地下的“海洋”

奔腾的河水，如镜的湖泊，浩瀚而蓝色的海洋，它们错落有致地分布在地球表面，把大地点缀得分外娇丽，所以常常成为作家、诗人讴歌的对象。与此同时，一些躲在地底下的水，也常常以井、泉的形式出现，加入它们的行列，为滋润和美化大地作出了自己的贡献。

地下水主要是由大气降水渗入土中而形成的。大气降水降落地面以后， 大致有三种归宿：一部分水从地面、水面或其他承接雨水的表面，重新蒸发， 回到空中；一部分水顺着地面流动，汇集到江河里，送回海洋；还有一部分则通过岩层孔隙和细小裂缝，渗透到地下，成为地下水。渗透到地底下的水量的多少，决定于降雨的缓急、地面坡度的大小以及岩层的性质、植被覆盖的状况等等。

地下水的另一种来源是凝结水。这主要出现在干旱、半干旱地区，这些地区大气年降水量很少，有时终年不下一滴雨，但这些地区的地下水却并不缺少，有时还相当丰富，这些地下水就是通过水汽在土壤层里直接凝结形成的，它往往比渗透水还多。

另外，还有一部分地下水，既不是大气降水渗透到地下而成的，也不是水汽在土壤层里凝结而成的，而是直接由岩浆中分离出来的气体化合而成的。

各种成因的地下水贮存的岩层中，贮存的地下水的多少取决于水源特征和岩层的性质。如果从地下水的埋藏条件和它的运动特性来划分，一般可分为三种类型：

第一类是土壤水。它是埋藏在地表附近的土壤层中的水，一般以毛细管水的状态，受表面张力和附着力的作用，保持在岩石和土壤较小孔隙中。这种水就像灯芯吸煤油一样，可以由地下水面向上移动一个薄层，这一薄层叫

毛细作用带。岩石或土壤的孔隙越小，毛细水上升也越高，毛细作用带也就越厚。如粉砂质土壤中毛细作用带可达 1m，而在粗砂质或细砾质土壤中只有约 1cm 左右。

第二类是潜水。它是埋藏在地表以下第一个不透水层以上的重力水。人们在水井中见到的水多为潜水。潜水的表面叫潜水面，它大致随地形的起伏而起伏，像地表水一样，它可以由潜水位高的地方向潜水位低的地方流动， 形成潜水流。

第三类是层间水。它是埋藏在地表以下，任何两个不透水层之间的重力水，可分为层间无压水和层间承压水两种。前者充填在不透水层中是局部的， 当岩层倾斜时，可以像潜水似的流动；后者是全部充满了不透水层，处于静止压力下。钻孔打到这一层时，水在水头压力作用下，上升或者喷出地面， 这种水也叫自流水，所打的井就叫自流井。

在土壤和岩石裂隙、孔隙中的水，处于自由状态。它们受地球引力的影响，由深处渗入，充满在岩石的大小孔隙中，这是重力水。受重力支配的水可以充满岩层（如砂岩、砂等）的孔隙或小的空洞中，这是层状水；有的可以存在于岩石（如花岗岩、玄武岩）的裂隙中，这又叫裂隙水；有的还可以充满在可溶性岩石（如石灰岩、白云岩等）的空隙、溶洞中，这就是岩溶水。

地下水深浅不等地埋藏于地底下的岩层中，它的水量之多，活动范围之大，在人类生产和生活中的作用之深，完全可以和地表上的海洋相媲美。据粗略计算，全球地下水的体积约为地表上海洋体积的 1/3，即大约相当于大西洋的体积。所以，地下水类似于地表上的一个大洋。

地下水在流动过程中，遇到能通往地面的道路，就会露出地面，这种地下水人们称之为“泉”。

泉水，清澈、晶莹。它可分好几种：

透水层和不透水层的接触面正好遇到地面，于是在岩层里流动的地下水，就会沿着接触面流出地面，这种泉叫接触泉。如果发生了断层，一侧的含水层正好碰上了不透水层，地下水也就会沿着断层溢出地表，这种泉叫断层泉。有的泉是因为岩层有裂隙，这种裂隙正好在地表附近，地下水就会沿着裂隙趁机流出地面，这种泉又叫裂隙泉。

我国的泉很多，初步统计有 10 万处之多，其中被誉为“天下第一泉”的

就有 4 处。如位于江苏镇江金山之西的中冷泉，被称为“天下第一泉”。该

泉原在长江中心，不易汲取，后由于泥沙堆积，大约于 100 年前由于金山与陆地相连后，重新找到了此泉。

江西庐山汉阳峰的康王谷中的谷帘泉，也被称为“天下第一泉”。古代有学者称该泉为“其味不败，取茶煮之，浮云散雪之状，与井泉绝殊”。

第三个天下第一泉在北京西郊的玉泉山上。这里的泉水杂质极少，水质极优。泉出自山间石隙，艳阳光照，水卷银花，宛如玉虹，故被人们冠以“玉泉垂虹”，列为“燕京八景”之一。

第四个天下第一泉是济南的趵突泉。趵突泉是济南的四大泉群之一，围绕它有大大小小 34 个泉，而趵突泉是众泉之首，其涌水量最大。该泉本身又由三股泉组成，从泉池的水面上涌起了三堆云涛。据清朝刘鹗的《老残游记》记载：“有三股大泉，从池底冒出，翻上水面有二三尺高。”北魏郦道元也在《水经注》中写道：“泉源平地，涌三尺，突起云涛数尺，声如殷雷，冬夏如一，⋯⋯”

有人把我国江苏无锡的惠山泉和浙江杭州的虎跑泉，分别称为“天下第二泉”和“天下第三泉”。由于这两处的地层都是砂岩，地下水涌向地面时， 水中的杂质已几乎渗滤殆尽，故水质特别好。如虎跑泉是从难溶解的石英砂岩中渗出来的，其中矿物质含量均比普通泉水低，而一些对人体有利的微量元素则比普通泉水高，所以泉水甘洌醇厚，是制作饮料和酿酒的上等原料。

泉水本身种类很多，除普通的淡水泉水外，还有某些地下水含有一定数量的对人体有益的化学成分，如含有大量的气体，具有较高的温度，含有多种有益的微量元素等。这种泉水对人体生理上有特殊的医疗作用，被称为“矿泉水”。如今，矿泉水已成为人们普遍饮用的水源之一。

我国早已有利用矿泉水治病的记载，明朝李时珍的《本草纲目》中，还系统地介绍了矿泉的性质，把矿泉分为冷泉、温泉、甘泉、苦泉、酸泉等若干类型。

从温度上来看，矿泉水可以分为温度＜25℃的冷泉；25～27℃的温泉； 38～42℃的热泉和≥42℃的高热泉等。

我国是一个温泉分布很广的国家，许多温泉所在地也就是著名的游览地。如陕西临潼的华清池、广东从化温泉、江西庐山星子温泉、安徽黄山温泉、重庆南温泉、北京小汤山温泉、南京汤山温泉、辽宁汤岗子温泉等都是我国著名的温泉和旅游区（点）。

我国黑龙江省五大连池一带的矿泉群，被人们称之为“药泉”、“圣水”。其中著名的有南泉、北泉、南洗泉和翻花泉。泉中含有 CO2 气体和 SiO2 胶体及 K+、Na+、Mg+等离子和微量元素等，这些泉有的温度很低（南泉 2.3℃， 北泉 5.5℃），属冷泉。夏季喝时，清凉可口。有的泉不但有保健、防病作用，还可以直接治病（如皮肤病、眼病等），具有很高的医疗价值。

地下水是一种资源，在工农业生产和人类活动中起着极其重要的影响。首先，地下水可以饮用。人们最早是通过掘井来利用地下水的。直到现

在，人们还是通过打井，抽取地下水以供饮用和作为工农业生产用水。随着工业的发展和城市人口的增加，地下水在工业和城市供水中，更显重要。如京津地区城市中地下水占生活用水的比例在 80 年代中期是 85％以上，直到现在也还在 60％以上。

俗话说“名泉必有佳酿”，即名泉之水，必然能酿出名酒来。如山西汾酒用的是汾阳杏花村一口古井里的水；安徽古井贡酒用的是毫州县减店集上一口古井里的水；江苏惠泉酒用的是无锡惠山泉水；五粮液、剑南春分别用的是四川宜宾戎州城郊七星山麓金鱼井水和四川绵竹诸葛井泉水；青岛啤酒则是用的崂山矿泉水。

利用泉水泡茶、制造食品，也是常见的。如龙井茶泡虎跑水，是一种上等的饮料；湖南邵东县余日桥用泉水做豆腐，又白又细又嫩，味道特别鲜美， 制成的腐乳，可与桂林腐乳媲美。

工业上用地下水的现象，也越来越普遍。如京津唐地区的冶金、电力、化工、机械、纺织等工业企业，均已大量应用地下水，且目前工业对地下水开采量还在迅速增加。

地下水用于农业灌溉，在我国已有 3000 多年的历史。尤其是西北地区， 气候干燥，雨水稀少，自古以来多数地方靠挖井供水，以保障农作物的生长。如新疆的坎儿井，就是人们巧妙地在干旱地区利用地下水，灌溉吐鲁番和哈密一带的耕地，使这里变成绿洲的。即使在雨量充沛的广大南方地区，虽然

地表水系稠密，但也有不少地方采用地下水作为农业灌溉和生活用水。如浙江滨海地区，已广泛利用地下水作为农田灌溉和城镇工业用水；西南石灰岩地区利用岩溶水来灌溉农田，已十分普遍。

利用地下热能来做饭、洗澡、洗衣及取暖、温室栽培、畜产品加工等已相当普遍。如地处北极圈附近的冰岛首都雷克雅未克，所有建筑物都用地下热水取暖，是目前世界上首次实现天然暖气化的城市。全部依靠地下热水作为温室、暖气设备、游泳池、食物调制、烤制面包、抚育水果等的用水。

世界上用地下蒸汽发电的电站，也越来越广泛。欧洲有不少国家及美国、日本、印度等都已建立了地下热水和蒸汽电站，节省了大量的燃料。

我国地热开发工作自 80 年代以来发展迅速，在工业上主要用于加热与干燥、制冷与冷藏、脱水加工、回收盐类与发电等；在农业上主要用于育秧、孵化、养殖等。

地下水除了含有碘、溴、氯、钠外，还含有诸如硼、钾、锂、镁、钙、锗、砷、铷、铯、锶等元素。人们还发现，地下热水中许多元素的化合物的含量比地表海水还要高。怪不得有人曾断言，在不久的将来，“地下海洋” 的收益会不亚于地表海洋的收益。故人们称其为“最宝贵的宝库”也是能理解的。

然而，正像地表海洋一样，地下水除了有利于人类的一面外，还有不利于人类的一面。由于地下含水层中的泥沙被地下水带走，使地下水通道附近形成大量空穴。本来砂土物质的地方变得由水充填，土层和水体失去平衡， 形成地面坍陷、滑坡等现象，这在世界各地及我国各省市均有出现，特别是在我国的华北平原，地面沉降现象相当严重。地面沉降会引起房屋倒塌、桥梁下沉等各种灾难。

在封冻岩层里，有时地下水会产生逆向渗透，于是冰体可能会侵入地下裂隙，从而引起土层的迁移、冰丘的隆起等现象，结果地形会产生凸起、下陷等现象，在上面的房屋、建筑、铁路、工矿企业等会遭到破坏，造成损失。这在高纬地区的工程建设中尤其应该注意。

矿井和地下隧道中由于地下水出露，不仅会破坏矿井或隧道，还严重地影响人们的生命安全，这在世界各地的矿井及隧道、地铁的建设中并不少见。

地下水利用不当，也会产生多种负面影响。如一些利用过的地下热水或含盐量很大的地下水，混进地表水体时，会引起局部环境的变化，增加土壤的盐度；地下水上升到一定的高度，还会引起土壤盐碱化等等。

我国疆域辽阔，自然环境和地质基础复杂，从而造成我国地下水的储存和分布复杂多变。据地质部门粗略估算，我国地下水总量在 1012m3 以上。

地下水的分布，不仅受气候条件的影响，还受地貌、地质条件的控制。如果以秦岭—昆仑山一线为界，北方与南方的地下水分布是不同的，北方与南方地下水多年平均总量之比约为 4∶6。北方地下水中，平原区约占了 2/3， 山区只占 1/3，以孔隙水为多，大多分布在西部各内陆盆地的山前地带和北方东部的平原上，特别是平原地区地面下广泛分布有很厚的砂砾石含水层， 具有良好的储水条件，地下水蕴藏量丰富而稳定。在阿尔泰山和东北地区还分布有高纬度多年冻土区地下水。

南方地下水的分布特征则与北方不同，南方的山区是地下水的主要源地，约占南方地下水总储量的 4/5，平原只占 1/5。主要属于裂隙水和岩溶水。东部沿海地区裂隙水比较集中，西部地区特别是西南部地区岩溶裂隙溶洞水

分布较广，具有一系列地下暗河。在青藏高原地区，还分布有世界上少见的低纬度高山多年冻土区地下水。

我国浅部地下水的水质变化，南北差别也很明显。北方浅部地下水矿化度变化很复杂，变化范围在 1～50g/L 之间；而南方浅部地下水的矿化度则几乎全部＜1g/L。在东西方向上，东部除沿海地区地下水矿化度较高外，大多在 1g/L 以下；而西部内陆地区的变化则较为复杂。

从全范围来看，北方降水少，地表水不足，大规模发展井灌，开发利用地下水就成了实现农业水利化的一项重要措施。西北干旱地区，特别是贺兰山脉以西，降水十分贫乏，蒸发很强烈，地表水和地下水都来源于高山地区降水形成的积雪融水。这些融水汇成山区河流，流出山区，在山前戈壁带渗入地下，成为地下水。山前戈壁带有厚达数百米的卵石层，成为蕴藏地下水的天然地下水库。所以，西北地区发展泉灌和井灌，有其优越的条件。而南方地区虽然降水量大，湖泊多，湖面大，河川发达，地表水丰富，但由于广泛分布有基岩组成的山岳丘陵，地表水和地下水的开发都有一定的困难。再加上南方降水时间分配和地质条件的限制，某些地区在一定时间内的缺水会十分严重，尤其是滨海地区的平原、岛屿、岩溶山区、红色盆地以及西南地区的“干坝”等地，都是严重缺水地区。因此，南方地区也需要充分开发利用地下水，才能不同程度地解决缺水问题。

我国南方的地下水尽管比北方多，但由于北方地表水缺乏，故北方的地下水开采量和开采程度比南方大，北方地区地下水在总水量中占的比例很大，多在 50％以上。其中黄淮海平原地下水的开采量为全国之冠。但我国北方地区在地下水的开发利用上，往往对浅层水利用不足，而对深层水开采过量，从而出现一系列的负面影响。如果能对地下水的开发进行统筹规划，使其采、蓄、补、排相结合，充分利用浅层地下水和山前前缘地下水，那么， 我国北方地区的地下水一方面还大有潜力可挖，另一方面则可以形成良性循环。

地下水水量稳定，水质好，开采成本低，故我国城乡不管是工业、农业还是生活用水，对地下水的重视和依赖程度都在不断提高。但我国在开发和利用地下水上还存在不少的问题。首先，我国还有一些地区尚未进行水文地质调查，对这些地区地下水的贮藏量、水质及开采条件等还不清楚。其次， 不少严重缺水的地区，没有很好地开发利用地下水；而一些开发利用程度较高的地区，则是井眼布局不合理，机械配套不齐全，致使地下水利用率低， 浪费严重。有不少城市由于过量开采地下水，造成该地水量锐减，地面沉降； 有的则发生咸水倒灌的现象。再次，工业废水和生活污水的排放不合理，使地下水发生严重污染，对工业及城市供水造成严重的威胁。

另外，由于缺乏统一的规划和全面的管理，使开发利用地下水发生一定的问题。如工业布局不合理，工业过度集中，用水量过大，用水量和用水时间没有进行合理统筹的布局等，往往会造成严重的损失和后果。

为使我国的地下水发挥应有的效益，我们应该加强水资源的管理和保护，采取必要的措施，使各种问题及早得以解决。