中国的地下水

中国的地下水中国的地下水（groundwater

of

China）

影响和控制中国地下水形成的主要因素是地质及与其有内在关系的各种自然地理因素。由于中国独特的自然地理条件和地质构造特征，形成了各地区不同类型的地下水，特别是受昆仑—秦岭巨型纬向构造带的影响，使中国地下水在区域分布上不仅南北有明显的不同，在东西方向上也有一定的差异。地下水类型按其形成主要可分为下列4类：松散沉积物中孔隙水。秦岭、淮河以北地区多分布有大型中、新生代构造盆地和平原，有巨厚的松散沉积，地下水蕴藏丰富，如松辽平原、黄淮海平原、塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地等以及汾渭盆地、银川盆地、南阳盆地、河西走廊等，中国南方则多为小型山间盆地和河谷平原，松散沉积较薄，含水相对较差。在北方西部多为内陆盆地，降水和常年积雪融化源源汇集于盆地边缘的巨厚砾石层中，在地下水溢出带形成绿洲，而盆地中心则远离水源，降水又少，多为沙丘覆盖。东部为平原地区，新老河道纵横，沉积了厚层的第四系松散沉积，地下水蕴藏丰富。在上述东部平原和西部内陆盆地之间的黄河中游地区，分布有巨厚的黄土沉积，形成中国独特的黄土高原黄土孔隙-裂隙水。碳酸盐岩类喀斯特（岩溶）裂隙溶洞水。在南北方的分布有明显差异。北方喀斯特裂隙溶洞水主要发育在下古生代寒武、奥陶纪的石灰岩中，喀斯特水以大泉或泉群泄出。南方特别是中国西南地区的云、贵、川、粤、桂、湘、鄂等省区，多分布在上古生代和下中生代的地层中，形成一系列的地下暗河和规模巨大的溶洞。南北方浅层地下水（包括潜水与浅部微承压水）。南北方浅层地下水水质变化不同。北方地下水矿化度一般常大于1克/升，西北内陆盆地有时可高达几十克/升；而在秦岭以南的广大地区，矿化度多小于1克/升。此外在北方不论平原地区或大型内陆盆地，由山区到平原均具有较明显的地下水水化学水平分带与垂直分带，而在南方一些山间盆地中，这种分带现象极不明显。多年冻土地下水。除在黑龙江省北部和新疆阿尔泰地区有少量永久冻土和季节冻土地下水分布外，在青藏高原出现世界中、低纬度地带少见的低纬度高海拔多年冻土地下水。根据各地区含水岩层空隙性质、地下水赋存状态和含水岩层结构的不同，可将地下水划分为4种类型：①松散沉积孔隙水。②喀斯特（岩溶）裂隙溶洞水。③基岩裂隙水。④多年冻土孔隙-裂隙水。区域地下水分布特征可分为松散沉积物分布区地下水、喀斯特（岩溶）分布区地下水、基岩山区地下水和多年冻土区地下水4大类。松散沉积物分布区的地下水又可分为以下4种：东部平原区。包括松辽平原、黄淮海平原、长江三角洲及江汉平原等地区。砂砾石松散堆积厚达数百米甚至上千米，为地下水的赋存、运移，创造了有利条件。以河北平原为例，由山前到滨海一般可分为3大水文地质单元：①太行山东麓与燕山南麓，由第四系砂砾石组成的冲、洪积扇群十分发育，含水层厚达40～60米，多为潜水或浅部微承压水，钻孔单位涌水量普遍大于30立方米/时·米，最大可达200立方米/时·米（即每小时水位下降1米的涌水量），水质良好，多属重碳酸钙（镁）型水，矿化度均小于0.5克/升，为极好的供水水源。②中部冲积大平原，多由古河道和近代河道冲积形成，含水层主要为中细砂和粉细砂，单层厚度较薄，水量不大，但在深部常有3～4层颗粒较粗的承压含水层，单位涌水量一般大于10立方米/时·米，为区内主要供水水源。③滨海地区，主要为冲、湖积和海相沉积的互层，由细粉砂和亚粘土所构成，含水层多为透镜体状，水量普遍小于1立方米/时·米，矿化度大于3克/升，但在深部100～200米以下，常见有承压淡水。其他平原亦均与此类似，唯江汉平原地下水普遍含铁离子较高，并有由北向南递增趋势，最高平均含量达10.8毫克/升。长江三角洲共有4个承压含水层，分上下两组，中间有一较为稳定的粘土隔水层，上部两个承压含水层为海相和海陆交互相沉积，下部两个含水层均为陆相沉积，水量较大，水质较好。西北内陆盆地及山前倾斜平原区。西北地区的几个大型内陆盆地，周边山区降水及常年积雪融水，通过潜流和渗流补给盆地。盆地周边广布有山前倾斜平原，其顶部一般为沉积巨厚的戈壁砾石层，地下水位埋深均在50米以下，河流出山后即潜入地下，至冲、洪积扇前缘溢出地表，形成绿洲。一般盆地南缘松散沉积物较北缘发育，如准噶尔盆地在天山山麓前，沉积有厚达300～500米的第四系砂砾石层，含水丰富，钻孔单位涌水量达30立方米/时·米，水质良好，矿化度小于1克/升，地下水具有明显的水平分带与垂直分带特点。从戈壁带到绿洲带，地下水由埋藏很深的潜水过渡为多层结构的承压水，然后再到盆地中心的沙漠带。水量逐渐由大到小，水质由淡到咸，沙漠带淡水仅见于河流两侧。河西走廊在祁连山北麓形成巨厚的山前松散沉积，由于强烈的构造运动，使走廊平原被分割成南北向展布的0.3～0.9立方米/时，浙东火山岩地区泉水较多，流量为0.1～3.6立方米/时；粤东裂隙发育，风化层较厚，泉水流量为1～3立方米/时，在局部构造破碎带可达30立方米左右。变质岩为主的裂隙水主要分布在西北的天山、昆仑山、祁连山及秦岭山区及东南沿海的变质岩带，地下水常埋藏于构造裂隙带中。西北山地泉水出露较多，在天山流量一般为5～30立方米/时。闽北、闽西及江西等地变质岩类含水微弱，泉水流量多小于3立方米/时。若变质岩中夹有大理岩时，常有层间裂隙水，如安徽合肥的龙泉流量达2.7立方米/时，水质良好，均为低矿化的重碳酸盐型淡水。碎屑岩为主的裂隙水多分布于西北的一些山区，内蒙古高原及藏东、川西等地。在新疆的阿尔泰山、准噶尔西部山地均分布有不同地质时代的碎屑岩类，泉水流量5～30立方米/时，水质良好。天山北麓山前地带主要为承压水，局部自流，钻孔涌水量大于10立方米/时，矿化度随深度而增高，祁连山和秦岭山地主要为泥岩、页岩、砂岩及砂砾岩互层，富水中等，在构造与地貌条件控制下，形成很多小的山间自流盆地，泉水流量为5～30立方米/时，若出露于断裂带上则可达80立方米，水质良好，矿化度小于1克/升。鄂尔多斯高原和陕北属于中、新生代构造盆地，侏罗系分布广泛，白垩系及第三系砂岩，砂砾岩含水层水量较丰富，水质良好，但至陕北高原西部含水层逐渐变薄，矿化度增高，水质变差。在藏东、川西山地和四川盆地中广布有轻变质的中、新生代砂页岩、砾岩等，地下水多富集于砂岩裂隙和层间裂隙中，在山区的构造盆地中，常在薄层松散沉积物覆盖下的碎屑岩中形成自流盆地，水量一般不大。四川褶皱地带浅部普遍富集自流水，水头高度一般不超过20米，自流量11立方米/时左右。在台湾中央山地及其毗连的丘陵地区，也有中新生代碎屑岩分布，一般含水程度较差，属弱矿化的重碳酸盐型水。玄武岩类地区的孔隙-裂隙水中国从晚第三纪至第四纪早期的玄武岩喷发，主要分布于吉林东部、内蒙古、雷州半岛、滇西及澎湖列岛等地。玄武岩在形成过程中常伴随有发育良好的柱状节理和产生气孔构造，为地下水的蓄集提供了良好的场所。吉林东部玄武岩出露于地势低洼的河谷中，受降水及地表水的补给，属中等富水。内蒙古熔岩台地玄武岩直接覆盖于第三系红土或第四系粘土层上，往往沿古沟谷形成富水地段。雷州半岛玄武岩与松散砂层呈互层为底部的古风化红士层所隔，成为被玄武岩所穿插的自流盆地，其中浅部为潜水，下部为承压水，水质水量均佳。澎湖列岛表层有玄武岩分布，底部为砂、页岩互层，降水通过玄武岩的风化带渗透补给到底部岩层中，具有透水而不含水的特征。最后为多年冻土区地下水。中国的多年冻土区地下水可分为高纬度山地多年冻土地下水及中、低纬度高原多年冻土地下水，前者主要分布在黑龙江省的大、小兴安岭及新疆阿尔泰山地等，黑龙江省北部由北往南冻土由连续分布渐变为断续分布的岛状冻土，冻土层厚度由120米渐减至30米左右，地下水按埋藏条件由上至下可分为冻结层上水，水质较好，水量不大；次为冻结层间水，主要埋藏于冻土层内的融区，含水层厚度变化不大，水量较小；最下为冻结层下水，多属承压水，质好量大，钻孔单位涌水量小于13立方米/时·米，是较为可靠的供水水源。中、低纬度高原多年冻土地下水主要分布在天山、祁连山及青藏高原，冻结层上水普遍分布，多在地形相对低洼或山坡地带，水质好但水量较小。冻结层下水具有承压性，一些断陷谷地和盆地，往往为冻结层下水富集的良好场所，如位于唐古拉山北侧的温泉断陷谷地，在厚约10～15米的多年冻土层下，承压水或自流水分布普遍，钻孔涌水量为10.8立方米/时，属重碳酸、硫酸、钙（镁）型水，矿化度小于0.5克/升。热水与矿水中国出露地面的温泉和矿泉即有2600多处。热、矿水有从内陆向东南沿海地区和云南及青藏高原温泉数量逐渐增多，水温逐渐增高的趋势。仅粤、闽、台3省就有温泉500多处，温度多在50～60℃以上，属中、高温热水。广东东山湖温泉区已发现有104℃的高腾冲火山温泉温热水，福州市钻孔孔口水温达98℃，台湾屏东温泉高达140℃。云南温泉最为集中，计有480处左右，仅滇西著名的腾冲火山温泉，在南北长115公里，东西宽55公里的范围内，即有温泉50多处，最高温度105～110℃，有些属间歇性喷泉。西藏高原也分布有许多高温间歇性喷泉，水温在80℃以上（相当于当地水的沸点），著名的羊八井温泉属高温气泉，水温92℃。在雅鲁藏布江中游两岸均有大量温泉出露。四川热水分布多集中盆地东部及西部的边缘山地，计250多处，东部多中、低温热泉，如重庆市的南、北温泉，水温37～41℃；西部则分布于甘孜、理塘、康定、西昌和会理一带，以中、高温较多，如甘孜气泉96℃，康定92℃。其他较集中的地区还有湖南70多处，最高温度91℃；江西50多处，水温82℃在中国许多大平原如松辽平原、黄淮海平原、江汉平原、江淮平原、四川盆地、柴达木盆地等，都发现了丰富的地下热水，在四川、柴达木等内陆盆地中还发现有高矿化的浓热卤水，矿化度高达350克/升以上，含有碘、溴、硼、锂、铷、铯、锶、钡等微量元素。中国的冷矿水主要分布在东北长白山脉，大、小兴安岭及内蒙古高原，青海东部等地，大多为碳酸泉，如黑龙江省的五大连池冷碳酸矿水，游离Co2含量达1475.5～1760毫克/升；内蒙古高原在下白垩系和第三系的含碳质岩层中有较广泛的分布，游离CO2含量一般均在350毫克/升以上。其他还有吉林的药水泉、辽宁的皮子窝矿泉、甘肃的白浪沟矿泉。台湾省也有20多处冷矿泉。综上所述，中国大致可划分为以下6个地热构造带：①滇、藏地热带；②台湾地热带，多为高温水与湿蒸气型为主的地热田；③东南沿海地热带；④郯城—庐江断裂地热带，北起黑龙江省，经辽、吉向南至山东、江苏，为中国东部主要地热带，江苏东海温泉区钻孔水温94℃（孔深545米），地热梯度3.42～4.57℃/100米；⑤川滇南北向地热带；地下水的开发利用中国是世界上开发利用地下水最早国家之一。水井的开凿利用（浙江省余姚县河姆渡村的木结构水井）可上溯到5700年前的仰韶文化时期。汉朝四川自贡地区在中生代坚硬岩层中开凿了深达百米以上的自流井以汲盐卤水，比法国和意大利12世纪出现的自流井至少要早千年。中国西北干旱地区的“坎儿井”有悠久的使用历史，一直延用至今仍不失为当地引用地下水灌溉的有效方法。中国地下水年径流量约为8288亿立方米，20世纪50年代以来，各地区均已不同程度地开发利用了地下水作为城市生活用水和工农业用水的主要水源。如河北平原自从大力发展井灌以来，已成井40多万眼，年开采地下水量约1