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地下水

  地下水(ground water)存在於地殼岩石裂縫或土壤空隙中的水。廣泛埋藏於地表以下的各種狀態的水,統稱為地下水。大氣降水是地下水的主要來源。 地下水指所有的表層下的水,只能滲透進介於岩石和黏土之間的沙層。

    根據地下埋藏條件的不同,地下水可分為上層滯水、潛水和自流水三大類。
  1. 上層滯水是由於局部的隔水作用,使下滲的大氣降水停留在淺層的岩石裂縫或沉積層中所形成的蓄水體。
  2. 潛水是埋藏於地表以下第一個隔水層上的地下水,通常所見到的地下水多半是潛水。當潛水流出地面時就形成泉。
  3. 自流水是埋藏較深的、流動於兩個隔水層之間的地下水。這種地下水往往具有較大的水壓力,特別是當上下兩個隔水層呈傾斜狀時,隔層中的水體要承受更大的水壓力。當井或鑽孔穿過上層頂板時,強大的壓力就會使水體噴湧而出,形成自流水。

    也可說是分為包氣帶水、潛水和承壓水。
  1. 包氣帶水指潛水面以上包氣帶中的水,這裡有吸著水、薄膜水、毛管水、氣態水和暫時存在的重力水。包氣帶中局部隔水層之上季節性地存在的水稱上層滯水。
  2. 潛水是指存在於地表以下第一個穩定隔水層上面、具有自由水面的重力水。它主要由降水和地表水入滲補給。
  3. 承壓水是充滿於上下兩個隔水層之間的含水層中的水。它承受壓力,當上覆的隔水層被鑿穿時,水能從鑽孔上升或噴出。按含水空隙的類型,地下水又被分為孔隙水、裂隙水和岩溶水。孔隙水是存在於岩土孔隙中的地下水,如鬆散的砂層、礫石層和砂岩層中的地下水。裂隙水是存在於堅硬岩石和某些粘土層裂隙中的水。岩溶水又稱喀斯特水,指存在於可溶岩石(如石灰岩、白雲岩等)的洞隙中的地下水。

地下水是一個龐大的家庭。據估算,全世界的地下水總量多達1.5億立方公里,幾乎占地球總水量的十分之一,比整個大西洋的水量還要多。

地下水與人類的關係十分密切,井水和泉水是我們日常使用最多的地下水。不過,地下水也會造成一些危害,如地下水過多,會引起鐵路、公路塌陷,淹沒礦區坑道,形成沼澤地等。同時,需要注意的是:地下水有一個總體平衡問題,不能盲目和過度開發,否則容易形成地下空洞、地層下陷等問題。

賦存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分為兩個帶,上部是包氣帶 ,即非飽和帶,在這裡,除水以外,還有氣體。下部為飽水帶,即飽和帶。飽水帶岩土中的空隙充滿水。

狹義的地下水是指飽水帶中的水。地下水可開發利用,作為居民生活用水、工業用水和農田灌溉用水的水源。地下水具有給水量穩定、污染少的優點。含有特殊化學成分或水溫較高的地下水,還可用作醫療、熱源、飲料和提取有用元素的原料。在礦坑和隧道掘進中,可能發生大量湧水,給工程造成危害。在地下水位較淺的平原、盆地中,潛水蒸發可能引起土壤鹽漬化;在地下水位高,土壤長期過濕,地表滯水地段,可能產生沼澤化,給農作物造成危害。

地下水中分佈最廣的是鉀、鈉、鎂、鈣、氯、硫酸根和碳酸氫根 7 種離子。地下水中各種離子、分子和化合物的總量稱總礦化度 ,總礦化度小於1克/升的 ,稱淡水,1~3克/升的 ,稱微水,3 ~ 10克/升的,稱咸水 ,10~50克/升的,稱鹽水,大於 50 克/升的,稱鹵水。地下水中鈣、鎂、鐵、錳、鍶、鋁等溶解鹽類的含量稱硬度,含量高的硬度大,反之硬度小。

絕大多數地下水的運動屬層流運動。在寬大的空隙中,如水流速度高,則易呈紊流運動。地下水主要有降水入滲、灌溉水入滲、地表水入滲補給,越流補給和人工補給。在一定條件下,還有側向補給。地下水的排泄主要有泉、潛水蒸發、向地表水體排泄、越流排泄和人工排泄。泉是地下水天然排泄的主要方式。