地下水——地壳之下的暗流涌动
相信许多生长在农村的读者对水井一定非常熟悉。与自来水的水源多样化不同,井水的水源就是地下水。到现在为止,我国大部分农村居民使用的还是地下水!由此可见地下水对我们的重要性有多大。那么地下水到底是什么?是在地下流淌的河流吗?下面我们就一起来了解一下关于地下水的知识与奥秘。
“地下水”顾名思义就是埋藏于地球地表以下的各种状态的水。虽然统称地下水,但事实上地下水也不是浑然一体的。这个总量达1.5亿立方千米的“大家庭”的成员可以按照埋藏条件分为三大类:上层滞水、潜水和自流水。下面我们就对这三类水体一一进行介绍。
壮观的间歇喷泉是地下水的一种形式
地下水中最靠近地表的部分就是上层滞水。由于不同地质结构各不相同的隔水作用,下渗的大气降水中有许多都被迫停留在了靠近地表的岩石裂缝或沉积层中,这些水被统称为上层滞水。
地层陷落形成地下水
地下水分布示意图
地下水污染
相比较上层滞水,潜水埋藏略深,但它也处于地表以下第一个稳定隔水层之上。我们通常所说的“井水”大多就是潜水。受地壳压力作用,有时潜水也会流出地面,这就是“泉”。
自流水是三种水体中埋藏最深的。它流动于地下两个隔水层之间。受两个隔水层的压迫,自流水水压极大,尤其是当上下两个隔水层呈倾斜状分布时,夹在中间的水体所承受的压力就更大。这样一来,当人类钻井或钻孔穿过上层隔水层时,强大的压力就会使水体喷涌而出。人们把这种水称为自流水。
生活中我们常喝一些瓶装矿泉水。这种矿泉水就是经过处理的地下水。在地下水中,钾、钠、镁、钙、氯、硫酸根和碳酸氢根七种离子大量分布。正是由于它们的存在,地下水才有了淡水、咸水等区分。为了标志地下水中的矿物质的浓度,人们把地下水中各种离子、分子和化合物的总量称为总矿化度。总矿化度就是区别各种水的标准:总矿化度小于1克/升的称淡水、1~3克/升的称微水、3~10克/升的称咸水、10~50克/升的称盐水,大于50克/升的称卤水。除了总矿化度,地下水还有“硬度”的标准。所谓硬度就是指地下水中钙、镁、铁、锰、锶、铝等溶解盐类的含量。这些溶解盐含量越高,水的硬度越大。(www.xing528.com)
地表水和大气水都处于运动状态,地下水也同样运动不止。据目前所知,绝大多数地下水的运动都是层流运动,也就是同一水层内的循环。当然,地下水与地表水和大气水也有流通往来。比如,就补充上来说,地下水的主要补充源就是降水入渗、地表水入渗补给,灌溉水入渗、越流补给和人工补给。除了这些垂直补给以外,在某些特定条件下,还会发生侧向补给。在排泄上,地下水的排泄方式主要有泉、向地表水体排泄、潜水蒸发、越流排泄和人工排泄。其中,泉是地下水天然排泄的主要方式。
前面我们就曾经说过,地下水为人类提供了大量水源。但在保证人们日常用水的同时,它也会给我们造成一些“小麻烦”。比如,如果地下水过少,那么就会形成枯井、干旱,沿海地区还会形成海水倒灌;可要是地下水过多,会引起地面下陷、矿区坑道出水等。由此可见,地下水的总量需要保持一个平衡。如果盲目和过度开发那必然会形成难以收拾的大问题!
现在我国地下水状况就不容乐观。除地下水使用过多外,水体严重污染也越来越对自然环境造成破坏性影响。
据环保总局监测,2005年全国约一半的城市市区地下水污染严重,而近几年来,这种污染还在日益加剧。
鲜活的泉水像大鱼吐水,汩汩冒泡
与地表水的污染不同,地下水污染十分难以治理。因为一旦污染物进入潜水层,那么就很难将之清理出来。日本早年地下水污染也同样严重,据日本政府评估,要想治理日本被污染的地下水需要耗资800万亿美元!中国的地下水污染面积要远大于日本,由此可知我国的地下水污染问题也面临着严峻的形势。
人们通过这种工具靠压力的方式汲取地下水
地下水污染治理不仅经济成本很高,其治理时间也非常长。由于地下水埋藏较深,因此在那种缺氧、无光照、低温、水流动缓慢、水交替周期长的情况下,要想在短时期内清理出污染物格外困难。据专家估计,即使投入巨资,要想完成地下水的清污工作也至少需要十几年、几十年甚至数百年才可以。正因为这些原因,所以我们对地下水的保护工作刻不容缓。
污染水可致癌
饮用受到污染的地下水会有什么后果?据调查,全世界每年都有大约2500万人死于饮用不洁水,平均到每天,就大约有5000名儿童死于饮用不洁水。此外,受污染的地下水还是各种病菌的有效传播途径。比如,危害巨大的肝炎很大程度上就是通过变污染的地下水传播的。
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