[科普中国]-水文地质单元

水文地质单元

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。 2

水文地质单元的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。3

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。2

水文地质单元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。2

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。 4

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。4