基本介紹
- 中文名：含水層
- 外文名：aquifer
- 衡量參數：單位湧水量
- 學科：普通地質學
- 形成條件：充足的儲水空間
- 類別：孔隙、裂隙、喀斯特含水層
介紹,衡量參數,含水層類型,形成條件,
介紹
含水層不但具有對水的容納能力，而且具有允許相當數量的水透過的性能。可容納一定的水，但不允許水自由透過的岩土稱為隔水層，如粘土層。劃分含水層與隔水層的標誌不在於岩層是否含水，而是所含水的性質。空隙細小的粘土層幾乎含的是結合水，結合水在自然條件移動非常困難，所以是隔水層。空隙較大的砂礫石層，主要含有重力水，在重力作用下能透過或排出水，就是含水層了。
一般情況下，滲透係數大於1米/晝夜的岩層均可認為透水，呈層狀稱透水層，呈帶狀稱透水帶;而滲透係數小於0.001米/晝夜的岩石則稱為不透水的，同樣按其形狀稱為隔水層、隔水帶等。滲透係數介於1～0.001米/晝夜者為半透或弱透水層。只有透水層才有可能是含水層。但是，透水層又不等於是含水層，透水層要成為含水層還必需具備一定條件，那就是其下部有不透水層或弱透水層存在，才能保證流入透水層中的水聚集和儲存起來。此外，應具有水量的補給來源，這不僅是形成含水層的一個必備條件. 而且關係到含水層水量的大小。
衡量參數
中國常採用通過野外抽水試驗獲得的井孔單位湧水量，來劃分含水層的富水性強弱。單位湧水量指抽水試驗時井孔中水位每下降1m時，單位時間流入井孔中的水量，即單位湧水量q=Q/S。
式中q為井孔單位湧水量，L/s·m；Q為井孔湧水量，L/s；S為井孔水位降深，m。富水性強的q大於1.0L/s·m；富水性中等的q為1.0～0.1L/s·m；富水性弱的q小於0.1L/s·m。
含水層類型
可按空隙類型、水力學條件、滲透性空間變化和富水性劃分。
(1)含水層根據含水岩(土)層空隙類型可分為孔隙含水層、裂隙含水層和喀斯特含水層三類。①孔隙含水層。指以含孔隙水為主的含水層，主要是鬆散沉積物(砂礫石含水層、砂含水層)。其富水性取決於含水層的成因類型、岩性結構和顆粒成分。②裂隙含水層。指以含裂隙水為主的含水層，主要由各種堅硬岩石所構成。在岩層露頭或基岩埋藏淺的地區，大多分布有風化裂隙含水層。中國各煤礦區的風化裂隙帶深度一般為30～60m，隨著埋藏深度的增大，裂隙發育變弱。深部岩層間的裂隙含水層，其富水性受岩性結構、構造裂隙和成岩裂隙控制，不同構造部位，富水性有明顯變化。③喀斯特含水層。指以含喀斯特水為主的含水層，由可溶岩層溶隙發育而構成。在中國各煤礦區，由石灰岩和白雲岩構成的喀斯特含水層分布較廣。中國排水量最大、突水事故嚴重的煤礦井往往具有這類含水層。喀斯特發育和分布基本格局受岩性和構造控制，這類含水層的富水地段總是沿著岩性變化帶、構造斷裂帶、節理裂隙發育帶及褶皺劇烈變化帶分布。這類含水層的水文地質特徵獨特，表現在其富水性極不均一，在水平與垂直方向變化顯著；水力聯繫各向異性和動態變化顯著。中國各煤礦區喀斯特含水層的貯水空間大致呈區域性，北方以溶隙為主；南方是溶洞與溶隙互相聯繫；西南以暗河管道為主。
(2) 含水層根據埋藏條件及水力學狀態可分為承壓含水層與潛水(無壓)含水層。①承壓含水層。指兩個不透水層或弱透水層之間所夾的完全飽水的含水層。此類含水層中任一點的壓強都大於1atm。②潛水含水層。指具有自由水面的含水層。此類含水層水表面的壓力等於1atm，自由水面以上可以是透水層，也可以是弱透水層或隔水層。
(3) 含水層根據其滲透性空間變化可分為均質含水層和非均質含水層。①均質含水層。其透水性能是一個常量，與空間坐標無關。它多見於河流沖積相厚層砂。均質含水層還可進一步分為均質各向同性含水層和均質各向異性含水層。後者是指同一點的滲透係數隨水流滲透方向不同而變化的均質含水層，這多見於層狀結構和帶狀結構的岩層。②非均質含水層。其透水性在空間是變化的，或沿水平方向，或沿垂直方向變化;或漸變，或突變。在自然界中，非均質含水層居多。
(4)含水段。對於厚度很大的含水層(如中國某些地區的奧陶紀石灰岩)，由於其在剖面上裂隙或喀斯特發育不均勻，可按富水性把它劃分為不同的含水段。
形成條件
自然界中含水層形成條件為：必須有儲存地下水的空間，如鬆散沉積物、半固結而富孔隙的沙礫岩層、裂隙和溶隙發育的岩石等空隙大，連通性好，即透水性能強，外部水能滲入並在其中流動;有保存地下水不致流走的地質條件，如透水層下存在弱透水層或隔水層時能把水聚集儲存起來;有一定的補給水量，即補給量大於排泄量。
