難透水層

難透水層是指透水性相當差，但在水頭差作用下通過越流可交換較大水量的岩層。嚴格地說，自然界沒有絕對不發生滲透的岩層，只不過滲透性特別低而已。從這個角度上說，岩層是否透水還取決於時間尺度。

基本介紹

• 中文名：難透水層
• 外文名：Weak permeable layer
• 領域範圍：環境生態
• 特點：透水能力低
• 別稱：弱透水層
• 學科：水文地質學

簡介

按照岩層滲透性能的強弱，可把自然界岩石（層）分為透水層、難透水層與不透水層。嚴格地說，自然界中並不存在絕對不發生滲透的岩層，只是某些岩層（如缺少裂隙的緻密結晶岩）的滲透性特別低。因此從這個意義上說判斷岩層是否透水（即地下水在其中是否發生具有實際意義的運移）還要取決於時間的尺度。從漫長的地質歷史時期考慮，地殼岩層都具有滲透能力。

對難透水層的發現和認識，使得人們對地下水運動，特別是地下水的補給、徑流、排泄條件的認識發生了根本性的轉變。從而產生了地下水系統的觀念。

難透水層是本身不能給出水量，但垂直層面方向能夠傳輸水量的岩層。粘土、重亞粘土等，是典型的難透水層。

上述定義中，並沒有給出區分含水層及隔水層的定量指標，而採用了“相當數量”這一模糊的說法，原因在於，含水層與隔水層都具有相對性，取決於套用的場合以及涉及的時間尺度。

與含水層、隔水層的聯繫

同一岩層，在不同場合下，可以歸為含水層，也可以歸為隔水層。例如，作為大型供水水源，供水能力強的岩層，才是含水層；滲透性較差的岩層，只能看做隔水層。但是，對於小型供水水源，滲透性較差的岩層可以看做含水層。

在相當長一個時期里，人們曾經將隔水層看做是絕對不發生滲透的。20世紀40年代，雅可布及漢圖什等提出越流概念後，開始將一部分原先看做隔水層的岩層歸為難透水層。越流是指相鄰含水層通過其間的相對隔水層發生水量交換。缺乏次生空隙的粘土、亞粘土等，滲透能力相當低，順層方向不發生水量傳輸，在其中打井無法獲得水量；但是，在垂直層面方向上，由於滲透斷面大，水流驅動力強（水力梯度大），通過垂直層面越流，兩側相鄰的含水層可以發生水量交換。這種本身不能給出水量、垂直層面方向能夠傳輸水量的岩層便是難透水層。

人們通常是從解決實際問題的角度來認識這個問題的，通常把飽含水的透水岩層稱為含水層；不透水岩層就稱為隔水層。具體地講，含水層是指能夠透過並給出相當數量水的岩層；隔水層則是不能透過與給出水，或者透過與給出的水量微不足道的岩層。顯然，這種理解具有相對性。在實際工作中總是根據具體研究目的而確定岩層的含隔水性質。對岩性相同、滲透性完全一樣的岩層，很可能在有些地方被當做含水層，而在另一些地方卻被當做隔水層。在水量豐沛的地區，出水量小的岩層會作為隔水層；而在嚴重缺水地區，即便出水量小。同樣的出水量也可以作為含水層。即使在同一個地方，滲透性相同的某一岩層，在涉及不同問題時的理解是不一樣的。如某種岩層的滲透性比較低，從供水的角度它可能被看做隔水層。但是從水庫的滲漏以及其穩定性的角度來認識時，就要作為含水層來對待了。總之，含水層、隔水層與透水層的定義取決於運用它們時的具體條件。

尤其是對待這樣的問題：一個地區存在上下兩個含水層，中間夾有滲透性能很小的岩層，通常可以稱作隔水層的岩層。但是當其中一個含水層由於采水而出現水位下降，兩個含水層之間出現很大的水位差時，水位較高的含水層中的水會通過滲透性能很低的岩層做垂向運動補給水位較低的含水層。雖然中間的岩層滲透性能很低，但是由於兩個含水層水位差大、過水麵積大，因而透過水的量是非常可觀的，實踐證明了這一點。這時該岩層就不能夠稱做隔水層，而應該叫做難透水層。把兩個含水層透過該難透水層發生垂向水量交換（補給及排泄）的現象稱做地下水的越流。

難透水層釋水情況

上面探討了忽略難透水層釋水時的水井非穩定流計算問題，在難透水層壓密程度較低、且厚度較大時，難透水層釋水往往不容忽視。

水井自下部含水層取水，如上部難透水層滲透係數遠較下部含水層為小，則可以認為難透水層中地下水僅有垂向運動，而下部含水層僅有水平運動。