基本介紹
- 中文名：水文地質學
- 外文名：hydrogeological unit
- 學科：水文地質學
- 類型：地下水域或蓄水構造
- 範圍確定：由水文地質邊界確定
- 組成要素：地下水補給、排泄邊界和隔水邊界
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概念
匯集於某一排泄區的全部地下水流，構成一個地下水流系統。該系統內地下水的集水範圍稱作地下水域。它是以地下隔水邊界和不同水域間的分水嶺為界的立體空間。一個水文地質單元，可以是一個地下水域，也可以是一個蓄水構造，這裡一個蓄水構造含著兩個地下水域。一個完整的獨立的水文地質單元，雖然可大可小，但都要由四個基本要素組成，即含水層，相對隔水層、補給區和排泄區。一個地下水域也可能包括互有聯繫的蓄水構造，則此時該水域為一個水文地質單元，而蓄水構造則降為次一級的水文地質單元了。
水文地質單元的範圍是由水文地質邊界確定的。水文地質邊界可分地形邊界(地表或地下水分水嶺等)，地質邊界(隔水層或阻水岩體等)，水文邊界(地表水體、泉水等)和人工邊界(抽、注水井、排水坑道等)。由以上所述可知，水文地質單元既可以是具有統一補給、徑流和排泄的單元(如地下水域)，也可以是具有隔水或相對隔水邊界的沉積單元和構造單元(如蓄水構造，孔隙含水系統)，其中的地下水具有不同程度的聯繫。
基本要素
由水文地質要素(補給區、排泄區、含水層、隔水層等)組成一個統一而完整的水文地質結構(單位)，稱為水文地質單元。也可說是由地下水補給、排泄邊界和完整的隔水邊界構成的獨立完整的地下水循環系統(或蓄水構造)。一個水文地質單元可包括若干個蓄水構造，或者只有一個單式蓄水構造。補給區是指在一個單元內地下水接受水源補給的地區。排泄區是指排泄地下水的地段，即地下水向地表或向江河湖，海溢流的地段。河流、泉、某些導水斷層都可以成為地下水的排水通道。
一個完整的水文地質單元包括以下四個基本的水文地質要素：
(1)含水層或含水帶 它是地下水儲存和徑流的場所，如岩溶含水層、裂隙含水層、斷層含水帶等。
(2)隔水層或隔水圍岩 它作為邊界條件對地下水的儲存和運動起約束作用。
(3)補給區 地下水接受補給的地區，一般位於地下徑流的上游地勢較高的地方。
(4)排泄區 是排泄地下水的地區。它一般位於地下徑流的下游地勢較低的地方。
水文地質單元內地下水的埋藏深度、水量貧富、流動特性等，就是由這四個基本水文地質要素決定的。
分級
按水文地質單元的封閉程度(獨立程度)可以相對地分級，如一級、二級，以至三級、四級等。對岩溶地下水來說，一個地下河系的地下水流域就是一個水文地質單元。如果把幹流的流域作為一級水文地質單元，那么其各級支流的流域就是二級、三級單元。對於地下水流受隔水邊界約束的蓄水構造來說，如果把包括匯水區在內的聯合蓄水構造作為一級水文地質單元的話，那么其中的各個單式蓄水構造就是二級水文地質單元。
水文地質邊界
水文地質單元的大小、範圍、幾何形狀，以及封閉程度等空間形式，都是由各種水文地質邊界來確定。水文地質邊界，對地下水賦存和運動起著約束作用。當它的位置和性質不同時，對地下水的約束作用也不相同。
水文地質邊界分類，可按岩石水文地質性質及水文地質邊界的表現形式進行分類。
1)按岩石水文地質性質分類 可分為透水邊界和隔水邊界兩類。
(1)透水邊界是由透水岩石構成，它對地下水起補給或排泄作用。透水邊界，依據其分布的位置不同，它又可分為以下兩種：
1、位於地下水補給區上游邊界的補給邊界，如地下水的分水嶺、地表水體滲漏補給段、基岩含水層受第四系鬆散孔隙沉積物補給的接觸面、降水滲入補給地段，以及人工補給地段等。
2、地下水排泄區的起始界面，即排泄邊界，如泉溢出帶、排泄地下水的河段、基岩含水層排入第四系沉積物的接觸面、地表水體和人工取水、礦井排水地段的抽水孔壁，以及煤礦的井巷範圍等都是排泄邊界。
(2)隔水邊界是指隔水層(帶)或隔水岩休，如含水層(帶)與隔水層(帶)的分界面、阻水斷層、阻水岩體等。應當說明，補給邊界和排泄邊界在人工流場條件下是可以相互轉化的。
2)按水文地質邊界的表現形式分類可分為以下四類：
(1)地形邊界地下水分水嶺與地表水分水嶺一致時，地形分水嶺就是水文地質單元的地表邊界，如山前傾斜平原與山麓的交界線是前者接受基岩地下水補給的邊界。
(2)地質邊界又可分為垂直邊界和側向邊界。首先是地層岩性邊界，如含水層(帶)與頂、底板隔水層(帶)的分界面為垂直邊界；其次是地質構造邊界，如含水地層中的隔水斷層，岩體接觸帶為側向邊界。
(3)水文邊界如與地下水有水力聯繫的河流、湖泊，以及泉的溢出帶等。
(4)人工邊界包括抽水井、排水井巷等。
此外，為了建立便於計算的水文地質模型，在水文地質計算中通常是將水文地質邊界概化為規則的幾何形狀，如直線邊界、折線邊界和直角邊界等。
