地下水循环系统
发布网友
发布时间：2022-04-22 21:22
共1个回答
热心网友
时间：2023-06-22 18:18
地下水在形成过程中，始终参与*和区域尺度水循环，并成为水循环中重要的子系统。自地球形成之日起，地下水循环系统就与*水圈同时伴随地球的演化而进行着同步的变化，而且不断改造和完善自身的循环系统。按区域地下水循环演化规律、空间位置和运动特点等，地下水循环系统分为上、下两个循环系统，即水循环系统（又称浅部地下水循环系统）和地质循环系统（又称深部水循环系统）。
一、浅部地下水循环系统
图4-1 水循环系统示意图
（据刘国纬，1997）
107—水分通量/（n×103km3·a-1）；（119）—水量/（n×103km3）
浅部地下水循环是指发生于大气环流水和降水、地表水与地壳浅部地下水之间水量转化过程。水圈中水体通过蒸发、水汽输送、降水、地表径流、下渗，最后进入地下，补给地下水。在这一水文过程中，地下水与相邻层圈的所有水文要素紧密联系和互相作用，处于不断运动状态，形成一个区域性或流域性动态系统。浅部地下水循环系统不仅紧密联系着地球水圈的各个子系统，而且还是联系水圈与大气圈、生物圈和岩石圈的纽带，通过诸多不同尺度的子系统彼此耦合，构成区域或流域水循环系统（图4-1）。
浅部地下水循环系统主要特点是，赋存于地壳表部水系统（几百米深度以上）中，一般形成于第四纪时期，它与大气圈、土壤圈、生物圈关系极为密切，运动形式以水平方向为主，垂直方向为辅。浅部地下水循环系统是地表生态、环境演化的重要因素，是地表表生带层圈间物质和能量传输的纽带，受控于陆表地质、地形和构造，其动态变化与气候密切相关，与海洋环境紧密相联，在海岸带与海水有交替作用。
华北平原浅部地下水循环系统如图4-2所示，从上游补给区至渤海湾排泄区，经历了山前侧向补给和垂直入渗补给水文过程，然后进入向下游和深层地下水系统径流和排泄的水文过程。在海陆交互带，一部分地下水通过泉水方式排入海洋，还有一部分流入渤海湾海底地下水含水系统中。
图4-2 华北平原地下水循环系统框架图
（据张宗祜等，2000）
华北平原浅部地下水循环系统的实际地质断面，如图4-3所示。山前平原是区域地下水的主要入渗补给区，地下储水介质具有强渗透能力，62%的地下水资源储存在山前平原。在中部平原，分布有连续的弱透水层，厚度较大，以至其地下水具有承压特征，接受大气降水能力差。在滨海平原，透水、储水和给水能力都不如山前平原和中部平原，水循环缓慢。
二、深部地下水循环系统
在深部地下水循环系统（地质循环）中，水参与沉积、变质与岩浆作用过程，地壳浅部的水与地壳深部乃至地幔的水发生交换，循环路径长，循环速度十分缓慢（图4-4），此类水循环是在地质历史进程中进行的。深部地下水循环系统赋存于地下深部，与大气圈、土壤圈、生物圈无直接关系，直接与岩石圈相互作用，与大气水无直接补给关系，运动方式受控于深部地质构造特征，与地表地形、地表地质无直接关系，形成于第四纪以前不同地质时期的原生水、古沉积水，循环运动方式复杂、多种，以缓慢的垂直分异、迁移并与围岩作用为主。
图4-3 华北平原浅部地下水循环系统断面
（据张光辉等，2004）
图4-4 地幔不同深度绝对水平速度矢量分布图
（据Bai Wuming et al.，1992）
三、地下水循环系统与人类生存关系
地下水循环系统与人类生存环境和社会经济发展紧密相关。华北平原人类赖以生存的淡水资源中，68%来自浅部地下水循环系统。浅部地下水循环系统具有补给、更新、净化和时空调节功能，使得淡水资源既具有流动性，又具有可恢复性和可持续利用性，同时还使得浅层地下水具有环境功能和生态功能。
人类活动对浅部地下水循环系统演化的进程，在小尺度上具有明显的影响作用，例如近50a以来华北平原在山前大规模拦蓄和引用山区循环补给平原区的水量，同时平原区又大规模超采地下水，引起了陆地水资源数量、质量和时空分布的急剧变化，甚至在一些地区严重改变了区域水循环条件，导致人类自身生存环境劣变，如地面沉降、海水入侵和生态环境退化、常年河流干涸或变成季节性河流和水环境严重污染等。
