堅硬的基巖在各種應力的作用下發生破壞變形後產生裂隙，賦存在裂隙空隙中的水屬於裂隙水。就整個巖體來看，裂隙空隙率很小，只有0.1%～2%，較松散孔隙介質的孔隙度要小幾倍到十余倍。裂隙在巖體上分布不均，具有明顯的方向性。裂隙介質較孔隙介質，在均勻性、儲水性、滲透特征等方面有很大不同。各種應力成因的裂隙互相切穿、連通構成裂隙網絡，形成裂隙含水系統，其空間分布和架構，決定水的賦存、運移特征。
1.裂隙含水系統的類型
按裂隙成因可分為風化裂隙水、成巖裂隙水、構造裂隙水和卸荷裂隙水。由於形成裂隙的應力類型不同，所形成的裂隙空間分布、發育規模及水流特性存在差異。
（1）風化裂隙含水系統
是溫度變化，水、空氣生物等風化營力作用使地表巖石產生的裂隙中的含水系統。在風化營力長期持續的作用下，風化裂隙密集而均勻，無明顯的方向性，連通性較好，往往形成風化裂隙網絡，包裹在巖石表層，壹般厚度為數米到數十米。自上而下，巖石風化帶可分為強風化帶、中等風化帶和弱風化帶。表層為強風化帶，巖石成壤作用強烈，為植被生長提供了良好的土壤條件；在中等風化帶中，裂隙密集，連通性好，有利於地下水賦存、運移；弱風化帶，風化裂隙發育不良，母巖新鮮，成為裂隙含水系統的隔水層。
風化裂隙的發育受巖性、氣候和地形控制。通常，含泥質成分較高的巖石，風化裂隙雖然發育密集，但常被泥質充填，失去儲水和導水能力。由多種礦物組成的結晶巖（如花崗巖、片麻巖和混合巖等）風化裂隙發育，常形成良好的風化裂隙帶。
地形平緩、剝蝕作用微弱的地區，有利於風化殼的形成與保存，通常在地形低窪地區和緩坡地帶風化殼發育完全。在巖漿巖和深變質巖分布區，常形成上部為土壤層、中部為風化裂隙帶、底部為不透水母巖的結構，這種結構為植被生長提供了十分良好的水、土條件。尤其在匯水條件較好的溝谷中，風化裂隙含水系統能匯集較多的水量，除滿足植被需水外，風化裂隙水多以下降泉或泄流的形式排入地表水中。見圖5-5。
圖5-5 風化裂隙示意圖
風化裂隙隨地形變化呈不連續分布，通常規模有限，補給、排泄途徑短，泉水動態季節變化大。
（2）成巖裂隙含水系統
是巖石在成巖過程中受內應力作用產生的原生裂隙中的含水系統。巖漿巖成巖過程中的冷凝收縮、沈積巖的脫水固結會產生成巖裂隙，通常這兩種裂隙閉合性好，含水意義不大。只有兩種類型成巖裂隙才有可能構成有供水意義的裂隙含水系統：壹種是陸相噴溢型的玄武巖成巖裂隙構成的含水系統，這類玄武巖成巖裂隙最為發育，巖漿冷凝時，常形成六方柱狀和層面節理，具有張開性、連通性好、分布密集的特點，能構成導水良好且水量豐富的含水系統，在噴溢型玄武巖分布區，常成為有供水意義的水源，例如夏威夷、我國內蒙古和海南省北部，噴溢型玄武巖中常賦存著豐富的地下水，成為當地重要水源；另壹種是，巖脈冷凝形成的脈狀裂隙含水系統，巖脈和侵入巖體冷凝收縮後，在與圍巖接觸帶常形成張開性好的冷凝裂隙，這類裂隙發育深度大，近於垂直，當與其他成因的裂隙連通時，便構成具有導水和儲水功能的裂隙含水系統。出露的上升泉，水量較小，動態不穩定。
（3）構造裂隙含水系統
構造裂隙是在地殼運動中產生的構造應力造成巖石破裂形成的，包括斷裂和裂隙。構造裂隙分布最廣，最為常見，具有較強的方向性、非均勻性、各向異性和隨機性。受構造應力場的控制，構造裂隙具有明顯的方向性。人們所觀察到的構造裂隙，是不同地質時期構造應力場的產物，具有明顯的繼承性。隨著不同地質時期構造應力場作用方向的轉換，受其影響的裂隙也會出現相應的壓性和張性的相互轉換。例如，區域構造應力場作用方向發生變化，使原來壹些切穿長度大的壓扭性裂隙轉換為張性後，具有很強的導水和匯水能力。
（4）褶皺中的裂隙含水系統
圖5-6 褶皺上的裂隙
層狀巖石褶皺上的裂隙，按其與褶皺軸線的關系可分為縱裂隙、橫裂隙、斜裂隙和層面裂隙。縱裂隙走向與褶皺軸壹致，在背斜頂部為張性裂隙，延伸較長，可切穿多層巖石，在褶皺核部，則為壓性閉合裂隙。橫裂隙與軸線走向近於垂直，多為張性裂隙，延伸短。斜裂隙為剪性應力形成，是壹對***軛節理。層面裂隙是巖層褶皺時巖層之間順層滑動所致。發育在褶皺上的裂隙相互切割、連通，構成網絡狀的裂隙含水系統（圖5-6）。壹些隱伏在地下水位以下的背斜軸部水量較為豐富。褶皺中含泥質較高的塑性巖層，裂隙易被泥質充填，導水性差，脆性巖層裂隙發育，導水性好，因此，褶皺裂隙含水系統，往往被不透水的泥質巖層分割為若幹個含水子系統。
（5）斷裂帶中的裂隙含水系統
斷裂帶是構造應力集中釋放造成具有位移的破裂形變。大斷裂帶可延伸幾十千米乃至上千千米，斷裂帶寬達數百米至數千米。例如，阿爾金深斷裂走向NE—NEE，全長1500km，由多條斷裂組成，破碎帶寬達20km。壹定條件下，斷裂帶及其次生斷裂和裂隙有可能構成裂隙含水系統。
斷裂的力學性質和兩盤巖性控制著斷裂的導水和儲水性。壓性斷裂，通常規模較大，斷裂面擠壓緊密，密實不透水的構造泥充填其中，為阻水斷裂。當其發育在脆性巖層中時，斷裂兩盤，尤其是主動盤，張扭性裂隙發育，導水性好，構成以阻水壓性斷裂為邊界的帶狀裂隙含水系統，具備良好的導水和儲水功能，常構成沿斷裂分布的帶狀裂隙含水系統（圖5-7）。張性斷裂，斷裂面張開，破碎帶多為構造角礫巖，發育在脆性巖層中的張斷裂，常形成導水性能良好的裂隙含水系統。而發育在泥質地層中的斷裂則不然，無論是壓性斷裂還是張性斷裂，由於泥質經常充填在裂隙中，透水性很差，往往構成含水系統的隔水邊界。
圖5-7 斷裂帶裂隙系統含水示意圖
區域構造應力場控制著構造裂隙的區域走向。在區域構造應力場作用下，形成的裂隙具有切穿長度大、方向性強、分布範圍廣的特點。如華東和華南地區，挽近區域主應力場方向近SE-NW向，垂直於應力場方向，NE向斷裂呈現壓性，閉合，導水性較弱；而NW向斷裂，卻顯示張性特征，其切穿長度大，導水性較好，往往形成規模較大的裂隙含水系統，具有壹定的供水能力。南京大學肖楠森教授，很早就註意到這壹現象，指出走向NW270°～290°的斷裂具有良好的導水性，並利用該組斷裂中氡氣含量較高的特征，運用α徑跡法來探尋隱伏斷裂。NW向的斷裂與其他方向的斷裂組合，常構成導水性良好的裂隙含水系統。
2.裂隙網絡與裂隙含水系統
按巖石中裂隙尺度大小可分為微裂隙、中裂隙和大裂隙三種：微裂隙，在巖石中分布十分密集，裂隙寬度十分細小，導水性差，具備壹定的儲水功能；中裂隙，在巖石露頭上經常見到，延伸長度幾米到幾十米，裂隙寬度很容易測量；大裂隙（包括斷裂），張開寬度大，延伸遠，匯水能力強，常成為主要的導水通道。
從三維空間來看，單個裂隙就像是壹張在巖石中延伸的薄片（厚度為空隙寬度），當不同尺度的裂隙相互切割、連通，形成連續的導水通道時，便架構成立體的裂隙網絡體系。在裂隙網絡內，雖然水僅限於在狹縫狀的裂隙空隙通道中流動，但還是遵循最小阻力原則，即裂隙水總是選擇水頭損失最小的裂隙通道運移，該通道應是裂隙網絡中阻力最小裂隙的拓撲學路徑組合。田開銘教授（1982）曾經做過窄縫交叉流試驗，試驗表明，在上、下遊水頭和進水流量保持不變的條件下，水流經縫隙交叉處後，細縫中流量減少，寬縫中流量增加，水流向寬縫中匯集。該試驗說明，在裂隙網絡體系中，水流總是選擇寬導水性好、水流動水頭損失小的裂隙通道運移、匯集。因此，空間位置低、導水性好的大裂隙，往往成為裂隙水匯集、運移的主要通道。裂隙含水系統中具有統壹的水力聯系，水位受最低排泄點位置控制。大尺度的裂隙含水系統匯水範圍和徑流，可以不受地形分水嶺的限制，只受控於補給區與排泄點的空間位置。
例如，山東萊州望兒山金礦，周圍地層為太古宙黑雲母斜長片麻巖，礦體位於NE走向的望兒山大斷裂帶內，呈脈狀，NE走向，傾向NW。望兒山斷裂帶經歷多期活動，後期以壓性活動為主，導水性差，有數條NW280 °斷裂穿過礦體。該組斷裂先期為壓扭性斷裂，斷裂平直，延伸遠，傾角75 °～83 °，後期以張性活動為主，屬於導水斷裂。采礦巷道與礦體走向壹致。礦坑湧水量隨掘進深度增加而增大。目前掘進深度為-450 m，礦坑湧水量達到12000 m3/d以上，湧水量動態較為穩定，豐水年湧水量有所增加，枯水期湧水量也在10000 m3/d以上。出水點位於NWW向斷裂與NE向斷裂交匯處或NWW向斷裂附近的卸荷裂隙中（由NE向裂隙減壓張開形成），呈面狀和線狀出露。望兒山金礦周圍出露大面積的片麻巖，西部只有壹個面積不足50 km2 的匯水盆地，按理不應有如此大的湧水量，但該礦恰位於NWW向區域裂隙含水系統導水通道上，采礦巷道變成該裂隙含水系統的最低排泄點，隨著掘進深度加大，排泄點位置不斷降低，匯集的水量也就不斷增加。而周圍數個與望兒山金礦毗鄰的礦井，由於不在導水通道上，湧水量很小，不足1000 m3/d。從礦坑湧水量穩定而量大的特征來看，NWW向區域裂隙含水系統具有匯水面積大、集水能力強的特點。要想降低礦坑湧水量，減少排水費用，必須查明導水通道結構，選擇適當的位置，進行封堵，才能收到事半功倍的效果。
裂隙含水系統中，地下水滲流十分復雜，要確定裂隙水的主滲路徑很困難。目前從事裂隙水研究的學者，正試圖在精確測量巖體上裂隙產狀、延伸長度、裂隙間距、裂隙寬度等要素的基礎上，通過三維裂隙網絡空間分析，建立裂隙水三維流動模型，確定導水通道位置。該研究方向是現階段裂隙水研究的前沿課題，可能為解決復雜的裂隙含水系統滲流問題帶來希望。