水文地质学基础：含水层与隔水层

1.3.4.1 含水层与隔水层的概念

含水层是指饱水并能能够透过与给出相当数量水的岩层。含水层不断储存有水，而且水可以在其中运移。隔水层是指那些不能透过与给出水的岩层，或者透过与给出水的数量微不足道的岩层，一般它起着阻隔重力水通过的作用。

1. 含水层的构成

含水层的构成是由多种因素所决定的，概括起来应具备下列条件： （1）具有储存重力水的空间

构成含水层，首先要具有良好的储水空间，也就是说应当具有孔隙、裂隙或溶穴等空间。岩层的空隙越大、数量越多、连通性越好，则透水性能就好，重力水越易入渗，容易流动，这种条件有利于形成含水层。如透水性强的砂砾石层通常会形成良好的含水层；裂隙发育的坚硬砂岩也可以构成含水层。

（2）具备储存地下水的地质构造

岩层具备了储水空间，即良好的透水性，但能否保存地下水，即把地下水储存起来，还必须具备一定的地质构造条件。

透水层 含水层

图1-19 地质构造影戏那个岩层储水条件示意图

有利于地下水储存的地质构造条件，归纳起来为：在透水性良好的岩层下有隔水（不透水或弱透水）的岩层存在，以免重力水向下全部漏失；或在水平方向上有隔水层阻挡，以免全部漏空。只有这样，使运动于空隙中的重力水，较长久地储存起来，充满了空隙岩层，形成含水层（图1-19，b）。如果地质构造不利于地下水储存，那么岩层虽然透水，它只能起暂时的透水通道作用，这种岩层为透水而不含水的岩层，即透水层（1-19，a）。

（3）具有良好的补给来源

岩层具备了良好的储水空间和构造条件，如果水源不足，仍不能成为含水层，因为这种岩层在枯水期往往干枯。只有当岩层有了充足的补给来源，对供水、排水有一定实际意义时，才能构成含水层。

2. 含水层与隔水层的相对性

隔水层是相对含水层而存在的，自然界没有绝对不透水的岩层，只是透水性有强弱之分，我们把那些透水性小，含水少的岩层旬为隔水层。因此，含水层与隔水层有其相对性。

（1）含水层隔水层的划分是相对的，并不存在截然的界限。例如，砂岩层中的泥质粉

1—溶穴发育的石灰岩；2—页岩；3—侵入岩体；4—泉

砂夹层，由于粗砂的透水和给水能力比泥质粉砂强，相对而言，后者可以视为隔水层；而同样的泥质粉砂岩若夹在粘土层中，由于其透水和给水的能力比粘土强，又当视为含水层了。

（2）实际工作中区分含水层与隔水层，应当考虑岩层所给出水的数量大小是否有实际意义。例如，利用地下水供水时，某一岩层能够给出的水来那个较小，对于水源丰沛、需水量很大的地区，由于远不能满足供水需求，而被视为隔水层。但在水源匮乏、需水量又小的地区，同一岩层便能在一定程度上满足，甚至充分满足实际需要，此时，该岩层便可看作含水层。

（3）含水层和隔水层在一定条件下还以互相转化。例如，在寻常条件下，粘性土层，特别是不具有大孔隙的粘土层，由于饱含结合水，不能透水与给水，起着隔水层的作用。但在较大的水头差作用下，由于部分结合水发生运动，粘土层使能透水，并给出一定数量的水，把它当作完全的隔水层就不合适了。事实证明粘土层往往在水力条件发生不大的变化时，就可以由隔水层转化为含水层，这种转化实际上是相当普遍的。对于这种兼具隔水与透水性能的岩层，可称为弱透水层。所谓的越流，很多情况下正是在这类岩层中进行的。

（4）严格地说，自然界中并不存在绝对不发生渗透的岩层，只不过某些岩层的透水性特别低罢了。从这个角度说，岩层是否透水还取决于时间尺度。当我们所研究的某些水文地质过程设计时间尺度相当长时，任何岩层都可以视为可透水的。例如，裂隙极不发育的基岩，无论对于供水还是矿坑排水，都是典型的隔水层；但是对于核废料处置，就必须看作隔水层，因为核废料放射性衰减达到无害，需要上万年时间，渗透性很差的岩层，在如此漫长的时间里，也可能导致核泄漏。

1.3.4.2 含水带、含水段、含水岩组与含水岩系

含水层的构成条件是含水层划分的一般原则，但运用到实际工作中时，含水层、隔水层这种简单的划分尚不能满足生产的需要，特别是山区基岩地区，这种划分并不符合客观实际。为此需要有含水带、含水段、含水岩组、含水岩系的划分。

1. 含水带

含水带是指局部的、呈条带状分布的含水地段。在含水极不均匀的岩层中，如果简单地把它们划归为含水层或隔水层，显然是不合实际的，特别是在裂隙或溶穴发育的基岩山区，应按裂隙、岩溶的发育和分布情况，在平面上划分出含水地段——含水带。如穿越不同时代地层岩性的饱水断裂破碎带，可划分为一个含水带。

2. 含水段

含水段是指同一厚度较大的含水层，按其含水程度在剖面上（垂向上）划分的区段。 3. 含水岩组

把几个水文地质特征基本相同（或相似）且不受地层层位限制的含水层归并在一起，称为含水岩组。有些第四系松散沉积物的砂层中，常夹有薄层（或透镜状）粘性土，它们有时有水力联系，有统一的地下水位，化学成分亦相近，可划归为一个含水岩组。

4. 含水岩系

当在大范围研究地区的含水性时，往往将几个水文地质条件相近的含水岩组划为一个含水岩系。同一个含水岩系的几个含水岩组彼此之间可以有隔水层存在。例如，如第四系含水岩系，基岩裂隙水含水岩系或岩溶水含水岩系等。