自流含水層

根據(jù)地質(zhì)條件，有兩種基本類型的含水層。

自流含水層潛水含水層

這類含水層的水面處于大氣壓力之下，它在地面以下的深度通常隨著地貌條件而不同。潛水含水層通常由降水補給或由其上覆或下伏含水層（滲漏含水層）的越流補給。排泄區(qū)由地貌條件決定，一般不太明顯。地下水流為層流。

對于飽水厚度b的積分，則得到非均質(zhì)、各向異性介質(zhì)中二維水流的基本方程式：

自流含水層承壓含水層

承壓含水層即自流含水層。這類含水層被封閉在兩個相對不透水層之間，因此其中的地下水所承受的靜水壓大于大氣壓。這種類型含水層的補給來自其裸露處的降水和其上覆及下伏含水層（承壓漏含水層）的越流。其排泄區(qū)取決于地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。地下水流也是層流。

對于含水層厚度的積分，并加上源/匯點項和越流項，則得到以下二維水流表達式：

當水滲透進入含水層，且往下坡方向流動時，下層便會受到壓力。造成壓力的原因是上層大量的水壓在下層的水上。這種情況與潛水員在深海潛水的情況一樣，越向深處潛水，受到的壓力就越大。含水層系統(tǒng)的壓力狀況可用圖示的U形管壓力計來說明。當管內(nèi)沒有壓力時，管內(nèi)兩端的水會處在相同的高度。如果左邊管子向上升，則該管內(nèi)所增加的水壓，將使右邊管子里的水位升高，直至管兩端的水位再次相同。如果右管被封住，則右管里的水當然不能升到相同的高度。然而，在右管的封口處，該點水壓將會增加，此壓力由左邊管子里的高水位引起。

如果地下水層的上、下層都是如同液壓計的管壁的不透水層，則水就被限制在其中，形成特殊的地下水系統(tǒng)。不透水層稱為限制層（confining layers）。有時也用其他名稱來表示這一層。如果該層根本就不透水，則稱為不透水層（aquiclude）。如果該層比含水層不易透水，但并不是完全不透水，則稱為弱透水層（aquitards）。位于不透水層之間的含水層稱為限制含水層（confined aquifer）。如果含水層中的水受到壓力，則稱為自流含水層（artesianaquifer）。“artesian”這一名稱源自法國Artois（拉丁文為Artesium）省的地名，在羅馬時期，這個地方的井水會自動流到地面來。

在限制層和地面相交的地方，水會進入自流含水層。這些地帶往往位于地質(zhì)的隆起處（uplift）。這些暴露在地表的地下水層稱為回注區(qū)（recharge area）。自流含水層受壓的原理與受壓的壓力計是相同的。因為回注區(qū)的高度高于上層不透水層底部的高度，所以不透水層上面水的高度將在含水層中產(chǎn)生壓力。回注區(qū)與上層不透水層底部之間的垂直距離越大，水位的高度就越高，所造成的壓力也越大。

受壓含水層的形成主要取決于地質(zhì)構(gòu)造，最適合的地質(zhì)構(gòu)造是向斜構(gòu)造或單斜構(gòu)造。前者稱為承壓盆地，后者稱為承壓斜地。

受壓含水層承壓盆地

貯存承壓水的向斜構(gòu)造稱承壓盆地或自流盆地。每個承壓盆地都有補給區(qū)、承壓區(qū)和排泄區(qū)。

受壓含水層承壓斜地

儲存承壓水的單斜構(gòu)造稱為承壓斜地又稱為自流斜地。2100433B

某些情況下，某些地段的潛水與自流水能連接在一起，可以有以下三種情況：

受壓含水層潛水水位高于自流水受壓水位

潛水水位高于自流水受壓水位，因此潛水往自流水方面流動和補給自流水。

受壓含水層潛水水位與自流水受壓水位一致

潛水的水位和自流水的受壓水位一致，彼此相連接。

受壓含水層潛水水位低于自流水受壓水位

潛水的正常水位低于自流水的受壓水位，自流水流入潛水和補給潛水。

自流水的形成，主要取決于地質(zhì)構(gòu)造，不同的構(gòu)造形態(tài)決定了自流水的埋藏條件，一般分自流斜地和自流盆地兩種類型。

①自流盆地：地球表層巖石，受地殼運動的擠壓，形成一些向斜構(gòu)造，這些向斜構(gòu)造往往就是自流水形成最有利的地方。盆地的構(gòu)造形態(tài)，含水層的巖性，都影響著自流水的水量、水質(zhì)和補給、排泄條件。補給區(qū)分布面積大，含水層透水性好，自流盆地水量就比較豐富、穩(wěn)定。當自流盆地的補給區(qū)與排泄區(qū)高度相近時，則水的循環(huán)比較慢，水質(zhì)不好。

②自流斜地。單斜的自流含水層稱自流斜地。它有兩種情況，一種是斷裂運動造成的自流斜地，即原來連續(xù)的含水層，經(jīng)過構(gòu)造運動，使其失去連續(xù)性，而與不透水巖石相接觸，造成一側(cè)出露地表，成為補給區(qū)，另一側(cè)當斷層為張性時，成為排泄區(qū)。另一種情況是含水層巖性發(fā)生變化，透水的一端出露地表接受補給，另一端在某一深處尖滅?；蚝畬訛椴粚畨盒詳鄬忧袛啵溲a給量若超過含水層所能容納的水量，勢必在含水層出露地帶較低的地區(qū)溢出，成為排泄區(qū)，其余地帶均為承壓區(qū)。有承壓水分布的山前傾斜平原，也是自流斜地。