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变幻多彩的地球 作者: 陶世龙 开发地下的海洋 原载1962年第7期《我们爱科学》。 地下隐藏着“海洋”,在自然界不是很稀奇的事。科学家认为:隐藏在地下的水, 比大陆上所有的河流和湖泊中的水要多几百倍,大约有40亿亿立方米。 40亿亿立方米的水有多少呢?北京十三陵水库所能容纳的水量也只有8200万立方米。 40亿亿立方米这是多么巨大的水源啊! 假使没有地下水 人类社会的发展,简直可以说离不开地下水。 被人类利用得最普遍的地下水有两种:一种是从地下涌出来的天然泉水,还有一种 是井水。 某些考古学家认为,石器时代的人大多居住在河流两岸。人离开了水就没法生活。 但是石器时代的人,还不知道利用地下水。 我国发明凿井的技术,可能是在大禹治水的时代。人们知道了取得地下水的方法, 才逐渐离开河流,在广阔的平原上生活起来。 后来,城市纷纷建立起来了。许多城市靠在河流边上,也有许多城市旁边没有大河 流,就得靠地下水来解决居民的吃水用水问题,供应工业生产用水的需要。我们首都北 京用的主要就是地下水源,玉泉山的泉水就是一个有名的水源。包头钢铁厂也是在找到 了一个叫做“富泉”的地下水源以后,才解决了炼铁炼钢的用水问题。 大地为什么没有陷塌 许多人都觉得奇怪,地下既然有这么大的“海洋”,为什么地面并没有陷塌下去呢? 其实,地下的海洋并不像露天的海洋那样波涛汹涌。大地的基础是岩石,地下水就 躲藏在岩石、沙砾和土壤当中。 岩石大多是有孔隙的,水会渗到孔隙里去。有些岩石,像砂岩,它的孔隙又多又大, 就容易透水。松散的土壤、沙砾,更是便于水的渗透。 但是也有些岩石的孔隙很少,是不透水的,像花岗岩。而黏土的孔隙虽多,但太小 了,水也很难渗过去,除非它们产生裂隙,否则是不能透水的。 水在透水层里缓慢地流动,而不透水层却像海洋的底一样,阻止水往下渗。这两个 条件结合起来,就形成了贮存地下水的好地方。 在有些地方,透水层和不透水层一层又一层地重叠着,地下的海洋也就分隔成一层 一层的。最上面一层的地下水,叫做潜水,它有一个起伏不平的表面叫做潜水面,当打 井截过潜水面时就有地下水流出,许多泉水也是出现在沟、谷、洞穴等截过潜水面的地 方。因为井、谷等截过了潜水面,就像盛满水的碗被打开了一个缺口一样,水当然要从 这里绵绵不断地流出来了。 有些地方,地下水夹在两层不透水的岩石中间,这就像水流进了水管一样,可以流 到很远的地方,这样的地下水,水量比较大,也比较稳定。打井时,这样的地下水还常 常因为受到水的压力的影响而自动涌出地面,省去汲水的许多工作。能找到这样的地下 水,那就很合乎理想了。虽然凿穿上面这层岩石得费不少工夫,但还是非常合算的。 平常我们所说的地下海,其实就是指的藏在透水层里的地下水,所以一般并不会造 成地面陷塌的危险。 不过在地底下有很多石灰岩等可溶性岩石的地方,地下水会把石灰岩溶蚀成一个个 的洞穴。地下水在洞穴里流动,就像地面上的河流一样。这样的洞穴会慢慢地越来越大, 上面的地面就可能陷塌下去。在广西、云南一带,就有过这种现象。 地下的水是哪里来的 地下的水这样多,总是用不完。这些水是从哪里来的呢? 主要的来源,是从地面上渗下去的水。在我国的土地上,下雨下雪,平均每年要降 下大约62000多亿立方米的水。这些水,一部分从地面流走了,一部分蒸发到天空去了, 另一部分就渗到地底下去了。因此降水多的地区,地下水往往也比较丰富。 沙漠地带很少下雨,但是在不少的沙漠中,地下水也很丰富。在有些国家的沙漠中 就发现了一些地下海,它的水量足以使那里的“不毛之地”变成丰饶的农场。这许多水 是从哪里来的呢?科学家认为,其中一个重要的来源,是一些河流从别处把水带了来, 渗到了沙漠里。 我国西北的大沙漠里也有地下水。由高山上冰雪融化后渗到地里去的水,是沙漠里 地下水的一个重要来源。 沙漠里夜晚很冷。人们发现,在沙漠里,空气里的水蒸气在夜晚变凉的时候,会附 在沙粒上凝成水滴,渗到地底下去。 地下水有各种各样的来源,因此有一个很大的优点,就是不易枯竭。我国约有1/3 的地区雨下得比较少,因此积极地开发地下水,是一件非常重要的事。 征服地下的海洋 我们中国人很早就知道利用地下水了。 有一个故事说:在2600多年前的春秋时代,齐桓公率领军队北征,来到一个没有水 的地方。他手下有个大臣建议说:只要在有蚂蚁窝的地方打井,一定能找到水,结果果 然找到了。这个古老的经验却很合乎科学道理。因为蚂蚁、蛇等都喜欢住在比较潮湿的 地方。找到了它们的巢穴,就很可能找到地下水。 在新疆沙漠地带,有一种很巧妙的输送地下水的方法。当地的人打了井,并在地底 下修了暗渠,将许多井连通起来,让井里引出来的地下水,通过暗渠流到田里去。因为 这里气候炎热干燥,要是让珍贵的水在地面上流,一定会全部蒸发掉的。有了暗渠,就 防止了蒸发。这种引水设施叫做“坎儿井”。据说,可能在汉武帝时代(公元前140-前 87年),坎儿井在今天陕西一带就开始出现了。 解放以来,我国已经积累了很丰富的利用地下水的经验。全国已对270多万平方千 米的土地进行了地下水的调查和勘探,许多地下水已被开发出来,并在抗旱斗争中发挥 了重要作用。 用机器钻井的方法,大大提高了打井的效率。用抽水机汲水也节省了许多劳动力。 我国云南的六郎洞有三条地下河流在此汇合,水量巨大,在这里已经建成了我国第 一个用地下水来发电的电站。 地下的海洋正在被人们辛勤地开发着。 ------------------ 中国读书网 |