寰球上最干燥的澳洲大陸為什么有著豐富的地下水資源?

來自:水畔網(wǎng)行 0 0 2021-02-06

我在《澳洲有沒有古井》一文中,談到澳洲的淡水資源缺乏,遠(yuǎn)古的原住民和后來進(jìn)入澳洲的歐洲人,用水主要依賴水井和泉水。

其實(shí),澳洲的地表水資源雖然比較缺乏,但地下水量卻極為豐富。澳洲大陸是寰球上最干燥的大陸,荒漠面積達(dá)大陸面積的三分之二,但這里的地下水面積之大以及分布地區(qū)的廣泛是舉世無雙的,尤其是分布在中西部的干旱區(qū)域的地下水,對(duì)發(fā)展干旱地帶的農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、城市工業(yè)和居民用水具有極為重大的意義。

 

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什么是地下水?

凡存在于地表以下的巖石中或土壤空隙(包括孔隙、裂隙和溶洞)中的水,統(tǒng)稱為地下水。地下水水源主要來自天然降水、河水、湖水以及人工水庫水,經(jīng)過巖石或土壤的空隙而滲入地下。

地下水有兩種不同的埋藏類型,即潛水和承壓水。潛水埋藏在首要個(gè)穩(wěn)定隔水層之上,而承壓水埋藏在上下兩個(gè)穩(wěn)定隔水層之間。


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鉆到潛水中的井是潛水井。潛水井的水位一般應(yīng)該是和當(dāng)?shù)氐臐撍灰恢碌模邕^量抽取,潛水井的水位就會(huì)逐漸低于當(dāng)?shù)氐臐撍唬纬傻叵滤┒穮^(qū)。

打穿隔水層頂板,鉆到承壓水中的井叫承壓井,承壓井中的水因受到靜水壓力的影響,可以沿鉆孔上涌至相當(dāng)于當(dāng)?shù)爻袎核坏母叨取T谟欣牡匦螚l件下,即地面低于承壓水位時(shí),承壓水會(huì)涌出地表,形成自流井。雖有上涌,但不能噴出地面者叫半自流井。

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從自流井分布的廣泛與供水的豐富程度看,寰球各大陸中沒有一個(gè)能與澳洲大陸相比擬,這里地下水面積達(dá)260萬平方公里,占整個(gè)大陸面積的三分之一。

 

為什么會(huì)有有自流井?讀一讀澳洲地理,你就會(huì)明白,澳洲四周環(huán)海,海陸差異構(gòu)成了季風(fēng)氣候。但是,澳洲大陸沒有亞歐大陸和美洲大陸大,所以其季風(fēng)氣候不明顯;其次是有大分水嶺的阻擋。大分水嶺是沿著海岸分布的,而且澳洲東部海岸線特殊,海上暖濕氣流難以深入西部又沒有氣流深入,因此形成一個(gè)自流區(qū)。而自流區(qū)和自流井的形成還與地表形狀極有關(guān)系。

在澳洲大陸中部偏東有一個(gè)大自流盆地(Great Artesian Basin),亦稱“澳洲大盆地”(Great Australian Basin),是寰球第三大盆地,也是寰球上較大的自流盆地。具體位置介于東部高地與西部高原之間,自卡奔塔利亞灣向南,直至達(dá)令河上源和艾爾湖盆地,包括昆士蘭州的1/3地區(qū)、新南威爾士州和南澳洲的大部以及北部地方的一部分區(qū)域 ,面積 175萬平方千米。大自流盆地在澳洲古陸巖層上,覆蓋著基巖不透水層、侏羅紀(jì)砂巖承壓含水層和白堊紀(jì)頁巖不透水層,露頭在東部多雨地帶,形成受水區(qū)。地下水流循含水層以每年11~16米的速度流向西部少雨地區(qū)。東側(cè)是大分水嶺,盆地平均海拔不足200米,介于東部高地與西部高原之間, 盆地內(nèi)部較為平坦,其中有一處湖泊叫艾爾湖,是澳洲較低處,湖面海拔只有 —16米,盆地內(nèi)河流很少,僅有的幾條河流均為季節(jié)性河流。由于受來自太平洋的東南風(fēng)的影響,降水較多,豐富的雨水沿著隙水的巖層向低洼處滲透在盆底底部鑿井,到蓄水層,中部盆地的地面低于地下貯水層水面,再加上水本身的壓力,水就可以自動(dòng)噴出地面了。若在中部地勢(shì)低洼之處鑿井,地下水可自動(dòng)流出地面,形成自流井,大自流盆地因而得名。這些水是發(fā)展畜牧業(yè)的寶貴資源。


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這個(gè)跨越昆士蘭,新州和南澳的大自流盆地占澳洲總面積的五分之一,擁有65,000立方公里的淡水,按目前澳洲人口計(jì)算,每人每月消耗10頓計(jì)算,可以使用25萬年。但澳洲政府對(duì)水資源的開采利用控制很嚴(yán)。

人們或許會(huì)問這么多的水資源,為什么澳洲政府還要控制使用呢?且不說地下水的開采過度會(huì)引起地震,地陷的各種地質(zhì)變化。那么,你又知道這么龐大的水資源是怎么來的嗎?在澳洲古陸巖層上,覆蓋著基巖不透水層,侏羅紀(jì)砂巖承壓含水層和白堊紀(jì)葉巖不透水層,露頭在東部多雨地帶,形成受水區(qū)。地下水流循含水層以每年十多米的速度流向西部少雨區(qū)。這種獨(dú)特的地質(zhì)條件大約始于2億年前,也就是說儲(chǔ)存這些水也許花了1億年的時(shí)間。這些水資源和南北極的冰川一樣,消耗后,就幾乎不可能再生的資源,如果開始開發(fā),又會(huì)對(duì)地球造成怎樣的傷害。

水資源短缺是全球現(xiàn)象,人類應(yīng)該去適應(yīng),學(xué)會(huì)在水資源減少的情況下如何生活。如果不懂得珍惜水的珍貴,再多的水資源也不會(huì)夠用。

 

澳洲大陸地下水中,溶解的鹽類等物質(zhì)含量一般偏高。例如,適于人類飲用的優(yōu)良地下水所含礦化度在500(ppm)以下,而澳洲地下水所含礦化度大都超過此數(shù),因此地下水適于畜養(yǎng)牲蓄和農(nóng)田灌溉用。

根據(jù)地下水礦化度含量的多少,將澳洲大陸地下水分為以下五類:

(1)礦化應(yīng)在1,000ppm以下,是供應(yīng)城市、飼養(yǎng)家畜和灌溉用的優(yōu)質(zhì)水。

(2)礦化度在1,000─3,000ppm之間的,是飼養(yǎng)牲畜和灌溉農(nóng)田的好水。

(3)礦化度在3,000─7,000ppm之間的,為供應(yīng)牲畜用的中等水。

(4)礦化度在7,000─14,000ppm的,水質(zhì)不良,在10,000ppm以下的地下水尚可飼養(yǎng)牛羊。

(5)礦化度超過14,000ppm的,屬于劣質(zhì)水,不宜使用。

地下水的礦化度一般是離東部受水區(qū)越遠(yuǎn)就越高。大部分地區(qū)地下水的鈉離子含量太高,不宜于農(nóng)業(yè)灌溉,但大部分尚可供牲畜飲用。有些井的水溫很高,須待降溫后方能使用。地下水到達(dá)地面的水量不大,全盆地年總涌流量僅1.99億立方米,但對(duì)干旱半干旱地區(qū)畜牧業(yè)作用極大。

地下水位差異極大。最深的自流井達(dá)2100公尺(7000呎)。大自流盆地涌水量達(dá)13億升,經(jīng)明渠和塑料管道輸往當(dāng)?shù)剞r(nóng)田、牧場(chǎng)和居民點(diǎn)。

 

在北部地方和南澳洲州最初鑿井可獲得大量地下水。但是,由于鑿井太多(已達(dá)18,000個(gè)),而且抽水時(shí)間已久,地下水量正在逐漸減少,甚至有些鉆孔已無地下水供應(yīng)。

在大自流井盆地各處鉆孔深度不同。地下水的溫度與含水層的深淺有關(guān),一般是含水層距地面越近,則水溫越低;反之越高。

 

澳洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口分布情況都與陸地水資源的關(guān)系十分密切。大陸集約式種植業(yè)和集約式飼養(yǎng)業(yè)多分布在多水地區(qū),粗放式農(nóng)牧業(yè)的分布僅限于內(nèi)陸有地下水源供應(yīng)的地帶,西部荒漠中部和地表無流區(qū)域幾乎沒有農(nóng)牧業(yè)。工業(yè)的發(fā)展亦突出集中在供水豐富的東南沿海的新南威爾士和維多利亞兩個(gè)州。由于工農(nóng)業(yè)集中在上述地帶,大陸人口的85%均集中在東南部,而以東南沿海和西南沿海最稠密,越向內(nèi)陸水源越少,人口越稀疏,到沙漠地帶就荒無人煙了。

 


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