有一种洪水,不是暴雨后汹涌的地表洪流,而是如脱缰野马般从平静的大地下涌出,带来意想不到的灾害。这种特殊的洪水背后,隐藏着许多不为人知的秘密,这些秘密正等待我们去揭开。
地下水洪水(图源:《知识就是力量》杂志)
脚下潜在的威胁
地下水洪水,指由地下而非地表水文过程主导的洪水,常常与地表洪水发生混淆,因此很容易被忽视。其实,它与地表洪水在形成机制、运动路径、发生速度、持续时间、影响范围等几个关键方面均有所不同。
2016年,中国西南部某峰丛洼地同时出现地下水洪水(近处)与地表洪水(远处),二者的浑浊度有较为明显的差别(图源:《知识就是力量》杂志)
因强降水、融雪、河流、海啸等情况,地表水体迅速增加,超过了地表的排水能力,便会引发地表洪水。这些水体通常会沿着河流、溪流、沟渠等自然或人工的水道迅速聚集、移动。相对来说,地表洪水来得快,去得也快,形成时间在几天甚至几小时内,降水停止后会在短期内消退。其影响范围会比较直观,主要包括河流两岸、排水不畅的城市地区、农田和低洼地带。
地下水洪水则是由长期的自然补给(如降水)或人工补给(如灌溉过剩的水,回流到地下含水层)引发的。地下水会通过岩石和土壤的孔隙向上流动、蔓延、渗出,这些补给过程持续而缓慢,逐渐将含水层中的地下水位提升至地表或接近地表,最终形成洪水。地下水流动较为隐蔽、缓慢,泛滥的发生和消退时间可以达到数月甚至数年,易影响整个集水区甚至更大范围,充满了不确定性和复杂性。
多样的地下水
洪水成因
特殊地质背景的影响
水是喀斯特地区形成的关键、最重要的天然资源,却也能够悄无声息地泛滥。喀斯特地区分布着大量由石灰岩构成的地下洞穴和通道,这种特殊的地质结构看似容量大,却无法快速吸收大量水分。在短时间强降水后,水迅速填满了这些通道和空腔,其余的水被推向地表,通过漏斗和泉水溢出,这种反应快速、自然,常被误解为地表洪水。目前,已被报道出现在我国西南部和爱尔兰的喀斯特地区。
土地利用方式的改变
原本的地上植物与地下水分之间的关系出现变化,会让地下水和地表洪水出现的风险增加。
(图源:《知识就是力量》杂志)
例如,在南美洲的平原地区,人们砍伐原有的森林改种农作物,土地利用方式发生巨大变化。科研人员通过卫星图像、遥感技术和长期地下水监测数据,追踪了该地40年间(1970年~2019年)的地下水及地表洪水的模式。结果表明,该地地下水的水位显著升高,从深层(12~6米)转变为浅层(4~0米)。因为相较于根系深的树木,根系浅的作物吸收地下水更少。所以整个次大陆范围内,地下水和地表洪水的风险都增加了。
虽是自然灾害,其成因却也和日常生活息息相关。多采用可持续的用水方式,保护身边的土地和地球的环境,从我们手掌中的一捧水开始。
撰文 | 聂云鹏
责任编辑 | 牛一名 段阳阳
运营编辑 | 段阳阳
质量审核 | 业蕾
❖ 文章来源:《知识就是力量》杂志
《地下水洪水—隐秘的地下“刺客”》 ❖
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