地下水含水系统与地下水流动系统的比较
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发布时间：2022-04-24 13:47
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时间：2023-10-15 01:11
含水系统与流动系统是内涵不同的两类地下水系统，但也有共同之处。两者都摆脱了长期统治水文地质界的 “含水层思维”，不再以含水层作为基本的功能单元。前者超越单个含水层而将包含若干含水层与相对隔水层的整体作为所研究的系统。后者摆脱了传统的地质边界的制约，而以地下水流作为研究实体。两者的共同之处还在于力求用系统的观点去考察、分析与处理地下水问题。由此可见，地下水系统概念的提出，意味着水文地质学的发展进入了一个新的阶段。
含水系统的整体性体现于它具有统一的水力联系。存在于同一含水系统中的水是个统一的整体，在含水系统的任一部分加入 ( 补给) 或排出 ( 排泄) 水量，其影响均将波及整个含水系统。即含水系统作为一个整体，对外界的激励作出响应。因此，含水系统是一个独立而统一的水均衡单元，可用于研究水量乃至盐量与热量的均衡。通常以隔水或相对隔水的岩层作为系统的边界，它的边界属于地质零通量面 ( 或准零通量面) ，系统的边界是不变的。
地下水系统的整体性体现于它具有统一的水流，沿着水流方向，水量、盐量与热量发生有规律地演变，呈现统一的时空有序结构。因此，流动系统是研究水量 ( 水温、水质)时空演变的理想框架与工具。流动系统以流面为边界，属于水力零通量面边界，边界是可变的。与三维的含水系统不同，流动系统是时空四维系统。
含水系统与流动系统都具有级次性。任一含水系统或流动系统都可能包含不同级次的子系统。图 7 －1 为一由隔水基底所*的沉积盆地，构成一个含水系统。由于其中存在一个比较连续的相对隔水层，因此，此含水系统可划分为两个含水子系统 ( Ⅰ、Ⅱ) 。此沉积盆地中发育了两个流动系统 ( A，B) 。其中一个为简单的流动系统 ( A) ，另一个为复杂的流动系统 ( B) 。后者可进一步划分为区域流动系统 ( Br) ，中间流动系统 ( Bi)及局部流动系统 ( B1) 。
从图上不难看出，在同一空间中，含水系统与流动系统的边界是相互交叠的。两个流动系统 ( A，B) 均穿越了两个子含水系统 ( Ⅰ、Ⅱ) 。同时，由于子含水系统的边界是相对隔水的，或多或少*了流线的穿越。在流动系统 B 中，除了区域流动系统的流线穿越两个子含水系统外，局部流动系统与中间流动系统的发育均限于上部的子含水系统Ⅰ之中。
图7－1 地下水含水系统与地下水流动系统( 据王大纯等，1995)
流动系统在人为影响下会发生很大变化。图7 －2 与图7 －1 表示同一个沉积盆地。在强烈人工开采影响下，整个含水系统中形成了一个新的流线指向盆地中心的辐射式地下水流动系统，原来的流动系统全都消失了。显然，由于强烈的势场变化，流线普遍穿越了相对隔水层。无论人为影响加强到什么程度，新的地下水流动系统的发育范围，不会超越大的含水系统的边界。结合图7 －1 和图7 －2 不难看出，控制含水系统发育的主要因素是地质结构 ( 沉积、构造、地质发展史) ，而控制地下水流动系统发育的主要因素是水势场。天然条件下，自然地理因素 ( 地形、水文、气候) 控制着势场，因而是控制流动系统的主要因素。
图7－2 人为影响下地下水流动系统与含水系统的关系( 据王大纯等，1995)
