水底暗流是怎么形成的?

如果你把水底暗流理解为地下河的话,其实它和地下水是紧密相关的。地下水根据岩体空隙类型的不同,被分为了孔隙水、裂隙水以及岩溶水这几类。虽然它们聚集和运移的方式各不相同,但都有一个共同点,那就是无论空隙形式如何,它们都会在一定的范围内相互连通,从而构成一个完整的系统单元。

导水裂隙系统构成的裂隙含水系统则分为两种情况。一种是局部构造形成的断层发育成的带状含水体,当水量大时,会以泉的形式排泄。另一种则是区域性裂隙构成的含水体,水在这些裂隙中运动比较通畅,但如果没有有利的储水构造,很难保证常年有水。

明确地下水资源按含水系统形成与分布的意义在于,同一含水系统中的水是一个整体,整个系统获得的补给量就是该水系统作为供水水源能保证的水量。只有在对系统整体作出评价的基础上,才能合理规划具体供水地点的水量。对一个含水系统必须统一管理,上下游开发需整体规划,否则容易造成水源地相互干扰或开采条件恶化。

正因为地下水具有这种整体性,所以在进行地下水资源的评价、规划和管理时,必须按系统来进行,这样才能得到接近实际的结果。由于地下水埋藏在地下,我们无法直接观察到各个含水系统的界线,这就容易导致认知上的偏差。有时候会把不同系统的水误看作同一个,或者把同一系统中不同部位的水误认为互不关联。

相比之下,孔隙水的含水系统表现得不那么明显。这是因为孔隙水没有集中的排泄点,使得含水系统的边界不易确定。孔隙水主要存在于松散堆积物中,这个范围有时构成一个单独的含水系统。而对于由搬运堆积形成的不同沉积物类型中的地下水,是否构成统一系统,需根据补给、径流和排泄条件来确定。

而在降水较多的大平原中部,如华北平原,远离山前的部位地形平缓,地下径流滞缓。尽管山前的粗大沉积物能吸收大量降水和地表水流,但以地下径流方式输送的水量只能在一定范围内起主要补给作用。超出这个范围,水量逐渐减少。在这种情况下,必须根据具体情况判别地下水系统的范围,这是系统性最不明显的例子。

在这个连通的系统中,水的运动遵循物理规律,即从势能大的地方向势能小的地方流动。这种运动不是孤立的,而是作为一个整体在进行。当系统的某些部位接受外界水的补给时,这实际上是对整个系统水量的补充;反之,如果系统中的任何一点向外排水或者被人爲取水,也会导致整个系统水量的减少。

在降水稀少的干旱地区,比如新疆和河西走廊,地下水主要依靠高山冰雪融化形成的地表径流,在山前地带潜入地下获得补给。这些进入地下的水,不仅成为当地潜水的补给源,也成为向盆地中部伸展的各种沉积物中地下水的主要来源。从山前到盆地中部,虽然沉积物类型变化,但补给来源单一,这是孔隙水表现系统性最明显的例子。

在岩溶地区,当岩溶水发育成地下暗河时,这种系统性表现得尤为典型。地下河或河系构成了岩溶含水系统,其出口通常以大泉或泉群的形式出现。如果我们从泉口顺水流溯源而上,可能会发现是一条或几条集中的地下通道,再往上溯,还会有更次一级的分支,直到地表,这与地表水系非常相似。