洪积扇中的地下水
典型的洪积扇可以划分出3个地下水的分带(图6.2)。
6.1.2.1 深埋带(Ⅰ)
图6.2 洪积扇地下水示意剖面(据王大纯等，1995)
深埋带位于洪积扇的扇顶和扇中，地形坡度大，沉积物为卵砾石、砂砾石等。由于砂砾石层很厚，径流条件又好，潜水埋藏深度大，故称为深埋带。在深埋带地下水的蒸发作用很弱，潜水的化学成分形成作用主要是溶滤作用，所以又称为溶滤带。地下水水化学类型以重碳酸盐型为主，矿化度低，一般小于0.5g/L。深埋带是洪积扇地下水的主要补给区，大气降水入渗补给和出山河流渗漏补给的补给强度大，水量丰富。地下水位动态受气候和水文因素的影响，季节性变化大。
6.1.2.2 溢出带(Ⅱ)
溢出带位于洪积扇扇中的下游段，向下与扇缘交汇。地形坡度由陡变缓，沉积物由砂砾石渐变为砂、亚砂土、亚粘土。剖面上表现为砂层与粘性土层交互沉积。随着洪积扇径流条件的减弱沉积物的透水性变差，潜水位逐渐抬高，地下水可以在扇缘前端溢出地表，形成溢出泉，故称溢出带。
在补给充分的洪积扇中，潜水溢出可形成泉、湿地、沼泽、湖泊。
当洪积扇补给不足时，或过量开采地下水，使得潜水不能溢出。在此情况下，由于溢出带附近地下水位埋藏浅，蒸发作用强烈，潜水的矿化度增大，水化学类型也相应地变为重碳酸盐-硫酸盐型及硫酸盐或氯化物型水。
6.1.2.3 垂直交替带(Ⅲ)
垂直交替带位于洪积扇的扇缘，地形平坦，常与平原河流冲积物或湖积物形成复合平原堆积，形成具有多层状结构的含水系统。此带地下水径流滞缓，潜水主要消耗于蒸发，并接受下部承压水顶托补给，故称为垂直交替带。由于下部含水层可以获得来自较高水位的上游地下水的补给，钻井揭露承压水后，承压水往往能通过钻井自溢出地表，成为自流井。
在干旱气候条件下，蒸发作用使潜水矿化度增高，可以高达10g/L以上，水化学类型也变为以氯化物型为主的水，所以垂直交替带又称盐分堆积带。从剖面上看，上部的潜水是咸水或微咸水，下部承压水是水质良好的淡水，地下水大体上具有“上咸下淡”的水质变化。
以上3个带的划分仅适合于典型的洪积扇，代表了洪积扇纵向地下水总的变化趋势。随着具体条件的不同，冲洪积扇地下水的特点会有所不同。
洪积扇的富水性不仅受到上述3个地下水分带的控制，而且还受控于扇体表面洪流沟道的流水作用。富水地段与洪流沟道的分布一致，大致呈不规则的放射状。例如陕西富平县的山前洪积扇中，在富水性最好的洪积扇中部洪流沟道上钻井涌水量可达50～100m3/h，在洪积扇两翼的古洪流沟道上，钻井涌水量为20～50m3/h;而在古洪流沟道之间，机井涌水量一般小于10m3/h。
洪积扇出山口部位叫扇顶，扇的外围边缘部分叫扇缘，从扇顶到扇缘之间地带叫扇中
从平面看洪积扇扇顶堆积的是粗大的砾石，由扇顶向扇缘的堆积物颗粒逐渐变细从剖面上看洪积扇的底部主要是由粘土或亚粘土物质组成，垂直向上物质逐渐变粗，由砂砾石组成
洪积扇上层砂砾含量多，孔隙大，透水性强；下层粘土含量多，孔隙小，透水性弱。当地表水下渗转为地下水时，遇到粘土层，垂直下渗的水流流速变慢，地下水转为水平流动，到了洪积扇的边缘，地下水位接近地面，成泉水出露。因此，洪积扇的边缘地带常是人类经济活动场所，居民点和农田大多分布在这些地方。
由于洪积扇的地形和岩性结构具有上述分布规律，使洪积扇中地下水的埋藏分布，在水位、水质、水量等各个方面，表现出相应的特点。
1) 洪积扇的上部 ( 图 9 － 3，Ⅰ) : 粗大的颗粒直接出露地表，或仅覆盖薄的土层，十分有利于吸收降水及山区汇流的地表水，是主要补给区。此带地势高，潜水埋藏深( 水位埋深十余米乃至数十米) 。岩层透水性好，地形坡降大，地下径流强烈。蒸发微弱而溶滤强烈，故形成低矿化水 ( 数十毫克每升到数百毫克每升) ，以重碳酸盐型水为主。此带属潜水深埋带或盐分溶滤带，其动态随气象和水文因素而变化，水位动态变化大。此带的地下水水质好，水量大，但水位埋藏深，取水不便。
2) 洪积扇的中部 ( 图 9 － 3，Ⅱ) : 从洪积扇上部向下，随着地形变缓，颗粒变细，透水性变差，富水性降低，径流变弱，地下水位埋藏也变浅。当潜水运移过程中受到前方黏性土沉积物的阻挡，水流被顶托上抬出现壅水而使水位接近地表，可形成泉与沼泽，故此带称为潜水溢出带。在干旱或半干旱地区，由于水位埋藏浅，蒸发作用加强，且径流途径加长，水的矿化度逐渐增高，水化学成分逐渐由重碳酸盐型变为重碳酸 － 硫酸盐型、硫酸 － 重碳酸盐型，或硫酸盐型，故此带又称盐分过路带。
这一带潜水含水层之下，在稳定的黏性土覆盖的砂砾石层中，可构成多层承压含水层。它受上游潜水的补给，故承压水位逐渐高于潜水位，在溢出带外缘地形低洼处，可形成自流。承压水不易受到蒸发影响，一般为矿化度小于 1g/L 的淡水。因此，这一带地下水以浅部潜水溢出和深部承压为特征。
3) 洪积扇的下部 ( 图 9 － 3，Ⅲ) : 此带常与冲积、湖积物等形成复合堆积平原。沉积物主要由粉土、黏性土与一些细砂、粉砂的互层或夹层组成。此带由于地形平坦、透水性弱，故径流缓慢，使地下水趋于停滞状态。在河流排泄作用的影响下，潜水埋藏深度比溢出带稍有加深，故称潜水下沉带。但水位埋深仍很浅，蒸发作用强烈，水以垂直交替为主，故又称潜水垂直交替带。由于潜水大量蒸发，使矿化度急剧增加 ( 一般大于 3g/L) ，在干旱地区的内陆盆地有时可达 50g/L，水化学类型常为硫酸盐 － 氯化物型或氯化物 － 硫酸盐型，最后可为氯化物型水。此带在地表常形成土壤盐渍化，故还称盐分堆积带。
此带的沉积厚度较大，在深部常有中、上部延伸下来的砂层，形成深部承压水。承压水在水头作用下，经上覆弱透水层越流补给潜水，在一定程度上加强了潜水的蒸发作用。
综上所述，洪积扇中的地下水由山口向平原 ( 盆地) 方向总的分布规律是: 由于水动力条件控制着沉积作用，洪积扇显示良好的地貌、岩性分带，即地貌上坡度由陡变缓，岩性上由粗变细; 从而决定了岩层透水性由好到差，富水性由强变弱，地下水位埋深由大变小，径流条件由好到差; 随之，地下水的排泄由径流为主转化到以蒸发为主 ( 干旱半干旱气候下) ，水化学作用由溶滤到浓缩，矿化度由小到大，水化学类型产生相应变化;地下水位的变动也由大到小 ( 表 9 －1) 。在这里，很好地体现了自然现象之间相互联系与相互依存的关系:
( 地表) 水动力条件分带 → 沉积作用分带 →地貌、 岩性分带 →地下水分带。
表9－1 我国某些洪积扇的水文地质特征
( 据 1978 年统计资料)
图9－4 因新构造运动引起的洪积扇地下水位异常( 据王大纯等，1995)
上面所说的是洪积扇中地下水的一般规律，在特定的自然地理、地质背景下，洪积扇中的地下水有其独特性。例如，洪积扇顶部通常潜水埋藏深度大，不利于取用地下水，因此，城镇大多分布于溢出带以上最利于取用地下水的地带，这在我国华北很普遍。但是在我国西北的某些山前地区，洪积扇上带的潜水埋藏深度往往反而比中带浅得多。这是因为新构造运动使隔水基底呈现差异断块活动，近山处基底上升而远山处下降，故使两侧地下水位形成跌水 ( 图 9 －4) 。
洪积扇的水化学分带在不同气候条件下差别较大。干旱气候的祁连山山前倾斜平原，年降水量只有 50 ～170mm，降水入渗补给地下水微乎其微，蒸发强烈，显示良好的水化学分带。洪积扇顶部为矿化度小于 1g/L 的重碳酸盐水，中间过渡带为 1 ～3g/L 的重碳酸 － 硫酸盐水和硫酸盐 － 氯化物水，溢出带以下为矿化度大于 10g/L 的氯化物水。而湿润气候的川西山前倾斜平原，年降水量高达 1000mm 以上，由洪积扇顶部直到溢出带以下，均为矿化度小于0. 5g / L 的重碳酸盐水，水化学分带很不明显。
什么是水下冲积扇
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冲积扇分布在什么地区
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地下水类型与水文地质分区
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河南平原第四系地下水储水地层与控水构造
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