2022年07月07日 星期六

地下水:藏在地下的生命“大管家”

来源:地调局烟台中心 作者:李鑫 李博 王亚东 发布时间:2025-04-02

地下水是指赋存于地面以下岩石空隙中的水,是水资源的重要组成部分。地下水是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。它是地球上最常见的物质之一,对生命的存在和发展起着至关重要的作用。

一、地下水是怎么形成的?

 

地下水的形成是一个复杂的过程,主要与以下因素和环节有关:

大气降水:是地下水最主要的补给来源。降水通过地面的孔隙、裂隙等渗入地下,一部分在土壤层中形成土壤水,一部分继续下渗,到达地下水面,补充地下水。在降水丰富、地形平缓、地表透水性好的地区,降水对地下水的补给作用较为显著。

地表水:河流、湖泊、水库等地表水与地下水相互联系。当河流水位高于地下水位时,河水会通过河床、河岸的孔隙和裂隙渗入地下,补给地下水;湖泊、水库等水体也会通过周边的岩土体向地下渗透,为地下水提供补给。此外,在一些沿海地区,海水也可能通过透水层渗入地下,成为地下水的一种补给来源,但这种补给通常会受到一定的限制和条件影响。

凝结水:在昼夜温差较大的地区,空气中的水汽在夜间遇冷凝结成水滴,渗入土壤和岩石孔隙中,也能对地下水起到一定的补给作用。不过,凝结水的补给量相对较小,一般在干旱地区或特殊的地质条件下才较为明显。

地质构造的影响地质构造对地下水的形成和分布有着重要的控制作用。向斜构造是良好的储水构造,其槽部岩层向下凹陷,有利于地下水的汇集和储存;背斜构造顶部因岩层破碎,也可能成为地下水的通道或储存场所,但储存条件相对较差。断层构造则可以破坏岩层的连续性,沟通不同含水层之间的水力联系,使地下水在不同含水层之间进行运移和交换。

水的循环与运移地下水在岩石和土壤孔隙中并非静止不动,而是处于不断的循环和运移之中。在重力作用下,地下水从补给区向排泄区流动,其流动速度取决于岩石和土壤的渗透性、水力坡度等因素。在流动过程中,地下水会与周围的岩石和土壤发生物质交换,溶解其中的一些矿物质,从而使地下水具有一定的化学成分和物理性质。当地下水遇到隔水层或地形低洼处时,会聚集形成地下水体,如潜水含水层或承压含水层。

二、地下水按埋藏条件分为哪几类?按含水层性质分为哪几类?

按埋藏条件分类:包气带水、潜水和承压水。

 

包气带水指位于包气带(地表以下潜水面以上的地带)中的地下水,主要包括土壤水和上层滞水。土壤水是存在于土壤孔隙中的水分,对植物生长和土壤物理性质有重要影响。上层滞水是在包气带中局部隔水层之上积聚的具有自由水面的重力水,其分布范围有限,水量较小,容易受到污染。

潜水:是埋藏在地表以下第一个稳定隔水层之上,具有自由水面的重力水。潜水的水面称为潜水面,潜水面至地表的距离为潜水埋藏深度。潜水直接与大气相通,受气候、水文等因素影响较大,其水质易受污染,但补给来源丰富,是地下水的重要组成部分,常用于供水和灌溉等。

承压水是充满于两个稳定隔水层之间的含水层中的地下水。承压水承受着一定的静水压力,其水位高于上部隔水层(隔水顶板)。当钻孔揭穿隔水顶板时,水会在压力作用下上升到一定高度甚至喷出地表,形成自流井。承压水受外界干扰较小,水质相对稳定,但一旦受到污染,治理难度较大。

按含水层性质分类:孔隙水裂隙水和岩溶水

 

孔隙水存在于松散沉积物孔隙中的地下水。孔隙水的分布和流动受沉积物的粒度、孔隙度、分选性等因素控制。在山前冲积扇洪积扇以及河谷平原等地区,孔隙水往往较为丰富,是重要的供水水源。例如,我国华北平原的地下水主要为孔隙水,为当地的工农业生产和居民生活提供了大量的水资源。

裂隙水赋存于岩石裂隙中的地下水。根据裂隙的成因,可分为风化裂隙水、构造裂隙水和成岩裂隙水等。风化裂隙水主要分布在岩石风化带中,水量一般较小且分布不均匀。构造裂隙水是由于岩石受构造应力作用形成裂隙而储存的水,其分布与地质构造密切相关,在断裂带、褶皱轴部等部位往往富水性较好。成岩裂隙水则是在岩石成岩过程中形成的裂隙中储存的水,如玄武岩中的柱状节理裂隙水。

溶水又称喀斯特水,是存在于可溶性岩石(如石灰岩、白云岩等)的溶蚀裂隙、溶洞中的地下水。岩溶水具有分布不均、水力联系复杂、流动速度快等特点,往往形成独特的岩溶泉和地下河系。我国西南地区是岩溶水分布广泛且发育强烈的地区,如广西的桂林山水、贵州的织金洞等著名景观,都与岩溶水的地质作用密切相关。

三、地下水在日常生产生活中发挥着什么作用?

维持生态平衡

支持植被生长:地下水为植被提供稳定的水分供应,是许多植物根系吸收水分的重要来源。在干旱和半干旱地区,地下水往往是维持天然植被生存的关键因素,对于防止土地沙漠化、保持水土具有重要意义。

维护湿地生态:地下水是湿地生态系统的重要水源,维持着湿地的水位和水量,为众多珍稀动植物提供了适宜的栖息和繁衍环境。湿地具有净化水质、调节气候、防洪减灾等多种生态功能,而地下水的稳定补给是湿地发挥这些功能的基础。

补给河流湖泊:在枯水期,地下水会通过泉眼、河岸渗透等方式补给河流和湖泊,维持河流水量和湖泊水位,保证河流生态系统的连续性和稳定性,为水生生物提供生存空间。

保障生活用水

提供优质水源:许多地区的地下水水质优良,经过简单处理或直接抽取后即可作为居民生活饮用水。与地表水相比,地下水受污染的风险相对较低,且水质较为稳定,含有丰富的矿物质,适合人体饮用。

应对供水危机:在地表水供水不足或受到污染的情况下,地下水成为重要的应急水源。例如,在干旱年份或突发水污染事件时,地下水可以满足居民基本的生活用水需求,保障城市和农村地区的供水安全。

支持工农业生产

农业灌溉:地下水是农业灌溉的重要水源之一,尤其在地表水缺乏或灌溉设施不完善的地区,地下水通过水井、灌溉渠道等被抽取用于农田灌溉,保证农作物的生长和产量,对保障国家粮食安全具有重要意义

工业生产:许多工业生产过程需要大量的用水,如制造业、采矿业、电力工业等。地下水可以为工业企业提供稳定的水源,满足其生产用水需求。此外,一些特殊的工业生产,如矿泉水生产、地热发电等,直接依赖于地下水资源。

影响地质环境

塑造地貌形态:地下水在岩石和土壤孔隙中流动时,会对周围的岩石和土壤产生侵蚀、溶解等作用,长期积累下来,会塑造出各种独特的地貌形态,如溶洞、地下河、石林等喀斯特地貌,这些地貌不仅具有重要的科学研究价值,还成了著名的旅游景观,促进了当地旅游业的发展。

维持地层压力:地下水在地下岩层中占据一定的空间,对周围的岩石和土层施加压力,起到维持地层平衡的作用。如果过度开采地下水,会导致地下水位下降,地层压力失衡,从而引发地面沉降、地裂缝等地质灾害,给城市建设和人民生命财产带来严重威胁。

四、保护地下水我们应该怎么做?

节约用水

养成良好的用水习惯,如随手关闭水龙头,避免长流水;合理控制用水量,洗菜水、淘米水可以用来浇花,洗衣水可以用来冲厕所等,提高水的利用率。

减少污染

合理使用农药和化肥,按照规定的剂量和方法使用,避免过量使用导致农药化肥随雨水渗透到地下水中,造成地下水污染。妥善处理生活污水和垃圾,不随意向河流、湖泊、沟渠等排放生活污水,将垃圾进行分类投放,避免垃圾中的有害物质渗入地下水中。

加强污水处理

工业企业要严格遵守国家和地方的环保法律法规,建设配套的污水处理设施,对生产过程中产生的废水进行处理,确保达标排放,防止未经处理的废水直接排入水体或渗入地下。

防止地下水污染

加油站、化工企业等要加强对地下储罐、输送管道等设施的维护和管理,定期进行检测和泄漏排查,防止油品、化学品等泄漏进入地下水中。矿业企业在开采过程中要采取有效的措施,防止矿渣、尾矿等废弃物中的有害物质渗入地下水,同时要做好矿区的生态恢复工作,减少对地下水环境的影响。

加强宣传教育

通过各种媒体和宣传渠道,广泛开展地下水保护的宣传教育活动,提高公众对地下水重要性的认识和保护意识,营造全社会关心、支持和参与地下水保护的良好氛围。组织开展相关的培训和科普活动,向公众传授地下水保护的知识和技能,使公众了解如何在日常生活和工作中采取有效的措施保护地下水。

鼓励公众参与

建立公众参与机制,鼓励公众对地下水保护工作进行监督,对发现的违法违规行为及时进行举报。支持和引导社会组织和志愿者参与地下水保护活动,开展地下水保护的公益项目和实践活动,共同推动地下水保护工作的开展。

地下水,这一隐藏在大地深处的珍贵资源,维护着生态系统的平衡,支撑着人类社会的发展,是生命存续不可或缺的关键要素。让我们携手共进,从当下做起,从自身做起,用实际行动守护好地下水。唯有如此,才能确保这条生命之脉在大地之下永远奔腾不息,为子孙后代留下一个水资源丰沛、生态环境美好的家园,让生命的繁荣在地球上延续下去。