自流水的形成與區域地質構造的關系極為密切。它經常發生于向斜層，單斜層、構造盆地以及某些比較復雜的斷裂、裂隙系統，其中分布最廣的為向斜構造。在向斜中含水層的分布范圍可分為補給區、承壓區，排泄區。補給區與排泄區是分布在較高的邊緣部分，前者透水層直接出露于地表，地形上位于較高的地段，后者地形上位于較低的地段。大氣降水、地表水從補給區滲入，流經有隔水層覆蓋的承壓區，而在排泄區排出。介于補給區與排泄區之間的為承壓區。

由于自流水含水層具有隔水的頂板，大部分地區不能直接接受降水的補給，因此，它的補給區、逕流區和排泄區分布也不一致。

自流水含水層的補給區直接出露地表，地勢較高，多半是降水補給，只有當補給區有河流通過時，才有可能發生地表水補給。當潛水與自流水發生聯系，潛水位高于承壓水位時，潛水也可以補給自流水。

一個地區可能有兩層或幾層自流水，而互相之間又連通，也可以由水頭高的自流水補給水頭低的自流水。在有自流水分布的廣大地區，含水層的上部有隔水層存在時，地下水都是受壓的，不具有自由水面，它的運動是由靜水壓力造成的。地下水的運動主要取決于含水層的透水性及補給區與排泄區的高差。

自流水含水層的上部為隔水頂板覆蓋，蒸發作用很小，以水平排泄為主。當含水層為流水或斷層切割時，則以泉的形式泄出地表。如果在排泄區有潛水存在，而且承壓水位高于潛水位時，也可以補給潛水。

自流水的形成，主要取決于地質構造，不同的構造形態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，形成一些向斜構造，這些向斜構造往往就是自流水形成最有利的地方。盆地的構造形態，含水層的巖性，都影響著自流水的水量、水質和補給、排泄條件。補給區分布面積大，含水層透水性好，自流盆地水量就比較豐富、穩定。當自流盆地的補給區與排泄區高度相近時，則水的循環比較慢，水質不好。

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，即原來連續的含水層，經過構造運動，使其失去連續性，而與不透水巖石相接觸，造成一側出露地表，成為補給區，另一側當斷層為張性時，成為排泄區。另一種情況是含水層巖性發生變化，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溢出，成為排泄區，其余地帶均為承壓區。有承壓水分布的山前傾斜平原，也是自流斜地。

自流水是指承壓水位高于當地地面，能自行噴出或溢出地表的地下水。過去，也有把承壓水（包括不具備自流條件的承壓水）通稱為自流水的。

自流水的名稱是從法國的Aptya省得來的。過去認為自流水與向斜層狀構造有關，這種構造與巴黎盆地構造相似、事實上，自流水形成的條件可能是各式各樣的。常常可以在撓曲狀或者不對稱單斜的巖層中發現自流水。在很多地區自流水都是存在于復雜的裂隙和斷裂系統中。所有這一切都說明，要得到關于自流水產狀條件的正確觀念，必須詳細研究當地的地質構造和地質史。

自流水的壓力是由于巖層的彎曲產生的，水在含水層中像在導管里一樣，在具有壓力情況下液柱力圖使它們的液面相互平衡。有些地方的地下水擠在兩個不透水層之間，形似狹長的獨木船。水往上往下都沒有出路，也不能向外流走，這里的水從兩頭源源不斷地滲透下來，形成強大的擠動壓力，水緊緊地頂托著上面的不透水層。如果這種地下水露出的位置與地表接連成一線，那么，地表就造成水位上升的現象。如果地表低于這個水位，地表里的巖層若有裂隙，便形成強大的噴泉，或從鉆井中流走。有些地方的承壓水在含水層的一端進，另一端出，水在進入這一段之前是自由自在的，但是進了這一段后便成了自流水，水流出這一段以后，又不受約束了，恢復了它的自由。

自流水和潛水埋藏不同的地方：不僅在自流水的下面是一個隔水層，而且在自流水的上面也存在著一個完整的隔水層。在這兩個隔水層之間的整個透水層中，就充滿了自流水。下部的不透水層稱底板，上部的不透水層叫頂板。頂板至底板的垂直距離為含水層的厚度。由承壓水位至含水層頂板的距離稱為水頭。

因為自流水是承壓的，打井時遇到了自流水，井中水位會有上升的現象，并要到一定的高度才會停止，該水位就稱承壓水位。在情況適合時，水位甚至會高出地面，形成井的自噴現象。一般來說，地面以下從第二層水往下的深層水都是自流水。自流水因為有隔水層和地面隔著，因此它對氣候的反應不及潛水，一年中水位等的變化也較小。自流水是很好的供水源泉，它有上部隔水層擋著，不及潛水容易受污染，動態的變化也較小，特別是當承壓水位高出地面時，打井后井里的水就會自動流出地面。這對取水、灌溉的意義很大。另外在礦坑里，基本能夠遇到深部的自流水，因此自流水是具有很大的實際意義的。

1、阿拉爾盆地位于“聚寶盆”之稱的青海柴達木盆地的西北部，是青海省石油、天燃氣開發基地和鹽化、石棉等工業發展基地，盆地中賦存的地下水資源極為珍貴，是該地區社會經濟發展，尤其是石油化工、鹽化、石棉等工業發展的重要保障。從上世紀五十年代起青海石油部門就在荒無人煙的阿拉爾盆地開展地質工作，并開始開發利用盆地中優質的高壓自流(淡)水資源，但對全盆地的水資源和逐漸開發形成的阿拉爾水源地從未進行過專項水文地質勘查和勘探，加之阿拉爾水源地自流水水頭壓力高(高出地面50~60m)，涌水量大，上部淺層又是咸水，其鑿井及成井難度極大，不合理的開采還會引發區域地下水位下降，深部淡水資源咸化，可利用資源枯等環境水文地質問題。因此，對阿拉爾盆地高壓自流水賦存特征進行研究，并切合實際的選擇可行的資源評價方法對其進行資源評價，提出科學合理的開采量和開采方式，提供當地部門參考使用，是十分必要的。

2、地熱資源開發利用將是人類能源利用的新領域，地熱勘探過程中必將進行地熱井的鉆掘。需要對達不到設計要求高壓自流地熱井，必須經行封井工程，以免次生災害的發生。以高壓自流西寧盆地R1號地熱井為例，采用高壓分段注漿封井工藝，一次性成功。通過本次封井，總結出一套完整封井工藝，可在西寧地區地熱或高壓自流水勘探孔封孔時予以借鑒。

⑴根據向斜構造的封閉程度，可分封閉型自流盆地和開放型自流盆地兩種。封閉型自流盆地向斜構造較完整，地下水徑流條件差，水礦化度較高。開放型自流盆地常被斷層或水文網切割，地下承壓水常沿斷層或河谷排泄于地表。由鉆孔鉆穿自流水盆地上層的隔水層頂板，地下承壓水在壓力作用下，可自動沿鉆孔上涌，當鉆孔位置低于承壓水面時，地下水可噴出地表，形成自流水。

⑵按地質構造，自流水盆地可分為兩人類：①簡單地質構造的盆地；②復雜地質構造的盆地。盆地，向斜層，單斜層中的自流水層屬于第—類；復向斜褶皺內的自流水層屬于第二類，復向斜褶皺即在向斜褶皺之內或其邊緣部分有背斜褶皺層，彎曲，正斷層及逆掩斷層。

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自流水盆地又稱自流盆地，指具有地下承壓蓄水構造的向斜盆地，一般分補給區、承壓區、排泄區三部分。它們有不同的承壓水面(承壓水位)。

自流水盆地中地下水沿其運動的滲透介質和按其透水性可能為均質的或非均質的。通常是非均質的，其中除有不同的透水層外，還有—些不透水層或透鏡狀夾層。由于滲透介質的構造不同，地下水的運動條件亦不同；若不透水層是與走向一致的，則地下水會分成數個自流水層；若透水層與走向不一致，則地下水繞其流過或從其中溢出。

背斜褶皺對地下水運動有特殊作用，此褶皺可能是掩閉的或不掩閉的。當其窟窿部分被不透水層閉止時稱為掩閉褶皺；如果此不透水層被沖垮或是不完整分布的，則此背斜褶皺稱為不掩閉褶皺。當掩閉褶皺時，地下水經過其窟窿部分向蓄水層下面流出；當不掩閉褶皺時。地下水沿其兩翼上升地表，形成下升泉。因為閉上背斜褶皺會妨礙水運動，故可稱為構造洲堤；不掩閉褶皺促進地下水流出地表，可稱為水文地質窗。

承壓地下水分布地區的地質構造，很多成盆地狀，在此盆地中，只要把上一層的隔水層鑿穿，地下水就會在承壓力的作用下，從鉆孔自流上涌，甚至噴出地表。最為典型的是澳大利亞中部的大自流水盆地。

當山區邊緣有單斜的或尖滅的含水層時，可以形成許多特殊的不對稱盆地，叫做自流斜地。自流斜地的補給區和排泄區是相鄰的，承壓區則在邊上。這樣，在補給區和排泄區聯接的地方就不僅可以出現下降泉，而且還可以出現上升泉。水頭是在補給區中形成的，水壓面由含水層與其上不透水層接觸面上的露頭的絕對高程決定。這樣一來，承壓水就會由自流斜地的低洼部分流來(擠出)。因此， 自流水不僅是沿著地層向下運動，而且也向上運動，同時，水可能是朝著突出巖體的一邊流去。自流盆地常常是透水層和較不透水的巖層交疊的系統。含水層愈穩定，補給區的面積愈大，補給區與排泄區的高差愈大，則自流層的水量就愈多。