地下水的藏身之地|大自然的物质循环|地下河地下水分布广

地球上的水是很多的，它不仅分布在地球表面的海洋、湖泊、江河里，同时还以水蒸气和水滴状态飘浮在大气中，还以冰、雪等固体状态分布在高山和两极。此外，还有一些水，它埋藏在人们不易觉察到的地壳中，这就是地下水。

地下河

地下水在我们脚下分布很广。它不仅出现在河网稠密、雨水充沛的地方，也出现在雨水较少的干旱和半干旱的沙漠地区；它不仅出现在广阔的平原地带，也出现在峰峦峭拔的山区；它不仅存在于靠近地面的地层中，在地下13～14千米的深处也有它的踪迹。有人经过粗略估计后，认为地下水的体积约为地表上海洋体积的1/3，大约相当于大西洋的体积，从这个意义上讲，地下水类似于地表上的一个大洋。然而，我们脚下是踏踏实实的大地，怎么能装得下这么多的水？它究竟藏身于何处？

为了回答这些问题，让我们先来做一个简单的实验：拿一个杯子，在杯子里装满砂子，并捣结实，直到一点也装不下去了。可是，自然界还有一种最普通的物质——水，水还能被这个盛满砂子的杯子所容纳，信不信自己亲自试一试。另外一个有水的杯子，慢慢向有砂子的杯子中注入水，看一下，要使砂子全部浸湿耗费了多少水量？有人已试验过，竟能倒入装砂杯子的容积的1/3的水。原来砂粒与砂粒之间有无数的空隙，这些空隙就是地下水的“藏身之地”。

实验中的这种情况是地下水的家的一种，实际上，地下水的家还有其他的形式。

首先看一下地球的最表面——土壤。土壤中含有很多空隙：这些空隙为水的存在提供了空间。每当下雨的时候，雨水便钻到这些空隙中去，直到土壤中再也没有其他存身的地方了，才不情愿地形成水流流走。植物生存需要的水分都是从土壤中吸取的。说土壤有空间为水提供栖身之处。大家可能感到容易理解一些，但是，地下主要是由各种各样坚硬或者松软的岩石组成的。这些岩石也具有这样的空隙吗？答案是肯定的。

松散岩石颗粒之间还有胶结的空隙，我们称为孔隙。沉积岩一般都具有大大小小的孔隙，而且它们在地下常常成层分布。对于那些坚硬而且又致密的岩石，它们没有孔隙，或者有很少的孔隙，但是它们往往具有一些大小不同的裂隙。这些裂隙并不是在岩石形成时同时生成的，而是后来由于风、温度变化等的作用或者由于相互挤压发生破碎时形成的。如果这些裂隙还没有被其他东西充填，就成为储存水的良好场所。(www.xing528.com)

还有一种叫石灰岩的岩石，它的主要成分是碳酸钙，它们是怎样留住水的呢？原来，水沿着岩石的细小裂隙不断流动，把碳酸钙变成碳酸氢钙，并使其溶解于水，这一来，裂隙越来越大，这时的裂隙，我们给它一个新的名字叫溶隙。溶隙不是就不变了的，它还会进一步扩大，形成宽大的溶洞，溶洞常常相互连接，形成地下河。

现在已经明白了这样一个事实：岩体和土体都具有空隙，都可以盛水，那么是否任何岩体与土体都可以成为含水层呢？不是的。有些岩层含的空隙很少，几乎没有容纳水的空间，更不可能让水自由通过；又有一些岩层，空隙可能很多，但空隙的规模太小，虽然可以容纳一定的水，但不允许水自由通过；当然，还有些岩层，不仅具有很多空隙，而且空隙很大，彼此之间联通，不仅可容纳较多的水，而且允许水流自由通过。由此看来，并非任何岩层和土体都可能成为含水层的。到底什么样的岩层才是含水层？

石钟乳

先了解一下什么是岩层的透水性和隔水性。透水性是指岩层允许重力水自由渗透的性能。隔水层则相反，是指岩土体不允许重力水自由渗透的性能。岩层的透水性与岩石中的孔隙大小、多少等因素有关，但是更重要的是取决于空隙的大小及其连通性的好坏。有人已通过实验得出这样一个结论：黏土层含有45%～60%的孔隙，砂砾含有25%～40%的孔隙。让我们在此基础上做一个实验：取一盆水倒在砂土层上，水很快就渗下去了，再取同样一盆水倒在黏土层上，水却停积在黏土层表面。这说明了什么呢？

就实验本身而言，砂土层和黏土层的透水性是不同的。含孔隙多的黏土层的透水性反而次于空隙少、规模大的砂砾层。为什么会是这样呢？这是因为水向岩层中渗透，主要是沿着较大的孔隙进行，砂土层里砂子与砂子之间保留了又多又大的孔隙，所以水很容易从中间向下渗透，而黏土层是由很多细小的黏土颗粒组成的，虽然其中也包含了很多的孔隙，但孔隙非常细小，彼此连在一起，形成了微细的毛细管，当水进入其中时，就被紧紧吸住，所以很难向下渗透。很明显，隔水层是不能成为含水层的，只有透水层才有可能是含水层。但是，透水层不等于是含水层，透水层要成为含水层还需要具备一定的条件，那就是其下部发育有隔水层。只有这样，才能保证流入透水层中的水滞留于其中。

常见的岩层中，透水性最好的是卵石、砾石、砂和有裂隙的岩石，其次是黄土、亚黏土和一些多孔性的砂岩、石灰岩。黏土和密实的无裂隙的岩石，透水性很小或者不透水。