背景知识
泉(spring):
泉有两种含义:定义1:含水层或含水通道与地面相交处产生地下水涌出地表的现象。多分布于山谷和山麓,是地下水的一种重要排泄方式 ;定义2:地下水的天然露头。(据百度百科)
著名的玉泉山泉形成的水文地质条件
而在平原区,如果不打井的话,人们一般不会看到泉水出现。
但是有的地方打出来水井后,不用抽水,水直接从井里流出来了。这是为什么呢?
山东省临朐县马家辛兴村抗旱井喷水情景(自: 中国地质调查局网站,2011)
背景知识
自流井
自流井是指地下水有两种不同的埋藏类型,即埋藏在第一个稳定隔水层之上的潜水和埋藏在上下两个稳定隔水层之间的承压水。钻到潜水中的井是潜水井。打穿隔水层顶板,钻到承压水中的井叫承压井,承压井中的水因受到静水压力的影响,可以沿钻孔上涌至相当于当地承压水位的高度。在有利的地形条件下,即地面低于承压水位时,承压水会涌出地表,形成自流井。
原因是这些水在地下承担着它上面土层的压力,当水井钻穿含水层时,井水在压力的作用下,就会顺着水井冒出地面,人们称之为“自流井”。“自流井”实际上就是泉的另一种形式,只不过这种泉是通过人工干预形成的。当水不断流出地面,而又得不到有效补充的话,水所承受的压力就会降低,久而久之,自流井就会慢慢变成非自流井,只有通过水泵才能把水取出来。
在一些出温泉的地区,出现了非常神奇的事情。一些可以出热水的井在刚开凿出来抽水一段时间后,即使停止抽水,热水也可以直接喷出地面,形成人工喷泉。但是当这些井放置一段时间不使用后,井水又回到了地面以下。但是当下次再抽水后,人工喷泉又出现了。
美国黄石国家公园的间歇温泉
这是一种什么样的神奇力量呢?科学家告诉我们说,这是热胀冷缩的结果。当抽水一段时间后,地下的冷水被抽走了,热水被抽出来了。与同样的冷水相比,这些热水的温度高,密度小。在相同的压力条件下,冷水可以上升50米的情况下,热水可能可以上升60米或者70米,超过井口,形成人工喷泉。当井停止使用后,井筒上部的热储逐渐的变冷,密度又变大,又回到了冷水那个水面,也就是说水面又缩回去了, 人工喷泉消失了。
本期作者:王树芳,博士,水工环地质专业高级工程师。主要从事地下水循环与地热资源成因等方面的研究。在地下水监测和地热资源勘查、开发与利用方面有着十余年的工作经验,在中外期刊发表学术论文十余篇。
来源:地质与人 公众号
编辑:言五
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