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[科普中國(guó)]-你了解地下水的知識(shí)嗎?

科普中國(guó)-綠色雙碳
原創(chuàng)
聚焦綠色低碳技術(shù)理念 科普助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)
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地下水,是指地面以下巖石空隙中的水,狹義上是指陸地水面以下飽和含水層中的水。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水文地質(zhì)術(shù)語》中,地下水是指埋藏在地表以下各種形式的重力水。

地球上共有多少水?有人說,地球?qū)嶋H上是個(gè)“水球”,因?yàn)檫@個(gè)星球的表面有71%被水覆蓋。

地球上的總水量有近14億立方千米,這些水以液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)的形式存在著。地球上的水絕大多數(shù)存在于海洋里,海水占地球全部水量的96.5%。

陸地上的水從形式上分為固態(tài)和液態(tài),從性質(zhì)上可以分為淡水和咸水。固態(tài)的水包括冰川、冰蓋、冰架、冰山,以及永久凍土內(nèi)的地下水。跟我們?nèi)粘I盥?lián)系比較多的是地表的液態(tài)水,這些水存于江河、溪流、湖泊、池塘等。

地球大氣中也存在著少量水分。我們能感覺到空氣濕潤(rùn)或干燥,天氣預(yù)報(bào)中說的“濕度”與空氣中所含水分多少有關(guān)。雖然不同地區(qū)、不同時(shí)候,大氣中水分的含量經(jīng)常會(huì)變化,但是總體來說,地球大氣中水分的總量是基本不變的。

地球上水資源總量很大,分布卻存在差異。在空間上,有些地方水資源豐富,而有些地方則極度缺水。水資源在時(shí)間上的分布也不均勻,比如非洲南部草原,有明顯的旱季和雨季之分,旱季大地一片干枯,雨季則萬物生長(zhǎng)、欣欣向榮。中國(guó)西北地區(qū)要比東部地區(qū)干旱得多;人口密集的東部地區(qū)屬于季風(fēng)氣候,夏天潮濕多雨,是一年中降水最多的季節(jié)。

地下水從哪兒來的呢?地下水不像河流、湖泊、大海那樣直接暴露在外,而是藏在地表以下,我們平時(shí)看不到。地面以下是土壤和巖石,哪兒有地下水呢?其實(shí),大部分地下水儲(chǔ)存在土壤和巖石的孔隙之中,也有少部分以地下河、地下湖的形式存在于自然形成的地下空洞里。

我們往泥地上潑水,水很快會(huì)滲入地下,地表只留下一些水跡。這是因?yàn)橥寥朗怯少|(zhì)地疏松的顆粒組成,顆粒可以吸附水分,顆粒之間也可以存儲(chǔ)水分。巖石質(zhì)地堅(jiān)硬,但內(nèi)部也是存在空隙的,這為地下水提供了存儲(chǔ)空間。實(shí)際上,自然界里不存在絕對(duì)不含水的巖層。

科學(xué)家把地下巖層分為含水層與隔水層。含水層與隔水層是相輔相成的,我們可以把隔水層想象為一個(gè)盤子,盤子上面的含水層則是吸滿水的海綿。如果盤子沒了,海綿里的水就會(huì)因重力作用向下滲漏,所以含水層與隔水層對(duì)地下水的保存都非常重要。

地下水很少受到污染,所以很多地區(qū)人們都以地下水作為生活用水。那么地下水的來源又在哪里呢?總體來說,地下水跟地表河流一樣,水源也是來自天空中的大氣降水——雨和雪。這些水從地表滲入地下,條件適宜時(shí)就儲(chǔ)存在巖層中。

在地球的水循環(huán)中,地下水是一個(gè)重要組成部分。雖然地下水藏在地下,我們平時(shí)看不到,但是它卻維持著地球水循環(huán)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定。

井水為什么會(huì)冬暖夏涼?以前,在自來水還沒有普及的時(shí)候,井水是城市、鄉(xiāng)村生活的重要水源。有些井水清澈甘甜,而有些則苦澀、渾濁,需要澄清后才能飲用。但不管是甜水還是苦水,井水都有一個(gè)共同特征——“冬暖夏涼”。

冬天,井里打出來的水是暖的,不像露天的水那么冰冷;而夏天,井水反而會(huì)變得冰涼。難道井下有空調(diào)?當(dāng)然不是,通常冬季的井水溫度會(huì)比夏季低幾攝氏度,但是相對(duì)于地面冬夏的溫差,井水溫度變化非常小,因此才會(huì)讓人有“冬暖夏涼”的錯(cuò)覺。

太陽光的照射是地表熱量的最主要來源。但是在地球內(nèi)部,陽光對(duì)溫度的影響并不算太大。只有地殼表層,才會(huì)因?yàn)槭艿疥柟獾挠绊懚淖儨囟取?/p>

夏天日照強(qiáng)烈,但卻不能穿透土壤。由于井水處于地下深處,只有很少的熱量能傳遞下去,所以夏天取上來的井水,相對(duì)比地表上的河流、湖泊水溫要低,手伸進(jìn)去會(huì)感覺冰涼。

冬天地表溫度很低。但是地面以下的地層不會(huì)直接散發(fā)熱量,溫度反而會(huì)比地面高。因此從井里打出來的水,比地面的水溫度要高,感覺比較溫暖。

越深的井,水溫的變化就會(huì)越小。實(shí)際上,普通的井水,一般情況下夏季會(huì)比冬天溫度高3℃~5℃。

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