中國的地下水

中國的地下水中國的地下水（groundwater

of

China）

影響和控制中國地下水形成的主要因素是地質(zhì)及與其有內(nèi)在關(guān)系的各種自然地理因素。由于中國獨(dú)特的自然地理條件和地質(zhì)構(gòu)造特征，形成了各地區(qū)不同類型的地下水，特別是受昆侖—秦嶺巨型緯向構(gòu)造帶的影響，使中國地下水在區(qū)域分布上不僅南北有明顯的不同，在東西方向上也有一定的差異。地下水類型按其形成主要可分為下列4類：松散沉積物中孔隙水。秦嶺、淮河以北地區(qū)多分布有大型中、新生代構(gòu)造盆地和平原，有巨厚的松散沉積，地下水蘊(yùn)藏豐富，如松遼平原、黃淮海平原、塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、柴達(dá)木盆地等以及汾渭盆地、銀川盆地、南陽盆地、河西走廊等，中國南方則多為小型山間盆地和河谷平原，松散沉積較薄，含水相對較差。在北方西部多為內(nèi)陸盆地，降水和常年積雪融化源源匯集于盆地邊緣的巨厚礫石層中，在地下水溢出帶形成綠洲，而盆地中心則遠(yuǎn)離水源，降水又少，多為沙丘覆蓋。東部為平原地區(qū)，新老河道縱橫，沉積了厚層的第四系松散沉積，地下水蘊(yùn)藏豐富。在上述東部平原和西部內(nèi)陸盆地之間的黃河中游地區(qū)，分布有巨厚的黃土沉積，形成中國獨(dú)特的黃土高原黃土孔隙-裂隙水。碳酸鹽巖類喀斯特（巖溶）裂隙溶洞水。在南北方的分布有明顯差異。北方喀斯特裂隙溶洞水主要發(fā)育在下古生代寒武、奧陶紀(jì)的石灰?guī)r中，喀斯特水以大泉或泉群泄出。南方特別是中國西南地區(qū)的云、貴、川、粵、桂、湘、鄂等省區(qū)，多分布在上古生代和下中生代的地層中，形成一系列的地下暗河和規(guī)模巨大的溶洞。南北方淺層地下水（包括潛水與淺部微承壓水）。南北方淺層地下水水質(zhì)變化不同。北方地下水礦化度一般常大于1克/升，西北內(nèi)陸盆地有時可高達(dá)幾十克/升；而在秦嶺以南的廣大地區(qū)，礦化度多小于1克/升。此外在北方不論平原地區(qū)或大型內(nèi)陸盆地，由山區(qū)到平原均具有較明顯的地下水水化學(xué)水平分帶與垂直分帶，而在南方一些山間盆地中，這種分帶現(xiàn)象極不明顯。多年凍土地下水。除在黑龍江省北部和新疆阿爾泰地區(qū)有少量永久凍土和季節(jié)凍土地下水分布外，在青藏高原出現(xiàn)世界中、低緯度地帶少見的低緯度高海拔多年凍土地下水。根據(jù)各地區(qū)含水巖層空隙性質(zhì)、地下水賦存狀態(tài)和含水巖層結(jié)構(gòu)的不同，可將地下水劃分為4種類型：①松散沉積孔隙水。②喀斯特（巖溶）裂隙溶洞水。③基巖裂隙水。④多年凍土孔隙-裂隙水。區(qū)域地下水分布特征可分為松散沉積物分布區(qū)地下水、喀斯特（巖溶）分布區(qū)地下水、基巖山區(qū)地下水和多年凍土區(qū)地下水4大類。松散沉積物分布區(qū)的地下水又可分為以下4種：東部平原區(qū)。包括松遼平原、黃淮海平原、長江三角洲及江漢平原等地區(qū)。砂礫石松散堆積厚達(dá)數(shù)百米甚至上千米，為地下水的賦存、運(yùn)移，創(chuàng)造了有利條件。以河北平原為例，由山前到濱海一般可分為3大水文地質(zhì)單元：①太行山東麓與燕山南麓，由第四系砂礫石組成的沖、洪積扇群十分發(fā)育，含水層厚達(dá)40～60米，多為潛水或淺部微承壓水，鉆孔單位涌水量普遍大于30立方米/時·米，最大可達(dá)200立方米/時·米（即每小時水位下降1米的涌水量），水質(zhì)良好，多屬重碳酸鈣（鎂）型水，礦化度均小于0.5克/升，為極好的供水水源。②中部沖積大平原，多由古河道和近代河道沖積形成，含水層主要為中細(xì)砂和粉細(xì)砂，單層厚度較薄，水量不大，但在深部常有3～4層顆粒較粗的承壓含水層，單位涌水量一般大于10立方米/時·米，為區(qū)內(nèi)主要供水水源。③濱海地區(qū)，主要為沖、湖積和海相沉積的互層，由細(xì)粉砂和亞粘土所構(gòu)成，含水層多為透鏡體狀，水量普遍小于1立方米/時·米，礦化度大于3克/升，但在深部100～200米以下，常見有承壓淡水。其他平原亦均與此類似，唯江漢平原地下水普遍含鐵離子較高，并有由北向南遞增趨勢，最高平均含量達(dá)10.8毫克/升。長江三角洲共有4個承壓含水層，分上下兩組，中間有一較為穩(wěn)定的粘土隔水層，上部兩個承壓含水層為海相和海陸交互相沉積，下部兩個含水層均為陸相沉積，水量較大，水質(zhì)較好。西北內(nèi)陸盆地及山前傾斜平原區(qū)。西北地區(qū)的幾個大型內(nèi)陸盆地，周邊山區(qū)降水及常年積雪融水，通過潛流和滲流補(bǔ)給盆地。盆地周邊廣布有山前傾斜平原，其頂部一般為沉積巨厚的戈壁礫石層，地下水位埋深均在50米以下，河流出山后即潛入地下，至沖、洪積扇前緣溢出地表，形成綠洲。一般盆地南緣松散沉積物較北緣發(fā)育，如準(zhǔn)噶爾盆地在天山山麓前，沉積有厚達(dá)300～500米的第四系砂礫石層，含水豐富，鉆孔單位涌水量達(dá)30立方米/時·米，水質(zhì)良好，礦化度小于1克/升，地下水具有明顯的水平分帶與垂直分帶特點(diǎn)。從戈壁帶到綠洲帶，地下水由埋藏很深的潛水過渡為多層結(jié)構(gòu)的承壓水，然后再到盆地中心的沙漠帶。水量逐漸由大到小，水質(zhì)由淡到咸，沙漠帶淡水僅見于河流兩側(cè)。河西走廊在祁連山北麓形成巨厚的山前松散沉積，由于強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動，使走廊平原被分割成南北向展布的0.3～0.9立方米/時，浙東火山巖地區(qū)泉水較多，流量為0.1～3.6立方米/時；粵東裂隙發(fā)育，風(fēng)化層較厚，泉水流量為1～3立方米/時，在局部構(gòu)造破碎帶可達(dá)30立方米左右。變質(zhì)巖為主的裂隙水主要分布在西北的天山、昆侖山、祁連山及秦嶺山區(qū)及東南沿海的變質(zhì)巖帶，地下水常埋藏于構(gòu)造裂隙帶中。西北山地泉水出露較多，在天山流量一般為5～30立方米/時。閩北、閩西及江西等地變質(zhì)巖類含水微弱，泉水流量多小于3立方米/時。若變質(zhì)巖中夾有大理巖時，常有層間裂隙水，如安徽合肥的龍泉流量達(dá)2.7立方米/時，水質(zhì)良好，均為低礦化的重碳酸鹽型淡水。碎屑巖為主的裂隙水多分布于西北的一些山區(qū)，內(nèi)蒙古高原及藏東、川西等地。在新疆的阿爾泰山、準(zhǔn)噶爾西部山地均分布有不同地質(zhì)時代的碎屑巖類，泉水流量5～30立方米/時，水質(zhì)良好。天山北麓山前地帶主要為承壓水，局部自流，鉆孔涌水量大于10立方米/時，礦化度隨深度而增高，祁連山和秦嶺山地主要為泥巖、頁巖、砂巖及砂礫巖互層，富水中等，在構(gòu)造與地貌條件控制下，形成很多小的山間自流盆地，泉水流量為5～30立方米/時，若出露于斷裂帶上則可達(dá)80立方米，水質(zhì)良好，礦化度小于1克/升。鄂爾多斯高原和陜北屬于中、新生代構(gòu)造盆地，侏羅系分布廣泛，白堊系及第三系砂巖，砂礫巖含水層水量較豐富，水質(zhì)良好，但至陜北高原西部含水層逐漸變薄，礦化度增高，水質(zhì)變差。在藏東、川西山地和四川盆地中廣布有輕變質(zhì)的中、新生代砂頁巖、礫巖等，地下水多富集于砂巖裂隙和層間裂隙中，在山區(qū)的構(gòu)造盆地中，常在薄層松散沉積物覆蓋下的碎屑巖中形成自流盆地，水量一般不大。四川褶皺地帶淺部普遍富集自流水，水頭高度一般不超過20米，自流量11立方米/時左右。在臺灣中央山地及其毗連的丘陵地區(qū)，也有中新生代碎屑巖分布，一般含水程度較差，屬弱礦化的重碳酸鹽型水。玄武巖類地區(qū)的孔隙-裂隙水中國從晚第三紀(jì)至第四紀(jì)早期的玄武巖噴發(fā)，主要分布于吉林東部、內(nèi)蒙古、雷州半島、滇西及澎湖列島等地。玄武巖在形成過程中常伴隨有發(fā)育良好的柱狀節(jié)理和產(chǎn)生氣孔構(gòu)造，為地下水的蓄集提供了良好的場所。吉林東部玄武巖出露于地勢低洼的河谷中，受降水及地表水的補(bǔ)給，屬中等富水。內(nèi)蒙古熔巖臺地玄武巖直接覆蓋于第三系紅土或第四系粘土層上，往往沿古溝谷形成富水地段。雷州半島玄武巖與松散砂層呈互層為底部的古風(fēng)化紅士層所隔，成為被玄武巖所穿插的自流盆地，其中淺部為潛水，下部為承壓水，水質(zhì)水量均佳。澎湖列島表層有玄武巖分布，底部為砂、頁巖互層，降水通過玄武巖的風(fēng)化帶滲透補(bǔ)給到底部巖層中，具有透水而不含水的特征。最后為多年凍土區(qū)地下水。中國的多年凍土區(qū)地下水可分為高緯度山地多年凍土地下水及中、低緯度高原多年凍土地下水，前者主要分布在黑龍江省的大、小興安嶺及新疆阿爾泰山地等，黑龍江省北部由北往南凍土由連續(xù)分布漸變?yōu)閿嗬m(xù)分布的島狀凍土，凍土層厚度由120米漸減至30米左右，地下水按埋藏條件由上至下可分為凍結(jié)層上水，水質(zhì)較好，水量不大；次為凍結(jié)層間水，主要埋藏于凍土層內(nèi)的融區(qū)，含水層厚度變化不大，水量較?。蛔钕聻閮鼋Y(jié)層下水，多屬承壓水，質(zhì)好量大，鉆孔單位涌水量小于13立方米/時·米，是較為可靠的供水水源。中、低緯度高原多年凍土地下水主要分布在天山、祁連山及青藏高原，凍結(jié)層上水普遍分布，多在地形相對低洼或山坡地帶，水質(zhì)好但水量較小。凍結(jié)層下水具有承壓性，一些斷陷谷地和盆地，往往為凍結(jié)層下水富集的良好場所，如位于唐古拉山北側(cè)的溫泉斷陷谷地，在厚約10～15米的多年凍土層下，承壓水或自流水分布普遍，鉆孔涌水量為10.8立方米/時，屬重碳酸、硫酸、鈣（鎂）型水，礦化度小于0.5克/升。熱水與礦水中國出露地面的溫泉和礦泉即有2600多處。熱、礦水有從內(nèi)陸向東南沿海地區(qū)和云南及青藏高原溫泉數(shù)量逐漸增多，水溫逐漸增高的趨勢。僅粵、閩、臺3省就有溫泉500多處，溫度多在50～60℃以上，屬中、高溫?zé)崴?。廣東東山湖溫泉區(qū)已發(fā)現(xiàn)有104℃的高騰沖火山溫泉溫?zé)崴?，福州市鉆孔孔口水溫達(dá)98℃，臺灣屏東溫泉高達(dá)140℃。云南溫泉最為集中，計有480處左右，僅滇西著名的騰沖火山溫泉，在南北長115公里，東西寬55公里的范圍內(nèi)，即有溫泉50多處，最高溫度105～110℃，有些屬間歇性噴泉。西藏高原也分布有許多高溫間歇性噴泉，水溫在80℃以上（相當(dāng)于當(dāng)?shù)厮姆悬c(diǎn)），著名的羊八井溫泉屬高溫氣泉，水溫92℃。在雅魯藏布江中游兩岸均有大量溫泉出露。四川熱水分布多集中盆地東部及西部的邊緣山地，計250多處，東部多中、低溫?zé)崛?，如重慶市的南、北溫泉，水溫37～41℃；西部則分布于甘孜、理塘、康定、西昌和會理一帶，以中、高溫較多，如甘孜氣泉96℃，康定92℃。其他較集中的地區(qū)還有湖南70多處，最高溫度91℃；江西50多處，水溫82℃在中國許多大平原如松遼平原、黃淮海平原、江漢平原、江淮平原、四川盆地、柴達(dá)木盆地等，都發(fā)現(xiàn)了豐富的地下熱水，在四川、柴達(dá)木等內(nèi)陸盆地中還發(fā)現(xiàn)有高礦化的濃熱鹵水，礦化度高達(dá)350克/升以上，含有碘、溴、硼、鋰、銣、銫、鍶、鋇等微量元素。中國的冷礦水主要分布在東北長白山脈，大、小興安嶺及內(nèi)蒙古高原，青海東部等地，大多為碳酸泉，如黑龍江省的五大連池冷碳酸礦水，游離Co2含量達(dá)1475.5～1760毫克/升；內(nèi)蒙古高原在下白堊系和第三系的含碳質(zhì)巖層中有較廣泛的分布，游離CO2含量一般均在350毫克/升以上。其他還有吉林的藥水泉、遼寧的皮子窩礦泉、甘肅的白浪溝礦泉。臺灣省也有20多處冷礦泉。綜上所述，中國大致可劃分為以下6個地?zé)針?gòu)造帶：①滇、藏地?zé)釒В虎谂_灣地?zé)釒?，多為高溫水與濕蒸氣型為主的地?zé)崽铮虎蹡|南沿海地?zé)釒В虎苒俺恰獜]江斷裂地?zé)釒?，北起黑龍江省，?jīng)遼、吉向南至山東、江蘇，為中國東部主要地?zé)釒ВK東海溫泉區(qū)鉆孔水溫94℃（孔深545米），地?zé)崽荻?.42～4.57℃/100米；⑤川滇南北向地?zé)釒?；地下水的開發(fā)利用中國是世界上開發(fā)利用地下水最早國家之一。水井的開鑿利用（浙江省余姚縣河姆渡村的木結(jié)構(gòu)水井）可上溯到5700年前的仰韶文化時期。漢朝四川自貢地區(qū)在中生代堅硬巖層中開鑿了深達(dá)百米以上的自流井以汲鹽鹵水，比法國和意大利12世紀(jì)出現(xiàn)的自流井至少要早千年。中國西北干旱地區(qū)的“坎兒井”有悠久的使用歷史，一直延用至今仍不失為當(dāng)?shù)匾玫叵滤喔鹊挠行Х椒āＶ袊叵滤陱搅髁考s為8288億立方米，20世紀(jì)50年代以來，各地區(qū)均已不同程度地開發(fā)利用了地下水作為城市生活用水和工農(nóng)業(yè)用水的主要水源。如河北平原自從大力發(fā)展井灌以來，已成井40多萬眼，年開采地下水量約1