中国大百科全书数据库:大部分液态淡水都在地下 堪称“地下海洋”的地下水都从哪儿来?


淡水是人类和许多其他生命形式生存所必需的物质 。 地球上有很多的水 , 但是淡水资源有多少呢?
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地球上的水资源
假如把整个地球上的水资源都凝结成图上的那个大水滴 , 那么液态淡水就是这个大水滴旁边的那一颗小水珠 , 它包括地下水、湖泊、河流和沼泽水 。 其中约有98%都是地下水 , 而我们所熟悉的湖泊和河流只占2%左右 。
地下水的来源
这么多的地下水究竟是从哪里来的呢?
渗入水:地下水有很大一部分地下水是雨雪等大气降水落到地面以后渗透到地下而形成的 。
这我们在日常生活中也可以体会到 。 大雨之后地面上积了很多水 , 但这些水很快就消失了 , 其中的一部分就是渗透到地下去了 。 至于渗透量的多少和降雨的缓急、地面坡度的大小、岩层的性质以及植被的情况等都有关系 。 例如 , 急雨降在坡度大、植被较差的坚实地面上 , 水的渗透量就少 , 反过来渗透量就大 。 在寒冷的地方 , 冬季降落的雪堆在地上不能马上渗透到地下 , 一般都要等到来年春季天气暖和 , 积雪融化成水之后才能渗透到地下形成地下水 。
凝结水:当地面的温度低于空气的温度时 , 空气中的水汽凝结 , 渗入进入土壤和岩石的空隙中地下也能成为地下水 。
在草原沙漠地区 , 凝结而成的地下水占重要地位 。 例如我国内蒙古以及西北地区气候干旱雨水很少 。 可是 , 这些地方的地下水也很丰富 。 有些研究人员认为这是由于白天沙地被太阳晒得很热 , 夜晚天气变冷接近地面的水蒸气就会凝结成水滴渗入到沙里去 , 成为地下水源 。 沙漠地区面积广大水蒸汽天天这样凝结水向地下渗入 , 再加上沙层孔隙大 , 渗进去的水就不易再蒸发出去 , 所以也就成为丰富的水源了 。
此外还有就是从地底下的岩浆析出的水气凝结而成的初生水、在沉积岩沉积过程中生成的埋藏水;某些矿物(如石膏、芒硝等)所含的结晶水在高温高压下脱出而生成的脱出水 。
地下水也在流动
地球上所有的水都很古老 , 它们甚至比地球本身更早形成 , 并且地球上水的总量是基本恒定的 。 绝大部分水都在不断地循环 , 这个循环没有起点 , 也不会有终结 。
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地下水也会流动到地表
地下水也是水循环中的一个关键的环节 , 雨雪从空中落到地表 , 一部分汇入河流湖泊成为地表水 , 更多的则渗入地下岩层(含水层)中成为地下水 。 而后在岩石空隙中缓慢流动 , 一些地下水会停留在地表附近 , 然后渗入河湖海洋;一些地下水在地表找到开口并形成淡水泉 。 随着时间的推移 , 所有这些水都在不断移动 , 一部分水重新进入海洋 。
我们脚下有流动的河流吗?有 , 但很少 。 绝大多数地下水都在岩石和地下物质之间的空隙里 , 它更像海绵中的水 。 在地表以下的一定深度处 , 土壤和岩石颗粒之间的空间完全被水填充 , 从而形成含水层 , 如果我们在这个含水层打一口井 , 就可以抽取地下水 。
含水层为水循环过程提供了至关重要的通道和储藏空间 。 火成岩、变质岩等坚硬的岩层不是绝对干燥 , 但一般来说它们含水量是不多的 , 只有产生很多裂隙时才含有较多的水 。 而沉积岩特别是呈疏松状态的砾石、沙子是含水最丰富的岩层 。
地下水在含水层里也和地表水一样 , 在重力的影响下 , 不断地从高的地方向低的地方运动 。 一般情况下 , 地下水运动的速度是很缓慢的 , 每天只流动几米 , 在疏松的砂砾层中最大流速每天可达40米 , 在坚硬岩石的巨大裂缝或喀斯特溶洞中流速就更大了 。 地下水在岩层中的流动极其缓慢 , 使时间上不均匀的降雨可以长期储存地层中 , 缓慢补给地表水 , 这也正是许多河流湖泊得以存在的原因 , 含水层使地表水“细水长流” 。 含水层具有天然的净水作用 。 地下水经过含水层的过滤后 , 通常可以直接饮用 , 通过深部循环 , 地下水还可吸收地下深处的热能成为地下热水 , 可以提供电能和热能 。