看不见的海洋地下水,说说地下水的种类 [复制链接]

陆地水分为地下水和地表水。顾名思义，地下水当然是指在地表之下的水；地表水是在地表上的水，比如江河、湖泊和沼泽等。在全球范围内，地下水的总量要远远大于地表水。本文将介绍地下水相关的信息。

地下水及其种类

地下水是存在于地表之下地层中的水，由降水从地表渗透到地下而形成。

地层主要包括了透水层、不透水层以及包气带。透水层也被称为含水层，由大颗粒砂砾石和水溶性石灰岩组成。不透水层，更准确地说难透水层，也称为隔水层，由小颗粒粘土和泥炭组成。包气带也被称为渗流带，地表水和地下水之间的媒介。

地下水就是地表上的水渗进来，穿过地表附近包气带（渗流带），积聚在透水层（含水层）中。由于透水层下面是不透水层，所以水无法进入透水层以下。

地下水的分类方式有很多种，在不同的分类方式有不同的名称。这里以地下水的受压力情况来区分。

透水层中的地下水通常分为两种：一种是自由地下水，它与地表之间只有一包气带（渗流带）；另一种是承压地下水，它夹在两个不透水层之间。

地下水水面是指地下水离地表最近的水位。

地下水和地层结构（4为地下水水面）

1.自由地下水

自由地下水是积聚在地下水水面和最浅不透水层之间的地下水，英文对自由地下水的表述是UnconfinedGroundWater。自由地下水也被称为潜水层。

因为接近地表，所以很容易获取，自古以来就被人们使用，在干旱地区和其他地表水稀少的地方，自由地下水是宝贵的水源。在地下钻井时，自由地下水没有压力，因此不会自喷，它的地下水水面就是人们取水的地方。

由于自由地下水接近地表，因此很容易受到地表环境变化的影响，水量和水质也因周围环境的不同而变化。

地下水示意图

2.承圧地下水

承压地下水是指积聚在上下两个不透水层之间的透水层中的地下水。顾名思义，承压地下水是承受到压力的，英文表述是ConfinedGroundwater。

因此打井时，打到承压地下水层，地下水在压力释放的情况下会涌出来，形成了自流井（或自喷井）。

要想获得承压地下水，必须穿透不透水层（隔水层）的坚硬基岩。

穿透不透水层（隔水层）获得承压地下水的井通常是深水井。取水在技术上和成本上都很高，但由于水质和水量稳定，可用于灌溉和其他工农业用途。

浅水井在深度上、技术上和成本上都不如深水井。

地下水示意图

地下水的特殊形式：

1.栖止水

一部分自由地下水被局部不透水层包围在小面积范围内，这部分自由地下水被称为栖止水。

栖止水是一种特殊的自由地下水形式，英文对栖止水的表达是PerchedGroundwater。在洪积台地上，由于自由地下水的地下水位较深，通常会在相对较浅的栖止水区域发现居民点。

栖止水在居民区之下

栖止水示意图

2.自流井（自喷井）

地下水能自动流出到地表的井是为自流井，又称自喷井，英文表述是ArtesianWell。自流井形成原因是出水井口所处的位置低于承压水位，承压水遇到出口而涌出地表。自流井只针对承压地下水、以及承压的水位而言。

自流井一词的“自”是指水不需要人工抽水就能涌出地表的意思。但是承压地下水涌出地表需要一个缺口（井口），这个缺口（井口）可以是天然形成，如断层等自然形成，也可以是人工钻探开凿而来。

自流井

天然形成的自流井是为天然自流井，而通过人工开凿达到承压水层，使得水在压力作用下自动喷涌出地面的井，是为人工自流井。

在地层沿地表延伸至盆地和周围高地的情况下，部分渗透层可能高于盆地底部。在这种情况下，盆地底部以下的水压会变得非常大，以至于自发地通过地下压力较低的区域喷出地面。这种情况有大量自流井的盆地被称为自流井盆地。

自流井盆地一种具有承压蓄水构造的向斜盆地。

我国四川省自贡市的自流井区也有自流井。自流井区的得名源于一口卤水涌动外溢自流而出的自流井。人们利用自流井开发卤资源，所以四川自贡自古以来就是盐业发达的地方。

最著名的自流井盆地是澳大利亚内陆干旱地区的大自流盆地，它是世界上最大的自流井盆地。自流井是内陆干旱地区的宝贵淡水来源，但自流井的高盐度使其不适合农业生产，因此人们以养羊和养牛为生。

澳大利亚大自流盆地

3.化石水

在地层沉积时被封闭起来，并在数万年或更长时间内与水循环隔绝的水被称为化石水。

换个说法就是，化石水通常是指在地质历史时期形成并被困在地下的水，这些水往往是在很长的时间内没有与地表水进行过交换，因此被称为化石水，也称为古地下水、原生水，英文表述是FossilWater。从其含义可以看出，化石水的“化石”是一个借喻。

化石水是承压地下水，被上下两层不透水的岩石层所包围，这使得它们处于一种承压状态，也因为被不透水的岩石层包围才长期没有参与到与地表水交换的水循环之中。

撒哈拉沙漠东部的努比亚砂岩含水层是最具典型的化石水，是一个蕴藏在乍得、埃及、利比亚、苏丹四国地下的巨大水资源系统，世界上已知最大的化石含水层系统。

美国落基山脉以东大平原有奥加拉拉含水层，那里的地下水大部分都是冰河时期储存的，成为了化石水蓄水层。美国西部大平原的土壤营养丰富、肥沃，但属于半干旱气候，降水量有限，且分布不均，地表水资源相对稀缺，通过抽取地下水进行农业灌溉，因此农牧业发达。

化石水是种不可再生的的资源，因为不像多数的含水层般能得到自然降雨渗透水的补给，化石含水层所得到的补给基本上非常少。