水文地质单元
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水文地质学术语
水文地质单元(hydrogeological unit)是根据水文地质结构、岩石性质、含水层和不透水层的产状、分布及其在地表的出露情况、地形地貌、气象和水文因素等划分的,具有一定边界和统一补给、径流、排泄条件的地下水分析区域。 [1]
- 中文名:水文地质学
- 外文名:hydrogeological unit
- 学 科:水文地质学
- 类 型:地下水域或蓄水构造
- 范围确定:由水文地质边界确定
- 组成要素:地下水补给、排泄边界和隔水边界
目录
概念
汇集于某一排泄区的全部地下水流,构成一个地下水流系统。该系统内地下水的集水范围称作地下水域。它是以地下隔水边界和不同水域间的分水岭为界的立体空间。一个水文地质单元,可以是一个地下水域,也可以是一个蓄水构造,这里一个蓄水构造含着两个地下水域。一个完整的独立的水文地质单元,虽然可大可小,但都要由四个基本要素组成,即含水层,相对隔水层、补给区和排泄区。一个地下水域也可能包括互有联系的蓄水构造,则此时该水域为一个水文地质单元,而蓄水构造则降为次一级的水文地质单元了。
水文地质单元的范围是由水文地质边界确定的。水文地质边界可分地形边界(地表或地下水分水岭等),地质边界(隔水层或阻水岩体等),水文边界(地表水体、泉水等)和人工边界(抽、注水井、排水坑道等)。由以上所述可知,水文地质单元既可以是具有统一补给、径流和排泄的单元(如地下水域),也可以是具有隔水或相对隔水边界的沉积单元和构造单元(如蓄水构造,孔隙含水系统),其中的地下水具有不同程度的联系。
基本要素
由水文地质要素(补给区、排泄区、含水层、隔水层等)组成一个统一而完整的水文地质结构(单位),称为水文地质单元。也可说是由地下水补给、排泄边界和完整的隔水边界构成的独立完整的地下水循环系统(或蓄水构造)。一个水文地质单元可包括若干个蓄水构造,或者只有一个单式蓄水构造。补给区是指在一个单元内地下水接受水源补给的地区。排泄区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、某些导水断层都可以成为地下水的排水通道。 [2]
一个完整的水文地质单元包括以下四个基本的水文地质要素:
(1)含水层或含水带 它是地下水储存和径流的场所,如岩溶含水层、裂隙含水层、断层含水带等。
(2)隔水层或隔水围岩 它作为边界条件对地下水的储存和运动起约束作用。
(3)补给区 地下水接受补给的地区,一般位于地下径流的上游地势较高的地方。
(4)排泄区 是排泄地下水的地区。它一般位于地下径流的下游地势较低的地方。 水文地质单元内地下水的埋藏深度、水量贫富、流动特性等,就是由这四个基本水文地质要素决定的。 [3]
分级
按水文地质单元的封闭程度(独立程度)可以相对地分级,如一级、二级,以至三级、四级等。对岩溶地下水来说,一个地下河系的地下水流域就是一个水文地质单元。如果把干流的流域作为一级水文地质单元,那么其各级支流的流域就是二级、三级单元。对于地下水流受隔水边界约束的蓄水构造来说,如果把包括汇水区在内的联合蓄水构造作为一级水文地质单元的话,那么其中的各个单式蓄水构造就是二级水文地质单元。
水文地质边界
水文地质单元的大小、范围、几何形状,以及封闭程度等空间形式,都是由各种水文地质边界来确定。水文地质边界,对地下水赋存和运动起着约束作用。当它的位置和性质不同时,对地下水的约束作用也不相同。
水文地质边界分类,可按岩石水文地质性质及水文地质边界的表现形式进行分类。
1)按岩石水文地质性质分类 可分为透水边界和隔水边界两类。
(1)透水边界是由透水岩石构成,它对地下水起补给或排泄作用。透水边界,依据其分布的位置不同,它又可分为以下两种:
1、位于地下水补给区上游边界的补给边界,如地下水的分水岭、地表水体渗漏补给段、基岩含水层受第四系松散孔隙沉积物补给的接触面、降水渗入补给地段,以及人工补给地段等。
2、地下水排泄区的起始界面,即排泄边界,如泉溢出带、排泄地下水的河段、基岩含水层排入第四系沉积物的接触面、地表水体和人工取水、矿井排水地段的抽水孔壁,以及煤矿的井巷范围等都是排泄边界。[4]
(2)隔水边界是指隔水层(带)或隔水岩休,如含水层(带)与隔水层(带)的分界面、阻水断层、阻水岩体等。应当说明,补给边界和排泄边界在人工流场条件下是可以相互转化的。
2)按水文地质边界的表现形式分类可分为以下四类:
(1)地形边界地下水分水岭与地表水分水岭一致时,地形分水岭就是水文地质单元的地表边界,如山前倾斜平原与山麓的交界线是前者接受基岩地下水补给的边界。
(2)地质边界又可分为垂直边界和侧向边界。首先是地层岩性边界,如含水层(带)与顶、底板隔水层(带)的分界面为垂直边界;其次是地质构造边界,如含水地层中的隔水断层,岩体接触带为侧向边界。
(3)水文边界如与地下水有水力联系的河流、湖泊,以及泉的溢出带等。
(4)人工边界包括抽水井、排水井巷等。
此外,为了建立便于计算的水文地质模型,在水文地质计算中通常是将水文地质边界概化为规则的几何形状,如直线边界、折线边界和直角边界等。
视频
水文地质知识点