赋存于
岩体裂隙中的
地下水。按含水介质裂隙的成因,可分为风化裂隙水、成岩裂隙水与构造裂隙水。按埋藏条件,可以是潜水或承压水。与
孔隙水比较,裂隙水分布不均匀,水力联系不好,介质的渗透性具有
不均一性与各向异性。
按裂隙的成因分为成岩裂隙水、构造裂隙水和风化裂隙水。按裂隙水的水力联系程度分为
风化壳网状裂隙水、
层状裂隙水和
脉状裂隙水。
赋存于
岩体的
风化带中。
风化作用与卸荷作用决定了
岩体的风化裂隙带在近地表处呈壳状分布,通常厚数米至数十米。裂隙分布密集均匀,连通良好的风化裂隙带构成含水层,未风化或风化程度较轻的母岩构成相对隔水层。因此,风化裂隙水一般为潜水。被后朔沉积覆盖的古风化壳,也可赋存承压水。风化裂隙水通常分布比较均匀,水力联系较好,但含水体的规模和水量都比较局限。
赋存于各类成岩裂隙中。成岩裂隙是
沉积岩固结脱水及
岩浆岩冷凝收缩形成的裂隙。一般情况下,成岩裂隙多为闭合,不构成
含水层。陆地喷溢的玄武岩裂隙发育且张开,可构成良好
含水层。岩脉及侵入
岩体与围岩的接触带,冷凝后可形成张开的呈带状分布的裂隙,赋存带状裂隙水。熔岩流冷凝过程中未冷凝的熔岩流走,在
岩体中留下的巨大熔岩孔道,形成管状含水带,可成为强富水的
含水层。
构造裂隙是固结岩石在
构造应力作用下形成的最为常见的裂隙。构造裂隙水以分布不均匀、水力联系不好为其特征。在钻孔、平酮、竖井及各种地下工程中,构造裂隙水的涌水量、
水位、水温与水质往往变化很大。这是由于构造裂隙的分布密度、方问性、张开性、延伸性极不均一所造成的。一般说来,层状
岩层中,构造裂隙发育较为均匀,在层面裂隙的沟通下,构造裂隙水的水力联系较好。
块状岩体中构造裂隙发育极不均匀,通常可分为3个级次的裂隙空间:[1]细短闭合的小裂隙构成的微裂隙岩体;[2]张开且延伸较长的中等裂隙构成的导水
裂隙网络;[3]大裂隙与
断层构成的局部导水通道。当钻孔或坑道进人微裂隙岩体时,水量微不足道;遇到
裂隙网络时,出现较大水量;触及大的裂隙导水通道,水量十分可观。
裂隙岩体的渗透性,由于裂隙的性质及发育的方向性而具有
各向异性。同时,随着空间尺度增加,宽度较小的裂隙交接处增加,
裂隙网络的渗透参数将会降低,这就是裂隙岩体的
尺度效应。河谷地带的裂隙岩体中,往往存在两类互相独立的
裂隙网络系统,在浅表部连续分布的裂隙网络中,为浅循环冷水;在深部存在相对封闭而又连通的裂隙网络中,则为深循环水。
在裂隙岩体中开采或排除
地下水时,要根据裂隙水的特点布置佑孔与坑道。在裂隙岩体中修建水利工程时,要充分考虑裂隙水的复杂性。渗漏计算,排水孔 (幕)和灌浆工程的设计,都应充分考虑裂隙岩体渗透性的
不均一性,各向异性和
尺度效应。
裂隙水由于埋藏条件不同,可能承压,也可能无压。裂隙水的埋藏深浅不一,分布很不均一。裂隙岩层的透水性常显示各向异性,不同方向的
渗透系数差别很大。在垂直方向上随着深度的增加透水性逐渐减弱。裂隙水是在位置和方向都受限制的空间中运动的(见图),局部流向与整体流向往往不一致。受裂隙性质、发育特点(发育程度、规模、张开和充填情况等)和补给条件等因素的影响,主要发育
脉状裂隙水的地区,不同部位的富水程度相差悬殊。打在同一岩层中相距只有几米的井,可能一井有水,一井无水。因此,岩性、地质构造控制了裂隙的性质和发育特点,从而也就控制了裂隙水的赋存规律。裂隙水通常是淡水,但在一定的地质构造条件下也可能是矿化水或卤水,如四川盆地的卤水。
大多数情况下裂隙水的运动符合
达西定律。只有在少数巨大的裂隙中水的运动不符合
达西定律,甚至属紊流运动。裂隙介质与孔隙介质的重要区别在于它具有非
均质性和各向异性。裂隙的大小、
张开度、密度、方向和分布状况等都对裂隙水的运动发生影响。因此需要根据具体的裂隙状况求出介质的各向异性,再引用孔隙介质中的
渗透理论加以计算。20世纪60年代,出现了
双重介质渗透学说,认为在裂隙岩石中同时存在着两种空隙和渗流系统:孔隙和分割含孔隙和岩块之间的裂隙。岩石的贮水性质主要与孔隙有关,导水性主要与裂隙有关。
地下水主要贮存在孔隙中,水的运动主要在裂隙中进行。从这一观点出发,建立了相应的液体运动的微分方程。70年代中期,这个理论具体应用于解决水文地质问题。80年代又有新的发展,不仅应用于裂隙水流问题,还推广应用于研究
地下水中溶质和热量的输运问题,但一些机制还有待进一步研究。