第一节 含水层及含水岩组

一、含水层透水层与隔水层

隔水层是指透水性能太弱的岩层，通常所指的隔水层可以分为两种类型：一种是致密坚硬的岩石，其中没有空隙，不含水也不透水，如致密坚硬的岩浆岩、变质岩以及致密的沉积岩；另一种是孔隙度很大，但孔隙体积很小，孔隙中存在的水绝大部分是结合水，在常压下不可能自由流出，也不透水的岩石，如无裂隙的黏土和泥岩等。

能够透水但不饱和重力水的岩层称为透水层，透水层与隔水层之间以岩石的渗透系数K作为划分标准。凡K＜0.001m/d的岩石，归入隔水层；K＞0.001m/d的岩层均称为透水层。

含水层是指饱和重力水并在天然条件下可以流出水来的岩石，由于含水岩石大都是水平的，所以叫做含水层。严格地讲，地壳中没有绝对不含水的岩石，但又不能说所有的岩石都含水。岩石要构成含水层，必须要满足以下三个条件：①岩石必须具有空隙；②要有有利于地下水储存的地质构造条件；③要有良好的补给来源。

岩石有空隙，是构成含水层的首要条件。致密坚硬的岩石，没有储存地下水的空间，自然不会形成含水层。如果空隙的体积太小，所含的水不受重力支配，那么在天然条件下或从井中取水时，水不能自由流出，即给水性太弱，也就不能构成含水层。所以说岩石是构成含水层的基础条件。

地质构造是地壳运动中应力作用的产物。由于地壳的运动，使得岩石发生错位和变形，在岩体中产生形态各异、大小不同的各种裂隙和断层，这些裂隙和断层为地下水的存在提供了空间条件，使得具有裂隙的岩石可以构成含水层。所以说构造是构成含水层的关键条件。

判断一个岩层是含水层还是隔水层，需要具体情况具体分析。例如：一般情况下，黏土的孔隙极其微细，含有的水几乎全是结合水，而结合水在常压条件是不能移动的，故这类岩层起着阻止地下水流动的作用，所以是隔水层。但在某些地方却从黏土层中取出了数量可观的地下水，原因在于这些黏土中或具有结构孔隙或发育有干缩裂隙，因而形成含水层。

二、含水层的分类

为了对各种含水层进行研究，了解其内在的规律，可将含水层按不同的特征进行分类。

1.根据含水层空隙类型划分

（1）孔隙含水层。含水层的空隙为孔隙，如砂砾含水层、砾石含水层等。

（2）裂隙含水层。含水层的空隙主要为裂隙，多由坚硬非可溶性基岩组成，如花岗岩、片麻岩的构造裂隙，风化裂隙构成的裂隙含水层。

（3）岩溶含水层。含水层的空隙主要为溶隙，如溶孔、溶洞等充水后形成岩溶含水层，如由石灰岩、白云岩、石灰岩、硅质石灰岩，泥灰岩等构成的岩溶含水层。

2.根据含水层渗透性在空间上的变化划分

（1）均质含水层。含水层的渗透性在各个方向上都相同，如厚层的、均匀的砂砾石层。

（2）非均质含水层。含水层的渗透性随空间位置的变化而变化，如坚硬岩石中的裂隙含水层及岩溶含水层等。

严格地讲，自然界中几乎所有的含水层都是非均质的。只是为了研究和计算的方便，才将透水性变化不大的含水层视为均质含水层。

3.根据含水层的空间分布特征划分

（1）层状含水层。层状含水层是最普遍的状态，含水层在空间呈层状分布，可以是水平的，也可以是倾斜的，它与地层的延伸分布一致。层状含水层不仅在松散的和胶结的沉积岩中常有分布，而且在变质岩和岩浆岩中也有分布。如沉积岩中的砂岩含水层，花岗岩与片麻岩的风化壳含水层等。

（2）脉状 （带状）含水层。脉状或带状的含水层是指在空间延伸长度较大，而宽度有限的含水层。宽度很小的称脉状含水层，具有一定宽度的称为带状含水层。这类含水层是基岩含水层的主要特征之一。它不受地层、岩性的限制，可以穿越不同代、不同岩性的地层，如含水的岩脉、断层含水带等。

（3）块状含水层。块状含水层是指长度、宽度有限，而厚度较大的含水层或含水岩体，其周围边界常被隔水岩层包围，形如块状。如河北省邯郸地区的奥陶纪石灰岩，被侵入的闪长岩切割成大小不同的块状含水层，有的相互有水力联系，有的成为独立的含水岩体。

三、含水段、含水带、含水岩组、含水岩系

由于构成含水层的岩层的成因、岩性、水理性质比较复杂，有时很难划分出单一的含水层，即便是能够划分出单一的含水层，在实际工作中往往也不能满足生产上的需要。为此又提出了含水段、含水岩组、含水岩系的概念。

1.含水段与含水带

在含水极不均匀的岩层中，特别是在裂隙或岩溶发育的基岩地区，只简单地划分含水层或隔水层往往不能反映实际情况。这就要根据裂隙、岩溶发育和分布的特征及其含水情况划分出含水段。对于穿越不同成因、岩性和不同时代地层的饱水断裂破碎带，则可划为一含水层带。

2.含水岩组、含水岩系

岩石成因类型相同，但地层时代不同的几个含水层，虽然它们之间夹有弱含水层或隔水层，但它们在生产上的意义大致相近，则这几个含水层可划归为一含水岩组。如第四系的砂层中，常常夹有薄的黏土层，其上部和下部的砂层之间存在着水力联系，有统一的地下水位，化学成分亦相近，所以可划归为一个含水岩组 （简称含水组）。

当进行大范围的区域性的含水层的研究时，往往将几个水文地质条件相近的、有一定水力联系的含水岩组划为一个含水岩系，各个含水岩组之间可夹有一些隔水层。如第四系含水岩系、基岩裂隙水或岩溶水的含水岩系等。含水岩系的划分，对于编制水文地质图、地下水资源评价具有重要的意义。