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第12章 水是怎样循环的(2)

地下水作为地球上重要的水体,与人类社会有着密切的关系。地下水的贮存有如在地下形成一个巨大的水库,以其稳定的供水条件、良好的水质,而成为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源,成为人类社会必不可少的重要水资源,尤其是在地表缺水的干旱、半干旱地区,地下水常常成为当地的主要供水水源。据不完全统计,70年代以色列国75%以上的用水依靠地下水供给,德国的许多城市供水,亦主要依靠地下水;法国的地下水开采量,要占到全国总用水量1/3左右;像美国,日本等地表水资源比较丰富的国家,地下水亦要占到全国总用水量的20%左右。中国地下水的开采利用量约占全国总用水量的10-15%,其中北方各省区由于地表水资源不足,地下水开采利用量大。根据统计,1979年黄河流域平原区的浅层地下水利用率达48.6%,海、滦河流域更高达87.4%;1988年全国270多万眼机井的实际抽水量为529.2×108立方米,机井的开采能力则超过800×108立方米。

问题的另一面,由于过量的开采和不合理的利用地下水,常常造成地下水位严重下降,形成大面积的地下水下降漏斗,在地下水用量集中的城市地区,还会引起地面发生沉降。此外工业废水与生活污水的大量入渗,常常严重地污染地下水源,危及地下水资源。因而系统地研究地下水的形成和类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系,具有重要意义。

地下水流系统的基本特征

在一定的水文地质条件下,汇集于某一排泄区的全部水流,自成一个相对独立的地下水流系统,又称地下水流动系。处于同一水流系统的地下水,往往具有相同的补给来源,相互之间存在密切的水力联系,形成相对统一的整体;而属于不同地下水流系统的地下水,则指向不同的排泄区,相互之间没有或只有极微弱的水力联系。此外,与地表水系相比较,地下水流系统具有如下的特征:

1.空间上的立体性地表上的江河水系基本上呈平面状态展布;而地下水流系统往往自地表面起可直指地下几百上千米深处,形成空间立体分布,并自上到下呈现多层次的结构,这是地下水流系统与地表水系的明显区别之一。

2.流线组合的复杂性和不稳定性地表上的江河水系,一般均由一条主流和若干等级的支流组合而成有规律的河网系统。而地下水流系统则是由众多的流线组合而成的复杂的动态系统,在系统内部不仅难以区别主流和支流,而且具有多变性和不稳定性。这种不稳定性,可以表现为受气候和补给条件的影响呈现周期性变化;亦可因为开采和人为排泄,促使地下水流系统发生剧烈变化,甚至在不同水流系统之间造成地下水劫夺现象。

3.流动方向上的下降与上升的并存性在重力作用下,地表江河水流总是自高处流向低处;然而地下水流方向在补给区表现为下降,但在排泄区则往往表现为上升,有的甚至形成喷泉。

除上述特点外,地下水流系统涉及的区域范围一般比较小,不可能象地表江河那样组合成面积广达几十万乃至上百万平方公里的大流域系统。根据托思的研究,在一块面积不大的地区,由于受局部复合地形的控制,可形成多级地下水流系统,不同等级的水流系统,它们的补给区和排泄区在地面上交替分布。

地下水域

地下水域就是地下水流系统的集水区域。它与地表水的流域亦存在明显区别,地表水的流动主要受地形控制,其流域范围以地形分水岭为界,主要表现为平面形态;而地下水域则要受岩性地质构造控制,并以地下的隔水边界及水流系统之间的分水界面为界,往往涉及很大深度,表现为立体的集水空间。如以人类历史时期来衡量,地表水流域范围很少变动或变动极其缓慢,而地下水域范围的变化则要快速得多,尤其是在大量开采地下水或人工大规模排水的条件下,往往引起地下水流系统发生劫夺,促使地下水域范围产生剧变。

暖和的温泉是哪里来的

温泉是自然产生的,所以使用柴火烧或是热水器加热的水并不能算温泉,充其量只能说是热水。另外,依化学组成分类,温泉中主要的成份包含氯离子、碳酸根离子、硫酸根离子,依这三种阴离子所占的比例可分为氯化物泉、碳酸氢盐泉、硫酸盐泉。除了这三种阴离子之外,也有以其他成分为主的温泉,例如重曹泉(重碳酸钠为主)、重碳酸土类泉、食盐泉(以氯化钠离子为主)、氯化土盐泉、芒硝泉(硫酸钠离子为主)、石膏泉(以硫酸钙为主)、正苦味泉(以硫酸镁为主)、含铁泉(白磺泉)、含铜、铁泉(又称青铜泉)其中食盐泉也称盐泉,可依含氯化物食盐的多寡,区分为弱食盐泉和强食盐泉。依地质分类以产生温泉的地质特性,可将温泉分类为火成岩区温泉、变质岩区温泉、沉积岩区温泉。依物理性质根据温泉的温度、活动、型态等物理性质,依温度依温泉流出地表时与当地地表温度差,可分为低温温泉、中温温泉、高温温泉、沸腾温泉四种。

水温超过20℃的泉。水温超过当地年平均气温的泉也称温泉。温泉的水多是由降水或地表水渗入地下深处,吸收四周岩石的热量后又上升流出地表的。一般是矿泉。泉水温度等于或略超过当地的水沸点的称沸泉;能周期性地、有节奏地喷水的温泉称间歇泉。中国已知的温泉点约2400多处。台湾、广东、福建、浙江、江西、云南、西藏等地温泉较多,其中最多的是云南,有温泉400多处。腾冲的温泉最著名,数量多,水温高,富含硫质。世界上著名的间歇泉主要分布在冰岛、美国黄石公园和新西兰北岛的陶波。

温泉文化的起源:

温泉文化究竟起源于何处,这个答案也许已年代久远得不可考了。一开始,人类发现温泉,更发现动物在泉水中恢复疲惫。据说日本人一开始并不知道温泉具有治疗疾病的功能,后来是因为看到一只受伤的小动物在泡过温泉之后奇迹般地迅速复原,这才使他们开始认真地研究起温泉的功能。现代人渐渐把泡温泉作为休闲养生、解压甚至治疗的方法,这种趋势迅速在全球漫延。秦始皇建“骊山汤”是为了治疗疮伤,徐福为了山海寻找长生不老药,辗转漂流到了日本歌山县,至今当地仍保留了“徐福”之汤温泉浴场。到了唐朝,唐太宗特建“温泉宫”,诗人也留下了不少创作,描写脂粉美女从温泉出浴的情形,足见我国悠久的温泉历史文化。日本人爱好温泉的程度实在是不必多说,三步一小汤,五步一大汤,泡汤对日本人而言已经成为日常生活中非常重要的一部分,也发展出一套不同于其他各国的泡汤文化及温泉疗效整理,我们称之为“汤治文化”。同样拥有悠久历史的欧洲大陆的古罗马人,他们引泉水加热再流到建好的浴场中让人们使用,其中英国巴斯及土耳其等地有名的温泉浴场,一直到现在都还在使用。

温泉的形成,一般而言可分为两种:一种是地壳内部的岩浆作用所形成,或为火山喷发所伴随产生,火山活动过的死活山地形区,因地壳板块运动隆起的地表,其地底下还有未冷却的岩浆,均会不断地释放出大量的热能由于此类热源之热量集中,因此只要附近有孔隙的含水岩层,不仅会受热成为高温的热水,而且大部份会沸腾为蒸气。多为硫酸盐泉。二则是受地表水渗透循环作用所形成。也就是说当雨水降到地表向下渗透,深入到地壳深处的含水层形成地下水,(砂岩、砾岩、火山岩、这些良好的含水层)。地下水受下方的地热加热成为热水,深部热水多数含有气体,这些气体以二氧化碳为主,当热水温度升高,上面若有致密、不透水的岩层阻挡去路,会使压力愈来愈高,以致热水、蒸气处于高压状态,一有裂缝即窜涌而上。热水上升后愈接近地表压力则逐渐减少,由于压力渐减而使所含气体逐渐膨胀,减轻热水的密度,这些膨胀的蒸气更有利于热水上升。上升的热水再与下沉较迟受热的冷水因密度不同所产生的压力(静水压力差)反复循环产生对流,在开放性裂隙阻力较小的情况下,循裂隙上升涌出地表,热水即可源源不绝涌升,终至流出地面,形成温泉。在高山深谷地形配合下,谷底地面水可能较高山中地下水位低,因此深谷谷底可能为静水压力差最大之处,而热水上涌也应以自谷底涌出的可能性最大,温泉大多发生在山谷中河床上。

温泉形成所必备的条件

一般说来,温泉的形成需具下列三条件:

(一)地下必须有热水存在;

(二)必须有静水压力差导致热水上涌;

(三)岩石中必须有深长裂隙供热水通达地面。

台湾处于环太平洋地震带上,位于欧亚和太平洋两大板块之间,即是火山活动相当发达的地形之一,因此造就了台湾的三大火山系统:大屯火山系(基隆火山、龟山岛)、东部海岸山脉以及澎湖群岛区但大多数火山皆为死火山,由于地底深处尚有未冷却的火山岩桨继续流窜,地热也致使台湾的温泉分布及活动相当的活跃,因此火山区域内往往可以发现温泉与喷气孔。火山型温泉的硫化物需遇热才会大量溶解于水中,形成「硫酸泉(石膏泉,俗称为硫磺泉)」与「盐酸泉」。另外一种主要系统,则是为贯穿全岛的中央山脉两侧,此区的温泉数量几占全台八成以上,属于变质岩和沉积岩,由于含有丰富的碳酸氢离子,与岩石中的纳、镁、钙、钾矿物质作用而成的「碳酸泉」,因此多为中性或碱性。

泉口温度显著地高于当地平均气温而又低于(等于)45℃的地下水天然露头叫温泉。温泉的最高水温可达70℃以上。

是水温热到可以洗澡、煮水饺、川烫青江菜、涮羊肉的泉水就称之为温泉。当然,因为温泉是自然产生的,所以使用柴火烧或是热水器加热的水并不能算温泉,充其量只能说是热水。

你应该了解的:地球上水资源的分布情况

陆地上的淡水资源储量只占地球上水体总量的2.53%,其中固体冰川约占淡水总储量的68.69%。主要分布在两极地区,人类在目前的技术水平下,还难以利用。液体形式的淡水水体,绝大部分是深层地下水,开采利用的也很小。目前人类比较容易利用的淡水资源,主要是河流水、淡水湖泊水以及浅层地下水,储量约占全球淡水总储量的0.3%,只占全球总储水量的十万分之七。全世界真正有效利用的淡水资源每年约有9000立方千米。

世界各大洲的水资源分布

世界上水资源最丰富的大洲是南美洲,其中尤以赤道地区水资源最为丰富。相反,热带和亚热带地区差不多只有陆地水资源总量的1%。水资源较为缺乏的地区是中亚南部、阿富汗、阿拉伯和撒哈拉。西伯利亚和加拿大北部地区因人口稀少,人均水资源量相当高。澳大利亚的水资源并不丰富,总量不多。就各大洲的水资源相比较而言,欧洲稳定的淡水量占其全部水量的43%,非洲占45%,北美洲占40%,南美洲占38%,澳大利亚和大洋洲占25%。从各大洲水资源的分布来看,年径流量亚洲最多,其次为南美洲、北美洲、非洲、欧洲、大洋洲。从人均径流量的角度看,全世界河流径流总量按人平均,每人约合10000立方米。在各大洲中,大洋洲人均径流量最多,其次为南美洲、北美洲、非洲、欧洲、亚洲。

我国水资源及其分布

我国河流较多,流域面积在1000km2以上的大河流共计1598条,总长达42万公里,流域面积大约667万km2,地表径流27800×108m3,地下径流6000×108m3。全国水能蕴藏量6.8×108kW,占世界总量13.5%,可开发水能蕴藏量3.78×108kW,占世界总量16.8%。

我国水资源分布特点:年内分布集中,年间变化大;黄河、淮河、海河、辽河四流域水资源量小,长江、珠江、松花江流域水量大;西北内陆干旱区水量缺少,西南地区水量丰富。

水资源总数多,人均占有量少,中国水资源总量居世界第四位。人均占有量仅为世界平均值的1/4,约为日本的1/2,美国1/4,俄罗斯的1/12。

水资源区域分布不相配,全国水资源80%分布在长江流域及其以南地区,人均水资源量3490m3,亩均水资源量4300m3,属于人多、地少,经济发达,水资源相对丰富的地区。长江流域以北广大地区的水资源量仅占全国14.7%,人均水资源量770m3,亩均约471m3,属于人多、地多,经济相对发达,水资源短缺的地区,其中黄淮海流域水资源短缺尤其突出。中国内陆地区水资源量只占全国的4.8%,生态环境不太强,开发利用水资源受到生态环境水的制约。1.我国人均每年水资源占有量为2730立方米,加拿大为12000立方米,美国为10000立方米.2.我国每年有360亿立方米污水排进江里,其中80%是未加处理.3.全国有1.7亿人饮用受到污染的水.

地球上水的储量巨大,但可供人类利用的淡水资源在数量上极为有限,仅全球水总储量的不到1%。即使如此有限的淡水资源,其分布地极不均匀。

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