自然科普：你喝下的这口泉水，来自哪个朝代？

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你喝下的这口泉水，来自哪一个朝代？

当你口渴难耐，来到了1眼泉水边，或1口水井旁，咕咚咕咚地开怀畅饮时，你是不是想过，这沁人心脾的水，来自哪一个朝代？

或许是杜甫笔下“随风潜入夜，润物细无声”的那场春雨，或许是苏东坡“竹杖芒鞋轻胜马”淋过的那场疾雨，也多是撑着油纸伞的丁香姑娘漫步在雨巷淋过的那场冷雨。你喝下的这1口泉水，或许经历了多姿多彩的故事。而这1切，要从地表水的下渗开始讲起。图1：1场春雨过后，农田1片生机勃勃

当1场雨来临，雨水降在大地上，大约有60%⑻0%会被植物吸收、在日照下蒸发、在地表面流走。剩下的部份，则会渗透地下，往土壤深处开启1场探险之旅。而在地表的水开始向地下渗透的那1刻，就是地下水的诞生的日子。它，零岁了。图2：大部份雨水在地上被利用，只有少许会渗到地下

我们所知的土壤，是1种充满孔隙的物资。在孔隙中，填充着水和空气。如果孔隙全部被水充满，那末我们则称这类土壤是饱和的，如果孔隙中仍保存有空气，则称其为非饱和的。不同土壤层的含水性也不1样，有的土壤孔隙多，含有大量的水，水在其中也很容易运动，这样的1层土，我们就称之为“含水层”，而有的土壤孔隙又小又少，水的含量不多，进入的水也很难“逃脱”，我们就称这样的1层土为“隔水层”。

而地下水，就是存储在地下岩石和土壤中的水。1般来说，从地面向下，土壤中的水顺次增加。浅层的水，孔隙并没有被水充满，我们称之为“土壤水”；当到达地下水水面，土壤的孔隙开始被水充满装修h5模版
，就成为“潜水”；更深处，夹在两个隔水层间的水，由于两侧隔水层的限制而充满压力，被称为“承压水”。图3：地下含水层示意图[1]

泉水和井水等我们开采利用的地下水，1般来自于饱和带，而水在土壤中1点点运动，到达我们的水井和泉水的旅途，常常是1个漫长的进程。想要知道我们喝下的水，来自甚么年代，就需要知道地下水的年龄。

测算地下水年龄的方法，被称为地下水定年。在地下水定年中，最经常使用的是同位素技术。它根据放射性元素衰变速度恒定的特性，选择地下水中特定的放射性元素，分别丈量衰变前与衰变后的放射性元素含量，来计算地下水的年龄。对“年轻”的水，就选择半衰期短的元素，如3H（半衰期12.32年）；对“年老”的水，就选择半衰期长的元素，如14C（半衰期5730年）。不同元素的测年范围，1般是其半衰期的8倍。图4：不同放射性元素测年范围[2]

知道了不同深度的地下水的年龄，就能够研究地下水入渗的进程。不同于地面的浩浩荡荡、汹涌澎湃，水向地下的运动常常是慢条斯理，不急不徐。研究其运动，需要有1个“标记物”，通过标记物的位置的变化，来得到水运动的进程。在上个世纪60⑺0年代，美苏等主要国家进行了大量核实验，核爆炸释放了大量的氚（3H），给那个时期的水打下了鲜明的标记。图5：氚释放含量变化图[3]

注：TU是氚含量的最小浓度单位，1TU代表在1018个H原子中含有1个3H原子。

通过丈量不同深度地下水的氚含量，绘成图象，氚含量突然很高的水，就能够认为是那个时期的水。而用其深度除以时间，就可以够得到其入渗的大致速度。图6：内蒙古乌丹县地下水氚浓度剖面图[4]

上面的图象，是学者们丈量的内蒙古乌丹县地下水氚含量剖面图。从图象中可以看到，乌丹县1988年的地下水氚浓度峰值位于大约650cm处，1997年时氚峰位于大约1050cm处，假定1963年这1深度的地下水从地面0cm处开始下渗，可以计算出它们每一年大约可以下渗26~31厘米，平均每天向地下走不到1毫米。这1速度，是否是比大家想象的要慢的多？

不同的地区，根据气候条件、地质条件等不同，地下水的入渗速度也各有区分。但从上述计算可以得知，地下水的运动速度是很慢的。我们开采的地下水，常常来自于数10米的地下，喝下的每口清澈甘甜的泉水，都可能来自于千百年前，古人所见证的1场雨。它穿越时光，经历了地下漫长的黑暗，只为给我幼儿园h5模版
们送来1口清甜。在沁润了我们心脾的那1刻，它也走完了它精彩的1生。图7：下降污染，留给后代1片绿水青山

如今，水资源短缺和环境污染问题日趋突出。人类的每点活动，都有可能对地下水造成影响，被记录在地下水中，就犹如数10年前的1场场核爆。“问渠哪得清如许？为有源头活水来。”古人爱惜自然，今天的我们才得以喝上甘甜的泉水。而如今的我们，也该行动起来，留给后人1片绿水青山。

注：未经标注的图片，均来自图虫创意。

参考文献

[1]张人权等.水文地质学基础[M].北京.地质出版社,2011

[2]ClarkI.Groundwatergeochemistryandisotopes.2015.

[3]RozanskiK,FroehlichK,MookWG.Environmentalisotopesinthehydrologicalcycle:principlesandapplications[J].2001

[4]RuifenLin,KeqinWei.TritiumprofilesofporewaterintheChineseloessunsaturatedzone:Implicationsforestimationofgroundwaterrecharge[J].JournalofHydrology,2005,328(1):

作者：孔佑兴

编辑：万鹏

校订：王海波

美编：卢阳阳

来源：中科院地质地球所欢迎扫码联系科普老师！深圳科普将定期推出

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