Teoría básica del flujo de agua subterránea entre capas por gravedad
El flujo de aguas subterráneas es en realidad el proceso de conversión continua de la energía potencial en energía cinética del agua, fluyendo siempre desde zonas de alto potencial a zonas de bajo potencial. Debido a esto, las áreas de recarga de aguas subterráneas ("fuentes") tienden a ubicarse en terrenos más altos, mientras que las áreas de descarga ("sumideros") se ubican en terrenos más bajos. En consecuencia, J.Tóth llamó terreno controlado a la energía potencial. Partiendo de la premisa de la conexión hidráulica entre estratos, mediante una discusión detallada del modelo teórico y con la ayuda de la expresión general de la energía potencial del fluido (Huppert, 1990), se deriva la forma final de la ecuación de la energía potencial del fluido. 1963 utilizó soluciones analíticas para dibujar el sistema de flujo de agua subterránea de cuencas freáticas bajo control del terreno y supuestos estrictos de homogeneidad e isotropía, y dividió tres sistemas de flujo diferentes, a saber, sistema de flujo local, sistema de flujo intermedio y sistema de flujo regional (Fig. 5.6). Partiendo de la afirmación de la existencia de conectividad hidráulica entre estratos, J. Tóth propuso además en 1980 el concepto de "flujo por gravedad entre estratos", empujando el sistema de flujo hacia un espacio medio que contiene agua y relativamente impermeable. Hasta ahora, la teoría del flujo del sistema de aguas subterráneas entre capas gravitacionales se ha establecido y ha sido ampliamente utilizada en hidrogeología.
Figura 5.6 Diagrama esquemático del sistema de flujo teórico de cuencas freáticas homogéneas e isotrópicas.
El rango de flujo del sistema de flujo local es muy pequeño, el área de recarga no está lejos del área de descarga y la altura del terreno del área de recarga solo es mayor que la del área de descarga cercana. El rango de flujo del sistema de flujo intermedio es medio, y sus áreas de recarga y descarga no son las partes más altas y más bajas del terreno de la cuenca, sino algunos sistemas de flujo locales intermedios. El área de recarga del sistema de flujo regional está ubicada en la topografía (cuenca) más alta de la cuenca, y el área de descarga está ubicada en la topografía más baja (fondo del valle) de la cuenca, con el rango de flujo más grande.
Por lo tanto, la teoría básica del flujo de agua subterránea por gravedad a través de capas se puede resumir de la siguiente manera: siempre que la escala de tiempo sea lo suficientemente larga (como millones o decenas de millones de años), si se mide el agua en el laboratorio o tradicionalmente se considera impermeable. Una medición a corto plazo del "aquiludo" crea una capa de flujo de agua subterránea a través del potencial de gravedad controlado por la topografía. En otras palabras, aquellos medios relativamente bloqueadores de agua que alguna vez se consideraron que tenían una permeabilidad al agua muy débil han producido una enorme circulación interna de agua a gran escala y ya no pueden considerarse simplemente medios bloqueadores de agua (J. Tóth, 1984; Newman y Wei Thurspoon, 1972).
Durante el período de mineralización de la cuenca volcánica de Xiangshan, la riolita dacita y la lava de pórfido como litología principal se enfriaron y consolidaron y, al igual que las rocas metamórficas del sótano, pueden considerarse como un flujo de agua subterránea entre capas por gravedad. A gran escala de tiempo, el flujo de agua en los medios permeables, las rocas volcánicas y las rocas metamórficas del basamento también es bastante grande. La situación paleogeográfica de la cuenca volcánica de Xiangshan controlaba la forma básica del campo de paleoflujo en ese momento, pero la actividad magmática residual, la actividad tectónica y las estructuras de fallas (que pueden considerarse como de alta permeabilidad) después de erupciones volcánicas a gran escala tendrán un papel importante. impacto en el flujo de agua subterránea.