如何观察地下水?

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如何观察地下水?

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地下水的隐蔽性强,除泉水、井水等集中排泄地带外,没有可供直接观察的天然窗口。古希腊的哲学家认为海水从地球的底部流到了诸山的山顶,然后流下成为清澈的泉水。即便是知识普及如此充分的今天,如果对普通民众问出地下水是从哪里来的这样的问题,仍然会有相当比例的人会回答:是从地下河来的

今天的水文地质工作者已经了解了地下水在水循环中的位置和作用,但仍然十分缺乏细致的、定量的地下水数据。地表水的水量和水质可以较为容易的测量,而地下水的特征则需要花费不菲的打井费用才能得到。由于经费限制,地下水监测网常常较为稀疏,发展中国家自不必说,即便是发达国家的地下水工作者,最头疼的也往往是数据量不足的问题。地下水在国民经济中发挥的巨大作用,和其在社会运行里受到的冷遇形成了巨大的反差,古今中外,概莫能外。

 

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为了揭开地下水神秘的面纱,人们已经开发了多种手段用于观察地下水。(图片改编自:pubs.usgs.gov1.地下水水位监测;2.抽水试验;3.地下水采样分析;4.河流及泉流量观测; 5.地下水污染监测网络;6.地球物理勘测;7.遥感;8.示踪试验;9.地表地下水交互作用观测

如需了解特定位置的地下水物理化学特性,一般需要建设监测井,地下水通过监测井的滤管进入监测井从而与外界沟通。除特定位置地下水的理化参数之外,人们还关注地下水通过某些特定截面的通量,这一物理量在地下水露头处之外一般无法直接测量,通常需要使用达西定律将水量问题转化为水头问题计算得出,这就需要对监测井内水头进行观测。还有一些间接观察地下水的方法,比如通过地质填图、岩芯描述、物探等手段观察赋存地下水的地质体特性;或者通过水文试验、示踪试验等手段人为刺激含水层并观察其反应;又或者观察岩体和地下水的理化特征来推测地下水的运动特征。

对地下水的勘察是耗资巨大,周期较长的工作,一般需要分阶段进行。首先在国家层面协调进行水文地质普查,了解区域范围内地下水的埋藏、分布以及补给、径流、排泄特征,概略估计地下水资源的数量和质量,为国民经济规划提供基础资料。在此基础上可以进行各类精度不一,目标各异的专门性地下水勘察,例如:地下水污染调查、供水水文地质勘察、矿床水文地质勘察等。