承压水是充满两个
隔水层之间的
含水层中的地下水,它有两种不同的埋藏类型,即埋藏在第一个稳定隔水层之上的
潜水和埋藏在上下两个稳定隔水层之间的承压水。典型的承压
含水层可分为补给区、承压区及排泄区三部分。
承压水(confined groundwater ),充满两个隔水层之间的
含水层中的地下水。承压水由于顶部有
隔水层,它的补给区小于分布区,动态变化不大,不容易受污染。它承受静水压力。在适宜的
地形条件下,当钻孔打到
含水层时,水便喷出地表,形成自喷水流,故又称
自流水。人们利用这种
自流水作为供水水源和农田灌溉。在中国,承压水的发现和利用始于距今2000多年。汉朝初,中国
四川省自贡市开始打
自流井取卤水生产食盐,井深可达100多丈。
下面几种岩层组合,都可形成承压水:粘土覆盖在沙层上;页岩覆盖在
砂岩上;页岩覆盖在溶蚀灰岩上;致密不纯的灰岩覆盖在裂隙、溶隙发育的灰岩上;致密溶岩覆盖在多孔溶岩上。
形成承压含水的
地质构造主要有
自流盆地和自流斜地两类。含有一个或多个承压
含水层的向斜、构造
盆地,称为
自流盆地,如
法国巴黎自流盆地、中国
四川自流盆地 、澳大利亚大自流盆地。
倾斜岩层的下端,由于构造错断或由于岩性变化,形成补给区与排泄区相邻而承压区在另一侧的自流斜地。受到隔水顶板的限制,承压水与大气圈和
地表水圈的联系较弱,参与水文循环不如
潜水积极,动态比较稳定。也不易遭受污染。绝大多数承压水来源于渗入水,是宜于饮用的
淡水。
自流
盆地有3个组成部分:补给区、承压区和排泄区。补给区在
盆地边缘位置较高的地区。由于上面没有
隔水层,水不具有承压性质,实际上这里的地下水是
潜水。位置较低的边缘为排泄区,这里往往有泉水出露。承压
含水层之上有
隔水层覆盖的区段为承压区。
斜
含水层在下端因构造变动或岩性变化而使水流受阻,便构成自流斜地。
含水层的构造封闭条件下也可能保留古老的、与
沉积物同时形成的
埋藏水(如
四川盆地的地下卤水)。承压水
含水层通常规模较大,资源具有多年调节性,但不如
潜水那样容易补充恢复。 承压
含水构造主要有
自流盆地和自流斜地两类。含有一个或多个承压
含水层的构造
盆地称
自流盆地。澳大利亚大
自流盆地,大浅碟形凹陷盆地。又称澳大利亚大
盆地,其地下广布着承压水层。东部边缘大致以大分水岭西麓为界,地势较高,西、北、南三边较低。在澳大利亚古陆岩层上,覆盖着基岩不透水层、侏罗纪
砂岩承压含水层和白垩纪页岩不透水层,露头在东部多雨地带,形成受水区。地下水流循
含水层以每年11~16米的速度流向西部少雨地区。承压水通过钻井或天然泉眼涌出地表,
自流盆地因此得名。
补给区
含水层裸露,具有自由水面,实际上分布着
潜水,可接受外界补给。 排泄区承压水通过上升泉和向浅部
含水层越流等方式排泄。 承压区
含水层所处的位置
高程较小,充满着承受压力的水。当井或钻孔揭穿隔水顶板时,井孔中的水上涌到
含水层顶面以上一定高度才停止下来。静止水面的
高程即承压含水层的
测压水位。
测压水位高出
含水层顶面的距离为承压水的压力水头。在一定的
地形、
地质条件下,
测压水位高出地面,井孔喷发
自流水,成为
自流井。
承压
含水层的顶面承受
静水压力是其基本特点。承压水充满在两个隔水层之间,补给区位置较高而使该处具有较高的势能,由于
静水压力传递的结果,使其他地区的承压
含水层顶面不仅承受
大气压力和上覆
岩土的压力,而且还承受静水压力,其水面不是自由表面。在
承压水位高于地表时,可以沿天然或人工开凿的通道溢出地表,所以又称作
自流水。
含水层没有被水所充满,有与
潜水性质相似的自由水面,则称为层间无压水。
由于上部隔水层的阻隔,承压水与大气圈及
地表水的联系不如
潜水密切,其
水位、水量、
水质等受水文、
气象因素变化影响不显著,动态相对稳定。承压水不易受污染,一旦被污染后,则很难处理。另一方面,承压
含水层分布范围较大,往往具有多年调节性,常被用作大型供水水源。
潜水受
重力影响,具有一个自由水面(即随潜水量的多少上下浮动),一般由高处向低处渗流。承压水受隔水顶板的限制,承受静水压力,有一个受
隔水层顶板限制的承压水面和一个高于隔水层顶板的承压水位(即补给区和排泄区水位的连线)。承压水是由
静水压力大的地方流向静水压力小的地方。
潜水埋藏较浅,受气候特别是
降水的影响较大,流量不稳定,容易受污染,
水质较差;承压水埋藏较深,直接受气 候的影响较小,流量稳定,不易受污染,水质比较好。
潜水以地面蒸发或出露为
地表水和泉水的方式排泄;承压水则转化为潜水,主要以泉水的形式排泄。
钻到
潜水中的井是
潜水井。
潜水井的
水位一般应该是和当地的
潜水位一致的,如过量抽取,潜水井的水位就会逐渐低于当地的潜水位,形成地下水漏斗区。打穿隔水层顶板,钻到承压水中的井叫承压井,承压井中的水因受到静水压力的影响,可以沿钻孔上涌至相当于当地承压
水位的高度。在有利的
地形条件下,即地面低于
承压水位时,承压水会涌出地表,形成
自流井。虽有上涌,但不能喷出地面者叫半
自流井。