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泉水叮咚响(2)

时间:2022-04-20 归属:中国名泉
  地下水资源多少,不单单只看岩石的空隙条件,还要看岩石空隙的大小及其连通状况,岩石的透水能力等状况。如粘土的孔隙度高达60,但因孔隙细小,透水性极差:砂子的孔隙度约为粘土的一半,但有较强的透水性能。岩石的透水性能,通常用渗透系数表示,单位是米/昼夜(24小时)。根据岩石的渗透系数,将岩石的透水性能分为五类(见表1):当岩石的渗透系数小于0。 001米/昼夜,称不透水层或隔水层。其固体颗粒粒径越大,越均一,连通性越好,富水性越强。“面面砂(粉砂》、娃娃泥(粘质砂土),有水仅够小桶提、细流砂(细砂)、小米砂(中砂),有水可够水车拉;高粱砂(粗砂)、石馒头(卵石),水足可供机器抽。”这顺口哩语不正说明了地下水形成的地表岩石和松散堆积物条件。

  透水性强透水岩石透水岩石弱透水岩石微透水岩石小透水岩石表1各种岩石的渗透系数表渗透系数(米/昼夜)}代表}h}岩石K>10K=10一1K=1一0。 01K=0。 O1一0。 001K<0。 001砾石、粗砂、溶洞发育的岩石砂、裂隙发育的岩石细砂、亚砂土、裂隙发育较差的岩石粉砂、亚粘土、砂质页岩等粘土、淤泥、无裂隙的致密状页岩等。

  其次,决定地下水的储存与出露状况的是相应的地质构造和地貌等条件。地表疏松堆积的土壤和裂隙广布的岩石,使元孔不入的大气降水就“乘虚”而入,由这种渗入作用而形成的地下水叫渗入水。渗入水的少量能被土壤、岩石颗粒表面的静电引力和分子引力所吸附。形成一层极薄的水膜叫结合水(其中强结合水又叫吸着水,弱结合水又叫薄膜水),这部分被固体颗粒牢牢吸住的结合水,一般情况下不能再下渗了,这种水只能供土壤中的微生物的生长使用。还有少部分渗入水,进入土壤和岩石的细小孔隙(叫毛细孔隙)中,受表面张力和附着力的共同作用,通常也滞留下来,保持在土壤、岩石中,叫毛管水,能被植物根系吸收或蒸发而失去。只有渗入到较大的土壤孔隙或岩石裂隙中的大气降水,才能在重力作用下。自由地向土壤、岩石深处运动,充满于空隙中,这种水称划重力水,也就是我们平时看到的井水、泉水等。重力水也不能无限地垂直下渗,因到一定深度后,岩石的裂贮变成闭合状或呈致密块状,水再无法渗人,于是被阻存在岩石裂隙和土壤空隙之中,形成有一定厚度的饱水带;其上是未被重力水饱和的饱气带。水文地质学上,将重力水能通过的地层称透水层,重力水不能通过的地层叫隔水层,透水层被重力水饱和后就是我们常称的含水层。

  自然界中含水层和隔水层有多种组合形式,又常常互相叠置、相间分布。根据地下水埋藏形式不同,将其区分为上层滞水、潜水和承压水,上层滞水是存在于饱气带里局部隔水层之上的重力水;潜水是赋存于地表以下第一个连续隔水层之上的重力水,潜水的自由水面叫潜水面。槽水面的坡度一般小于地表的坡度,在地形低凹处与地表面相交,地下水出露地表形成潜水泉。地下水均是自上而下流出地表,称为下降泉。地下水埋藏在两个隔水层之间,还承受一定的静水压力。这类埋藏形成的水叫承压水,承压水顶部隔水层一旦有裂隙或被流水切穿与地面沟通时,水自下部涌出地表形成承虚水泉。承压水形成的泉,水自下而上运动,称为上升泉。上层滞水和潜水由于埋藏较浅,其丰富程度与气候条件息息相关,涌水量很不稳定,甚至旱季断流,销声匿迹。上层滞水泉常常是季节性泉。

  大气降水或地表河水能够渗入地下,经过一段时间流动后,在适宜的部位出露地表形成泉。这类泉的涌水量明显地受地质、地貌条件控制。这是因为地质、地貌条件决定着地表水的汇集、径流和渗入作用,进而影响着埋藏于表层的地下水的丰富程度及泉水的涌出量。加坡面缓倾,地形平坦,植被茂密,相对位置较低的盆地、凹地及沟谷低地,地下水丰富,“三面环山中间低,水流都在盆地里”、“两沟相交,泉水滔滔”就是例子。反之,透水性差的红粘土区,黄土丘陵区或沟谷切割深度大、密度高的基岩山区,大气降水多以地表径流方式排泄掉,渗入补给地下水的量很少,地下水相对贫乏。

  从山区到平原,俩者之间在地貌上常常有一个规模不等的过渡带,在这个地带内接受山区带来大量的碎屑物质堆积,形成洪积—冲积扇。山前洪积物以沙砾,砾石为主,透水性极强,不仅可接受山区下泄的地下径流,而且能吸收大气降水以及来自山区的地表径流,成为山前地带地下水的主要补给区。杭州西湖三大名泉之一的玉泉水的由来,正是由于当大气降水和地表溪流,从北高峰、飞来峰、天竺山、月桂峰以及桃源岭、灵峰等三面向玉泉汇流,到达山坡和平缓丘岗地交界处时,遇到洪积扇顶部粗大的碎屑物质,大部分地表水便渗透到洪积扇的堆积层中,变成地下水,源源不断地流向玉泉。由于山前洪积物厚度大,径流条件好,埋藏较深,受蒸发作用损失的水分不多,从而形成丰富的地下水储存带。如黄河流出禹门口形成百余平方公里的冲积扇,附近并深50多米,沙砂石层厚40米,单井出水量高达每昼夜5000多吨。新疆干旱地区的绿洲,几千年来,劳动人民利用山前洪积扇地下水,创造性地修建了引水工程一一坎儿井,把径流带潜水引入潜水下沉带进行灌溉。

  平原一般多分布于近代地壳沉降区,但各地沉降速度并不一致,在这里堆积着厚度不等,成因不同的松散沉积物,包括湖相、河流相、海相等。如我国华北平原第三纪以来沉积了700一800米,有的甚至达1000米左右厚的新生界沉积层,内部结构比较复杂,多种成因类型相互叠置,在垂直方向上有几个含水层,在水平方向上有的成带,有的不连续。地下水资源埋藏丰富,有利于开采利用。

  地下水除主要来自大气降水补给外,还有小部分是当大气中水汽压大于土壤中的水汽压时,大气中的水汽可进入土壤及其他松散堆积物中,在温度降低到零点时便凝结成水。这部分水尽管甚少,但在降水极少,地表温度昼夜变化急剧的干旱沙漠区,水蒸气的凝结作用在经常进行着,凝结水是干旱沙漠区地下水的主要补给来源。

  山地是近期或地质历史上长期隆起的结果,它多少经过变动,岩石裸露,经受风化、侵蚀破坏,有利于地下水通道的形成,以接受大气降水的补给。但山地情况是复杂的,事实上,有的山区地下水资源丰富,有的则不然。如位于东岳泰山玉皇顶西南侧碧霞柯后的天井泉,所在的地形条件很差,方圆数百公里内四周皆悬崖峭壁,利于大气降水地表流失,而不利于降水的下渗,尽管泰山年降雨量达1000余毫米,但大气降水渗入补给地下水的条件极差。那么,天井泉水是从哪里来的呢?

  泰山是在地势低平的平原和丘陵区儿然拔起的一座山岭,山下的空气温度高,包含着相当丰富的水蒸气,山上空气温度低,气压也没有山下高。当山下温暖湿润的空气沿山坡上升时,随着气温下降,水蒸气不断凝结成云雾,除呈现出苍苍缥渺、无边无际的“云海玉招‘”奇景之外,水蒸气还会自大气层不断地进入山顶岩石裂隙中。每当夜晚时,天井泉周围的岩石温度低于饱和云雾的空气温度时,水蒸气逐渐凝结成较大的水滴,这些水滴顺岩石裂隙向下渗流,使地下水经常得到补充,成为天井泉之水的主要来源。无怪乎历来把山与水紧紧连在一起,“有山必有水”,“山高水长”,天公就是如此将“天水”布施到人间。登临泰山顶,能饮上清澈见底、甘醇可口的天井泉水,是极大满足。

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