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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。


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