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水文地質單元
圖片來自優酷

水文地質學術語

水文地質單元(hydrogeological unit)是根據水文地質結構、岩石性質、含水層不透水層的產狀、分布及其在地表的出露情況、地形地貌、氣象和水文因素等劃分的,具有一定邊界和統一補給、徑流、排泄條件的地下水分析區域。 [1]

  • 外文名:hydrogeological unit
  • 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

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着兩個地下水域。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。 [2]

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。 [3]

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,那麼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,那麼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着約束作用。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。[4]

(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。

視頻

水文地質知識點

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參考文獻