分類更具科學性。但是,近年來,隨著地下水勘探和開發工作的深入,發現這種單一按含水介質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題。
        (1)巖石類型、空隙類型和地下水類型之間并無絕對的對應關系。例如裂隙空隙并非非可溶性的堅硬巖石所獨有,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有,某些含有可溶質成分的碎屑巖石(如膠結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、非可溶性堅硬巖石、可溶性巖石)之間存在一些過渡類型的巖石;它們常具有兩種類型的貯水空隙系統(即雙重孔隙介質)。如我國中生代和新生代第三系地層中的許多半膠結(半堅硬)的碎屑巖,既有粒間孔隙又有成巖和構造裂隙的存在。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成分的碎屑巖,也可能同時具有成巖、構造裂隙和溶蝕裂隙、孔洞以至管道空間,即既含裂隙水又賦存巖溶水。我國西北地區的黃土亦是如此,既是孔隙含水、也是裂隙(垂直裂隙)含水的雙重孔隙介質。在目前以含水層介質類型為基礎的地下水分類中,并未明確這部分過度類型巖石、雙重性質空隙類型地下水的位置。
        (3)近年來在地下水勘探、開發中,發現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分類中也沒有位置。以上問題說明,簡單的按照巖石類型和空隙特征來劃分地下水類型,既不完全符合地下水賦存形式的客觀實際狀況;也不能概括自然界存在的所有地下水類型。因此,對目前廣泛使用的這個地下水分類仍有必要進一步完善和改進;對三大類地下水的概念,特別是裂隙水的概念也需重新進行定義。

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