1、水文地质单元边界,1,第一节 地表水流域边界与地下水系统边界的关系,3,相邻流域间的山岭或河间高地，为分水岭。分水岭最高点的连线，称为分水线或分水界。,一、地表水系统的边界,分水线（Water Divide Line） 山峰、山脊和鞍部的连接线,13,二、地表水系统与地下水系统与水文地质单元的关系,1.地表水系统（surface water system） 地表水体和流域（空间）组合而成的统一整体,是地表水资源评价的基本单位。地表水系统是一个开放系统,与外界有着物质和能量的交换关系。大气降水和地下水的输入是其物质输入的主要方式,而河网对系统内部水量起着再分配的作用,它们的共同作用决定了地表水的
2、时空分布特点。 2.地下水系统（groundwater system） 由边界围限的、具有统一水力联系的含水地质体,是地下水资源评价的基本单位。具有水量、水质输入、运移和输出的地下水基本单元及其组合。普遍认为地下水系统是水文循环系统的一部分,由输入、输出和水文地质实体三部分组成。分为地下水含水系统与地下水流动系统。地下水含水系统在概念上更侧重于介质的空隙特性及地质结构。地下水流动系统的概念是以地下水渗流场的认识为基础的,除水文地质参数的空间差异外,不刻意区分含水层和隔水层。 3.水文地质单元（hydrogeological unit） 根据水文地质条件的差异性(包括地质结构、岩石性质、含水层和
3、隔水层的产状、分布及其在地表的出露情况、地形地貌、气象和水文因素等)而划分的若干个区域,是一个具有一定边界和统一的补给、径流、排泄条件的地下水分布的域。,13,地表水系统与地下水系统与水文地质单元的关系,关键问题：水流系统的边界 地面和地下分水线 ( 或分水岭 )可能不一致,思考题：什么条件下， 地面和地下分水线 ( 或分水岭 )可能一致,13,地表水系统与地下水系统与水文地质单元的关系,地表水系统（surface water system） 地表水体和流域（空间）组合而成的统一整体,是地表水资源评价的基本单位。地表水系统是一个开放系统,与外界有着物质和能量的交换关系。大气降水和地下水的输入是
4、其物质输入的主要方式,而河网对系统内部水量起着再分配的作用,它们的共同作用决定了地表水的时空分布特点。,13,水文地质单元（hydrogeological unit）,只要蓄水构造具备了补给区、径流区、排泄区及其水文地质边界等水文地质要素时，则可称为一个完整的水文地质单元。一个水文地质单元，可以是一个或多个蓄水构造。,汇集于某一排泄区的全部地下水流，构成一个地下水流系统。该系统内地下水的集水范围称作地下水域。它是以地下隔水边界和不同水域间的分水岭为界的立体空间。这一空间范围不是固定的，在人为条件下会发生变化。,水文地质单元的范围是由水文地质边界确定的。水文地质单元既可以是具有统一补给、径流和排
5、泄的单元(如地下水域)， 也可以是具有隔水或相对隔水边界的沉积单元和构造单元(如蓄水构造，孔隙含水系统)。其中的地下水具有不同程度的联系。,13,水文地质单元（hydrogeological unit）,例如，山西省霍县霍山东侧岩溶含水地块以下古生界石灰岩为含水层，西侧以太古界变质岩为隔水边界，东侧以上古生界砂页岩为隔水边界；按照蓄水构造的概念，本含水地块为一单斜蓄水构造(图2.7)。,在蓄水构造南北两端，各有一个岩溶大泉，南泉名曰广胜寺泉，流量4.5m3s，汇水面积750km2，北泉名曰洪山泉，流量1.5 m3s，汇水面积250km2。,按照地下水流动系统的概念，两泉集水范围分别为两个地下水
6、域。中间以花坡以南1.5km处的地下水位分水岭(与地表分水岭基本吻合)为界。象这样的蓄水构造就是一个水文地质单元，南北两个水域则为次一级的水文地质单元。 这就是说，一个水文地质单元，可以是一个地下水域，也可以是一个蓄水构造，这里一个蓄水构造含着两个地下水域。,13,水文地质边界水文地质单元的大小、范围、几何形状，以及封闭程度等空间形式，都是由各种水文地质边界来确定。水文地质边界，对地下水赋存和运动起着约束作用。当它的位置和性质不同时，对地下水的约束作用也不相同。,隔水边界,按岩石水文地质性质划分,按水文地质边界的表现形式划分,透水边界,地形边界,地质边界,水文边界,人工边界,13,1）按岩石水
7、文地质性质分类可分为透水边界和隔水边界两类（1）透水边界是由透水岩石构成，它对地下水起补给或排泄作用。透水边界，依据其分布的位置不同，它又可分为以下两种： 位于地下水补给区上游边界的补给边界，如地下水的分水岭、地表水体渗漏补给段、基岩含水层受第四系松散孔隙沉积物补给的接触面、降水渗入补给地段，以及人工补给地段等。地下水排泄区的起始界面，即排泄边界，如泉溢出带、排泄地下水的河段、基岩含水层排入第四系沉积物的接触面、地表水体和人工取水、矿井排水地段的抽水孔壁，以及煤矿的井巷范围等都是排泄边界。（2）隔水边界是指隔水层（带）或隔水岩体，如含水层（带）与隔水层（带）的分界面、阻水断层、阻水岩体等。应当
8、说明，补给边界和排泄边界在人工流场条件下是可以相互转化的。,水文地质边界,13,2）按水文地质边界的表现形式分类可分为以下四类：（1）地形边界 地下水分水岭与地表水分水岭一致时，地形分水岭就是水文地质单元的地表边界，如山前倾斜平原与山麓的交界线是前者接受基岩地下水补给的边界。（2）地质边界 又可分为垂直边界和侧向边界。首先是地层岩性边界，如含水层（带）与顶、底板隔水层（带）的分界面为垂直边界；其次是地质构造边界，如含水地层中的隔水断层、岩体接触带为侧向边界。（3）水文边界 如与地下水有水力联系的河流、湖泊，以及泉的溢出带等。（4）人工边界 包括抽水井、排水井巷等。此外，为了建立便于计算的水文地质模型，在水文地质计算中通常是将水文地质边界概化为规则的几何形状，如直线边界、折线边界和直角边界等。,水文地质边界,13,水文地质边界,水文地质边界,侧向边界,顶面边界,底面边界,
