地下水資源知多少
◎? 耿百利 趙明杰 趙莉源
水是生命之源,,地球之所以擁有生命,,就是因為有水源的存在。地球的演化,,生物及人類的起源,,無不與水相關(guān)。沒有水的存在,,地球?qū)尸F(xiàn)出一片死氣沉沉的景象,,只有荒涼和寂寞纏繞著地球,看不到萬物的生機勃勃,,聞不到百花的香味濃郁,,也看不到人類生活的熱鬧場面,。
地球中水的分布
眾所周知,地球是一個富水的行星,。地球表面70.8%的面積被水所覆蓋,,總計約13.86×1017立方米,水量看似巨大,,但咸水多,,淡水少,且分布不均勻,。其中,,97%是咸水,無法供人類直接使用或飲用,,與人類生產(chǎn)生活息息相關(guān)的淡水僅占3%,。在這為數(shù)不多的淡水中,兩極冰蓋,、高山冰川和永凍地帶的冰雪等人類難以利用的固態(tài)水占比超過了2/3,,僅有不到1/3是液態(tài)水。在人類真正能夠利用的液態(tài)淡水中,,地下水量約占99%,,江河湖泊等地表水僅占0.26%。因此,,地下水對人類社會有著非常深刻的影響,。
地球中的地下水
地下水,是指賦存于地面以下巖石空隙中的水,,狹義上是指地下水面以下飽和含水層中的水,。國外學者認為地下水的定義有三種:一是指與地表水有顯著區(qū)別的所有埋藏在地下水的水,特指含水層中飽水帶的那部分水,;二是向下流動或滲透,,使土壤和巖石飽和,并補給泉和井的水,;三是在地下的巖石空洞里,、在組成地殼物質(zhì)的空隙中儲存的水。在國家標準《水文地質(zhì)術(shù)語》(GB/T 14157-93)中,,埋藏于地表以下的各種形式的重力水被定義為地下水,。
地下水的分類有多種方式。根據(jù)成因,,可將其分為凝結(jié)水,、滲入水、埋藏水,、原生水和脫出水等,。根據(jù)其力學性質(zhì),,可分為結(jié)合水、毛細水和重力水,;根據(jù)礦化度,,可分為淡水、微咸水,、咸水,、鹽水和鹵水;根據(jù)其埋藏條件,,可分為潛水,、承壓水和上層滯水。根據(jù)其含水介質(zhì),,可分為孔隙水,、裂隙水和巖溶水。目前,,應(yīng)用比較廣泛的,、具有代表性的分類方法,是根據(jù)地下水的埋藏條件和含水介質(zhì)的空隙性質(zhì)進行劃分的綜合分類方法:首先根據(jù)地下水的埋藏條件,,然后再根據(jù)含水介質(zhì)空隙性質(zhì),,將二者組合成9種復合類型的地下水。
地下水的補給來源主要為大氣降水和地表水,,凝結(jié)水以及水庫滲漏,、灌渠,、農(nóng)田灌溉,、工業(yè)生活廢水的排放、人工回灌等人類活動也是地下水補給的重要來源,。在一定條件下,,地下水還接受山前和鄰區(qū)的側(cè)向補給以及相鄰含水層間的越流補給。地下水的排泄方式為泄流,、蒸發(fā)與蒸騰,,泉為地下水的天然排泄方式,井孔開采,、礦坑疏干,、開發(fā)地下空間排水、農(nóng)田排水等人類活動屬于地下水的人工排泄,。在一定條件下,,地下水還發(fā)生側(cè)向徑流和越流排泄。
地下水作為水資源的重要組成部分,,分布廣泛,,變化穩(wěn)定,,水質(zhì)良好,便于應(yīng)用,,是理想的飲用水源,,也是生活、農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水的重要供水水源,。富集特定鹽類和元素的地下水,,稱為工業(yè)礦水。含有某些特殊組分,、具有某些特殊性質(zhì),,因而具有一定醫(yī)療保健作用的地下水,稱為礦(質(zhì))水,。工業(yè)礦水和礦(質(zhì))水為社會經(jīng)濟發(fā)展,,特別是工業(yè)生產(chǎn)和居民生活等提供了重要支撐。地球是一個巨大的熱庫,,蘊藏著豐富的地下熱能,,熱水和熱蒸汽是主要載熱流體,可服務(wù)于人類供暖,、溫室建立,、地熱發(fā)電等活動。泉水,、溫泉,、古井遺跡及濕地等地下水景觀,也是良好的旅游資源,。
地下水與環(huán)境
地下水作為人類寶貴的資源,,其水質(zhì)直接影響人類日常生活和身體健康,地下水水質(zhì)危害分為天然地下水水質(zhì)危害和人為活動導致的地下水水質(zhì)惡化,。天然有害地下水作為飲用水源,,會引起克山病、大骨節(jié)病等地方病,。城鎮(zhèn),、廠礦的廢渣及廢水排放,農(nóng)田施加農(nóng)藥,、化肥施用,、污水灌溉及濱海地區(qū)過量人工開采地下水導致的海咸水入侵等均為人為活動導致的地下水水質(zhì)惡化。地下水流動緩慢,,一旦被污染,,具有過程緩慢、不易發(fā)現(xiàn)和難以治理的特點。即使污染源被徹底消除,,地下水水質(zhì)的復原也需經(jīng)過十幾年,,甚至幾十年。因此,,地下水污染基本不可逆,。
地下水的不合理利用,會導致一系列負面影響,。在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中,,地下水不僅水質(zhì)好、成本低,,也便于利用,,因此被大量使用。一旦地下水位會出現(xiàn)變幅,,便可能引起地面沉降,、地裂縫、巖溶塌陷,、滑坡等地質(zhì)災害,,以及土壤、地下水所支撐的生態(tài)系統(tǒng)退化等生態(tài)環(huán)境問題,。人工修建水庫堤壩,,使地下水的壓力和水力梯度發(fā)生變化,會誘發(fā)地震,、管涌等災害,。當砂礫層顆粒不均勻,地下水水力梯度發(fā)生變化時,,會發(fā)生潛蝕,。開鑿礦山、隧道,,城市建設(shè)地鐵,、開發(fā)地下空間,地表開挖露天礦坑及建筑基坑等地下及地面開挖活動,,都可導致地下水涌出,并常伴隨巖土體變形及位移,。
地球上真正可供人類利用的淡水資源是十分有限的,,地下水資源則更少,由于受其存儲空間和更新緩慢所限,,并不是取之不盡,、用之不竭的。因此,我們不但要了解地下水的來源,、功能和重要性,,以及過量開采地下水的危害,更要防止地下水污染,、保護地下水環(huán)境,,珍惜地下水資源、節(jié)約用水,、愛護地下水,、合理開發(fā)利用地下水。
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