地下水赋存条件
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发布时间：2022-04-22 03:30
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时间：2024-05-17 09:44
地下水赋存规律与地下水赋存状态和地质体结构密切有关。上面已经谈到，地下水按其赋存状态可分为吸附水和自由水，吸附水可以改变岩体和土体的物理力学性质，自由水可以改变岩体和土体中的应力状态。吸附水既可以来自渗透水的补给，又可以来自凝结水的转移。渗透水补给比较好理解，如大气降水渗入地下，经过水分转移而转变为吸附水，这种水运动主要靠分子吸引力作用。凝结水一般不受重视，它是空气中的水分由于温度差异则凝结在矿物颗粒表面，逐渐向里转移，使岩体和土体的含水量增大。如果地质体原始湿度较低时，由于凝结水吸附结果，地质体表面含水量高，愈往里面愈低。这种现象夏天在地下洞室的围岩里表现得十分清楚。如在粘土岩中新开挖的地下洞室，开挖时岩体中含水量仅为2%～3%，而过一些日子后，由于凝结水作用，洞壁表面含水量可高达12%～14%，在深到5～6m处达5%～6%，而深到10m时则就等于原始含水量2%～3%了。这一结果表明，粘土岩的原位试验结果，并不一定能代表实际岩体的力学性质，这一点要特别注意。相反，如果岩体和土体的原始含水量高，在夏天，在蒸发作用下岩体和土体表面含水量可以散失，而表层含水量可以低于里面的含水量，表面部分可以低至2%～3%，向里逐渐增高，大约深至5～6m，就与原始含水量一致了。上述表明，地质体中的吸附水含量是可以变的。为了正确评价地质体的力学特性，必需认真地研究地质体中的含水量问题，不仅要研究它在空间上的变化，而且还要研究它在时间上的变化。
水文地质学中研究的地下水实际上指的是自由水，主要是重力水。重力水实际上就是狭义的地下水，故常把重力水泛称为地下水。地下水在地质体中按流动方式来分，主要有三种类型：①孔隙水；②裂隙水；③管道水。在一个地区地质体常被隔水体分割成为几个含水体，含水体和隔水体称谓水文地质单元；含水体和隔水体的组合称谓水文地质结构。根据地下水赋存、埋藏条件及运动规律，以地质体结构为基础，可将地质体划分为若干种水文地质结构类型，谷德振教授划分为如下表所示的6种水文地质结构。
表6-3 水文地质结构类型
著者将表6-3所列的6种水文地质结构又可以归并为4种：①统一含水体；②层状含水体；③脉状含水体；④管道含水体。
现将这4种水文地质结构的地质体地下水活动特征简述如下。
（1）统一含水体内的地下水特征：这种水文地质结构主要见于没有隔水体的河间地块地质体中。它可以是孔隙统一含水体亦可以是裂隙统一含水体。其补给来源主要是靠大气降水，其运动方式遵循达西法则，其运动速度受潜水面的水力坡降和地质体的渗透性控制。
（2）层状含水体内的地下水特征：它的特点是夹于隔水层之间。地下水补给、运行、排泄严格地受隔水层控制，多半是远缘补给，顺层运行，远缘排泄。它可以由大气降水补给，亦可由河湖补给，它可以排泄于河湖和统一含水体，亦可以以泉的方式溢出地表。这种含水体内的地下水有的为无压水，多数为承压水。在有多层层状含水体时，在地下水勘察中要特别注意鉴别各个含水层的水是无压，还是有压，地下水水位测量十分重要，应该采用分层止水技术对各层地下水水位进行测量。
（3）脉状含水体内的地下水特征：它主要存在于切割隔水体的断层破碎带或结构面内，含水体状况主要受断层发育情况控制，也可以把它视为陡倾角产状的层状含水体。而这种层状含水体可以有很多分支，成为脉状含水体系。脉状地下水系往往与统一含水体、层状含水体相通，因而使他们成为脉状地下水的补给、排泄场所。
（4）管道含水体内的地下水特征：它主要发育于喀斯特化岩体内，是一种喀斯特水，它是由大气降水补给，沿喀斯特管道流动，以喀斯特泉的方式排泄。这种地下水比较复杂，对厚层碳酸岩发育地区应该重视这种地下水活动。
还有一种概念需要说明一下，上面是以含水体和隔水体为单元研究了水文地质结构。我们知道，含水体必然是透水体，但是反过来，透水体不一定都是含水体，很多情况下是不含水的，但是地下水可以在它里面变动（孙广忠，1988）。著者在《岩体结构力学》里面提出了岩体水力学结构的概念。这个概念是以透水体（层）和隔水体（层）为基本单元，划分为岩体水力学结构。这种划分对地质工程研究具有重要意义。著者分析了地质体透水和隔水特征，提出了作为地下水活动通道的透水体有3种主要类型：
（1）孔隙透水体（层）；
（2）裂隙透水体（层）：①块状裂隙透水体；②层状裂隙透水体；③脉状裂隙透水体；
（3）管道透水体。
与此相应的隔水体也有3种主要类型：
（1）块状隔水体；
（2）夹层或带状隔水体；
（3）层状隔水体。
层状隔水体是连续的，有效的隔水体。夹层状隔水体与带状隔水体在空间上常呈不均匀分布，常存在渗漏窗口或薄弱环节，在高水头作用下常被击穿而形成渗漏通道，这个问题在地质工程研究中要特别给予重视。
