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承压水 地下水类型介绍(潜水层、承压含水层)

根据地下埋藏条件的不同,地下水可分为三类:上层滞水、潜水和承压水。上层滞水是大气降水在浅层岩石裂隙或沉积层中由于局部阻水作用而渗透形成的水库。潜水是埋藏在地表下第一个稳定隔水层的地下水,常见的地下水大多是潜水。当地下水流出地面时,就形成了泉水。承压水(承压水)是深埋在两个隔水层之间的地下水。这类地下水往往有较大的水压,尤其是上、下隔水层倾斜时,夹层中的土体要承受较大的水压。当井或钻孔穿过上部顶板时,强大的水压会使水喷出,形成流动的水。在现代工程中,承压水压力对基坑的安全性和稳定性有很大的影响。在深基坑和超深基坑中,往往需要采取措施降低承压水头高度。

一、潜水层的含义

潜水层是地表以下第一个稳定的水层。潜水层有一个自由水面。潜水层上方没有连续的隔水层,不承压或仅局部承压。降水和地表水通过渗流区补给。

二、承压含水层的含义

承压水由两个隔水层之间的含水层中的地下水填充。由于承压水顶部有隔水层,其补给区小于其分布区,动态变化不大,不易被污染。它承受静水压力。在合适的地形条件下,钻孔打在含水层上,水就会从地表喷出,形成自流水,所以也叫自流水。人们用这种活水作为供水源和农田灌溉。但在工程中,承压水对基坑的安全稳定有一定的影响,在地下含水层丰富、水位较浅的地区,深基坑开挖过程中往往需要降低承压水的压力。

三.承压水形成的原因

承压水的埋藏条件是上下有防水层,中间有透水层,水必须充满整个透水层。

以下岩层可形成承压水:粘土覆盖砂层;页岩覆盖砂岩;页岩覆盖着溶解的石灰石。致密和不纯的石灰石覆盖着具有发达的裂缝和溶解间隙的石灰石。致密岩溶覆盖多孔岩溶。

承压水的形成与地质构造密切相关。只要有合适的地质构造,松散沉积物和基岩都可以形成承压水。最适合形成承压水的地质构造是向斜构造和单斜构造。

四.承压水形成的分类

形成承压和含水的地质构造有两种:自流盆地和自流斜坡。包含一个或多个承压含水层的向斜盆地和构造盆地称为承压盆地,如法国的巴黎承压盆地、中国的四川承压盆地和澳大利亚的大承压盆地。在倾斜岩层的下端,由于构造断层或岩性变化,形成了补给区与排泄区相邻,承载区在另一侧的重力斜坡。承压水受隔水顶板制约,与大气和地表水圈联系较弱,参与水文循环不如潜水活跃,动力学相对稳定。并且不易被污染。承压水绝大部分来自渗透水,是适合饮用的淡水。

自流盆地有三个组成部分:补给区、承压区和排泄区。补给区位于盆地的较高边缘。因为上面没有隔水层,水没有承压性,其实这里的地下水是潜水。下缘是排水区,经常有泉水出露。承压含水层上方隔水层覆盖的部分为承压区。

在倾斜含水层的下端,由于构造变化或岩性变化,水流受阻,构成自流水的倾斜土地。

与沉积物同时形成的古埋藏水(如四川盆地地下卤水),在封闭的含水层结构条件下可能被保留下来。承压水含水层通常规模较大,资源多年可调,但不像潜水那样容易补充和恢复。承压含水构造有两种:自流盆地和自流斜坡。包含一个或多个承压含水层的构造盆地称为承压盆地。澳大利亚大自流盆地,大型浅碟形坳陷盆地。澳大利亚又称大盆地,承压含水层广泛分布于地下。东部边缘大致以大分水岭西部山麓为界,西、北、南三面地势高、低。在澳大利亚,古老的大陆地层覆盖有基岩隔水层、侏罗系砂岩承压含水层和白垩系页岩隔水层,露头在东部的雨带,形成受水区。地下水以每年11 ~ 16米的速度沿含水层流向西部少雨地区。承压水通过钻井或天然泉水从地球表面涌出,因此有了自流盆地的名字。

五.承压含水层

地下水填充在两个隔水层之间的含水层中。典型的承压含水层可分为补给区、承压区和排泄区三部分。

补给区含水层裸露,有自由水面,实际上随潜水分布,可以接受外界补给。排放区的承压水通过上升的泉水排放,并溢出至浅层含水层。承压区的含水层位于低海拔地区,充满了受压水。当隔水顶板暴露在井中或钻孔中时,井筒中的水在停止之前会冲到含水层顶面以上的一定高度。静水面高程是承压含水层的测压水位。测压水位与含水层顶面的距离即为承压水的压头。在一定的地形地质条件下,测压水位高于地面,钻孔从流水中喷发,成为流动井。

不及物动词承压水的主要特征

1.承载量

承压含水层顶面的静水压力是其基本特征。承压水充填在两个隔水层之间,补给区位置较高,使其具有较高的势能。由于静水压力的传递,其他地区承压含水层顶面不仅承受大气压力和上覆岩土压力,还承受静水压力,其水面不是自由面。当承压水位高于地表时,可沿天然或人工开挖的渠道溢出地表,故又称流水。含水层不含水,有类似潜水性质的自由水面,称为夹层无压水。

2.分割

补给区通常位于较高的位置,通过含水层的裸露表面(水变成了潜水)接受补给。水从补给区进入承压区,受隔水层限制。通过静水压力的传递,含水层充满水,补给区往往小于分布区。

3.稳定性

承压水由于上层隔水层的阻隔,与大气和地表水的联系不像潜水那样紧密,其水位、水量和水质不受水文气象因素的显著影响,动态相对稳定。承压水不容易被污染,一旦被污染就很难处理。另一方面,承压含水层分布广泛,往往多年调节,经常被用作大规模供水来源。

4.厚度

不受降水季节变化的控制:承压含水层水量的增减表现为承压水位的波动,而含水层本身厚度变化不大。

5.水质类型

承压水的水质从淡水到高盐度的卤水都有,地下水的水质类型多种多样,有纵向或横向的分带规律。

七、承压水和潜水的区别

潜水的供给主要是当地的大气降水和一些河流湖泊。承压水由降水和河流湖泊通过潜水供给。

潜水受重力影响,有一个自由水面(即随潜水量上下浮动),一般从高到低渗出。承压水受隔水顶板限制,承受静水压力。有一个由隔水顶板限定的承压水面和一个高于隔水顶板的承压水面(即补给区和排泄区水位之间的连线)。承压水从高静水压的地方流向低静水压的地方。

潜水埋深较浅,受气候影响较大,尤其是降水,水流不稳定,易受污染,水质较差;承压水埋藏深,直接受气候影响,流量稳定,污染少,水质较好。

潜水是通过蒸发或暴露于地面作为地表水和泉水排出的。承压水转化为潜水,主要以泉水的形式排出。

钻入潜水的井是一口潜水井。一般情况下,潜水井的水位应与当地潜水水位一致。如果抽水过量,潜水井的水位会逐渐低于当地潜水水位,形成地下水漏斗区。穿过隔水层顶部钻入承压水中的井称为承压井,承压井中的水由于静水压力的影响,可以沿钻孔上升到与当地承压水面相当的高度。在有利的地形条件下,即当地下水位低于承压水位时,承压水就会涌出地面,形成自流井。虽然有上涌,但喷不出地面的叫半自流井。

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