井水真的不犯河水吗？ 刘文龙 先说结论： 大部分情况下，浅层地下水中的井水，又称潜水，跟河水有着密切的联系； 对于某些深层地下水形成的井水，或者称为承压地下水，基本可以认为与河水“秋毫无犯”。 井水与河水的定义和分类 首先定义一下笔者要讨论的井水和河水。井水就是从水井里获取的水，河水就是来源自河流的水（废话）。下边来简单介绍一下井水。 如果我们从地表开始打井，一直挖到地下含水层，水井中就会出现井水。这些井水距离地面较浅，我们称为浅层地下水，又称潜水； 如果我们继续往下挖，直到挖到某一层致密的粘土层或者岩层，由于该土层或岩层孔隙太少，地下水无法（或者相对难以）穿透，我们称为隔水层，或不透水层； 不管三七二十一，我们向下打穿隔水层，有时会遇到一个富含地下水的土层或者岩层，称为含水层，含水层的水称为深层地下水，由于这些深层地下水往往承载着上部土壤和水的压力，又称为承压水。 注：这里只是简单粗暴的给井水一个定义和分类，鉴于各地情况的特殊性，笔者承认特例存在的可能性。如有不足之处，专业人士们请轻喷。 Fig. 1 地下水分层示意图(Modified from Water World: Groundwater Formation) 2. 潜水井的井水与河水的关系 潜水井的井水往往距离地表较近，与地表水循环有着非常密切的关系，尤其是河水。图 1 是一个典型的河水与潜水（即潜水井中的井水，下同）之间的关系示意图。 一般说来，河流的底部(即河床)是某一个小区域的最低点，由于“水往低处流”，该区域内的水会汇集到河床上形成河水，浅层地下水也不例外，图 1 中的上半部分就是浅层地下水补给河水的示意图。 注：黄河下游的“地下河”奇观不符合上文的论断，这么奇葩的场景是很多复杂原因形成的。 如果由于某些原因，例如打井抽水、植物蒸散发等等，河流附近的地下水位下降，低于河流的水位，河水就会反过来补给地下水；换句话说，河水就会流到水井里，与井水进行“亲密接触”。 所以，对于浅层地下水来说，井水和河水之间有着紧密的联系。 Fig. 2 地下水的补给与排泄 (Modified from Downloads) 3. 承压井的井水与河水的关系 相对于浅层地下水，很多承压井中的承压地下水有着不同的情况。有些承压含水层处于地下数十米甚至数百米，地表降水对其补给非常困难，主要原因包括： 土壤渗透能力有限，尤其是土壤饱和后，水分只能以非常低的速度入渗； 地下含水层之间往往存在不透水层，包括粘土层或者岩石层。这些致密层阻止了地表水垂直入渗。 对于承压水，较为有效的补给方法是侧向补给。由于地质运动，某个承压含水层的一端漏出地表，降水入渗后，地下水沿着含水层侧向移动到地下，补给了承压地下水，例如图 3 中左下方的承压水补给。所以承压井的井水与地表的河流水之间联系不是非常紧密，甚至有些地下水距离地表有数层不透水层，基本可以认为”井水不犯河水“。 Fig. 3 地下水的补给过程(Modified from ) 4. 拓展阅读与引申 行文至此，题主所提的问题基本已经说清楚，此部分主要是对上文进行一下拓(pao)展(ti)。上文提到，承压地下水的补给主要靠侧向渗透。其实对于一些深层地下水(埋深大于 100 m), 补给是非常困难的。 首先地表水的垂直入渗很少； 其次侧向补给的速度很慢，水在饱和土壤中的运动是很慢的； 还有一个重要的原因，地下水主要储存在土壤或者岩石的孔隙中。承压含水层的地下水被大量抽走后，上层的土壤和浅层地下水的压力压缩了承压含水层的孔隙数量，使得含水层的蓄水能力减少。(注：可以想象一下三层木板压着的海绵。) 一般说来，浅层地下水需要数年甚至数十年才能更新一次，深层地下水需要上百年甚至上千年才能更新；对比来看，地表的河水一般只需要 9 ~ 16 天就能更新一遍。 (Data source: groundwater utilization and sustainability, sustainability of groundwater, sustainable yield of groundwater, sustainable groundwater development, Victor Miguel Ponce) 在补给困难的背景下，地下水的开发速度却是非常惊人的。熟练的话，打一口 200 m 深的井数月就能完工，地质情况简单的话时间更短。打井完成后安装一个潜水泵，一小时就 5 方水，一年 4 万多方水。读者朋友们，如果你知道这些井水的年龄很多都在数百年甚至数千年以上，不知作何感想？！ 补给困难而开发速度快，一个问题自然而然得出现了——地下水储量减少、地下水位下降，在某些地区，例如华北平原，地下水位下降形成了一个地下的“漏斗”，所以我们称之为地下水漏斗(图 4)。提供一组 09 年的数据(世界上最大地下水漏斗 华北危机怎解？)： 在过去 50 年中，华北平原大量开采地下水已经使地下水储存量减少约 1300 亿立方米，因为超采造成的浅层地下水漏斗超过 2 万平方公里，深层地下水漏斗 7 万平方公里， 在上世纪 70 年代，农村取水人工挖到地下十米八米，水就出来了，现在基本上到了 40～50 米，有的甚至超过 100 米才能见水。 现在一些城乡集中供水的水井已经打到 500 米深， 注：颜色越深，深层地下水位越浅；反之，地下水位越深。其中华北平原的衡水、德州和沧州是地下水漏斗最严重的地区。 Fig. 4 华北地区地下水漏斗示意图 (Source: 地下水降落漏斗) 地下水漏斗的危害有很多，包括粮食减产、地面沉降(天坑)、城乡居民饮水困难、河流断流与湖泊枯竭、水井与泉眼干涸等等。令人遗憾的是，地下水漏斗的治理非常困难，虽然近年来全国多地开展了地下水回灌项目，效果却不太令人满意。现在最好的治理措施还是以预防为主，减少地下水，尤其是深层地下水的开采，增加地表水的入渗和补给，以期缓解地下水位不停下降的趋势。 延伸阅读： 新闻中常说的某城市「过度抽取地下水」，城市中对地下水的使用是怎样的，有怎样的大型工程？ 回灌地下水很难吗？ 华北地下水亏空巨大，会不会引起陷落地震？ 5. 结论（Take-home points） 浅层地下水形成的井水与河水关系非常密切，基本互有“侵犯”； 由于距离地表水较远，且有隔水层隔离，某些深层地下水形成的井水“不犯”河水； 华北平原地下水大量开采，而地下水的补给比较困难，所以形成了地下水漏斗。 The end, thanks for reading. --------------- 版权声明 ----------------- 1. 笔者对所有的回答和专栏均拥有所有版权，引用内容除外。 2. 笔者允许从此网站的“分享”链接分享至微博或者朋友圈等个人分享行为。 3. 除知乎及相关产品外，笔者不允许，除个人分享外，任何转载或者分享，包括但不限于微博和微信的营销账号、各种非营利组织、各种大学的微信和微博的官方账号等组织转载和分享。 4. 如果某组织未经许可分享笔者的内容，那么该组织也默认接受了“千字千元”的计酬标准，其中原创图片折算成百字。无论是营利或者非营利组织，均需支付稿费。 5. 任何转载均不得删除此版权声明。 查看知乎原文
