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第129章 外地下之水

神秘溶洞就位于赤水河流域,因为洞穴漆黑且深邃不见尽头,所以被直白形象地叫做“大黑洞”。

据说,大黑洞连接四川、贵州、云南三省,从洞中的地下河徒步就可以通达这3个省。

地下水与人类的关系十分密切,井水和泉水是我们日常使用最多的地下水。

地下水可开发利用,作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源。

地下水具有给水量稳定、污染少的优点。

含有特殊化学成分或水温较高的地下水,还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素的原料。

在矿坑和隧道掘进中,可能发生大量涌水,给工程造成危害。

在地下水位较浅的平原、盆地中,潜水蒸发可能引起土壤盐渍化;在地下水位高,土壤长期过湿,地表滞水地段,可能产生沼泽化,给农作物造成危害。

不过,地下水也会造成一些危害,如地下水过多,会引起铁路、公路塌陷,淹没矿区坑道,形成沼泽地等。

同时,需要注意的是:地下水有一个总体平衡问题,不能盲目和过度开发,否则容易形成地下空洞、地层下陷等问题。

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,日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。

华夏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529.2亿立方米,机井的开采能力则超过800亿立方米。

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。

绝大多数地下水的运动属层流运动。

在宽大的空隙中,如水流速度高,则易呈紊流运动。

地下水体系作用势。

所谓“势”是指单位质量的水从位势为零的点,移到另一点所需的功,它是衡量地下水能量的指标。

根据理查兹的测定,发现势能是随距离呈递减趋势,并证明势能梯度是地下水在岩土中运动的驱动力。

地下水总是由势能较高的部位向势能较低的方向移动。

地下水体系的作用势根据其力源性质,可分为重力势、静水压势、渗透压势、吸附势等分势,这些分势的组合称为总水势。

重力势指将单位质量的水体,从重力势零的某一基准面移至重力场中某给定位置所需的能量,

式中Z为地下水位置高度。

具体计算时,一般均以地下水位的高度作为比照的标准,并将该位置的重力势视为零,则地下水位以上的重力势为正值,地下水面以下的重力势为负值。

静水压势连续水层对它层下的水所产生的静水压力,由此引起的作用势称静水压势,由于静水压势是相对于大气压而定义的,所以处于平衡状态下地下水自由水面处静水压力为零,位于地下水面以下的水则处于高于大气压的条件下,承载了静水压力,其压力的大小随水的深度而增加。

以单位质量的能量来表达,即为正的静水压势,反之,位于地下水面以上非饱和带中地下水则处于低于大气压的状态条件下。

由于非饱和带中有闭蓄气体的存在,以及吸附力和毛管力的对水分的吸附作用,从而降低了地下水的能量水平,产生了负压效应,称为负的静水压势,又称基模势。

渗透压势又称溶质势,它是由于可溶性物质在溶于水形成离子时,因水化作用将其周围的水分子吸引并作走向排列,并部分地抑制了岩土中水分子的自由活动能力,这种由溶质产生的势能称为溶质势,其势值的大小恰与溶液的渗透压相等,但两者的作用方向正好相反,显然渗透压势为负值。

吸附式岩土作为吸水介质,所以能够吸收和保持水分,主要是由吸附力的作用,水分被岩土介质吸附后,其自由活动的能

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