井有多深?井的下面是一个怎样的世界? - 知乎

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说的没错,这里确实主要在说坎儿井,但普通的水井和坎儿井在取水原理上并没有本质不同——从没有水的地表向下挖洞,一直挖到含水层(一般是潜水层),地下水会自然从周围地层 ... 地理自然自然地理学地质学井有多深?井的下面是一个怎样的世界?井有多深?井的下面是一个怎样的世界?如何探测地下水的位置?关注者1,044被浏览398,715关注问题​写回答​邀请回答​好问题13​6条评论​分享​40个回答默认排序云舞空城​​地质学话题下的优秀答主​关注929人赞同了该回答多图慎入。

补充更新:评论里有几位朋友说,这里只是说坎儿井,普通的井不是这样哒。

说的没错,这里确实主要在说坎儿井,但普通的水井和坎儿井在取水原理上并没有本质不同——从没有水的地表向下挖洞,一直挖到含水层(一般是潜水层),地下水会自然从周围地层渗出,蓄积在井底。

坎儿井的特殊之处,只是通过一连串竖井,在井底挖掘一条有坡度的暗渠将水引到远处。

只不过普通的水井没法找到这么好的视频资料来说明,只能使用找得到的素材来展示井下的世界。

模式图也放两个个好了。

-----------------------------------------贝爷在一期北非撒哈拉沙漠的节目里,找到了一口井。

(然后他把这口井吃了。

为了找水,他决定下入井底——如果足够仔细,可以看到井壁表明有泥巴干涸形成的泥裂,以及组成地层的砾石泥砂。

这就是井底了,井壁上糊了层不知多少年前留下的泥巴。

由于地下水位的下降,曾经的含水层可能会干掉,水跑到更深的地方去。

所以贝爷只能继续挖掘。

其实,如果继续挖上半米至一米的样子,应该是可以找到更多的水的,但贝爷放弃了。

视频链接:荒野求生(合集)(37)_其他---------------原答案---------------------当我们用绳索下井的时候,如果井壁没有用石块垒起来,会看见这样的场面:泥砂和砾石,逐渐深入漆黑的井底。

当阳光逐渐变成遥远的记忆,我们也差不多快到井底了——阴冷潮湿,泥土和水的芬芳扑面而来。

冰凉的井水,潮湿的泥砂和砾石。

这种紧紧堆积的泥、砂、砾石,我们亲切的称之为沉积物。

漫长的岁月里,这些沉积物一层层堆积起来,随着沧海桑田的地质变化,在适合的环境中。

一点点的被深埋地下。

借着手电的微光,摸索前行。

不知什么时候起,你似乎感觉下雨了:头顶和身边的地层里,晶莹的水滴正在落下,化作悦耳动听的滴答声。

水雾氤氲中,你继续探索。

直到走到这条地下暗河的尽头,转身回望。

链接在此。

《地球造人HowEarthMadeUs》——之水篇。

并没有想象中源源不断补充水源的地下瀑布,仅仅是这些滴答作响的水滴,它们不断从沉积物中渗出,并在这条人工开凿的通道里汇聚成水流,沿着地势的坡度流淌下去。

这是坎儿井,是古代人力工程和朴素地理观念的伟大奇迹。

人们通过连续的竖井,在地下开挖通道,连接了高处含水层【距离地表更浅】和低处不含水层【低处含水层更深】,流淌的地下水就这样被人为的从含水层引入不含水层。

上面那些滴答滴答下雨的地层,就是在该图虚线以左开凿的motherwell里的景象,虚线以下即为含水层。

而如果你看完那个纪录片,会发现那套坎儿井系统(伊朗某处)实际上是下面的原理:也许只是巧合,挖出水的那口井正好位于一条断层(fault)的上升盘(向上箭头)一侧。

断层活动形成细密的断层泥,阻碍了含水层(aquifer)中水体向低处的流动,相当于形成一个地下水库。

既然有一口井出水了,那么就引到低处去吧。

引自文献:Accuratemeasurementswithprimitiveinstruments:the“paradox”intheqanatdesign坎儿井的起源是一个有趣的话题,不过与本题关系并不大,就不扯了。

在那个萌妹的…抱歉,是蒙昧的年代,人们无从得知包气带、潜水层、含水层、隔水层等观念,人们只是发现,需要水才能生长的植被,能够在地表没有水的地方茁壮生长。

既然根是向下长的,那就挖一挖吧。

直到挖出了水。

如果仅仅挖到这样,用石头将井壁砌上,就会成为一口普通的水井——并不太深,挖到的也只是潜水带或者浅层蓄水带的水。

井底周围,仅仅是渗水的地层罢了,可能还只是松散的沉积物,并未转化为岩石。

没有水晶宫,也没有井龙王。

编辑于2015-11-0821:06​赞同929​​73条评论​分享​收藏​喜欢收起​张一冰​关注1,287人赞同了该回答小时候看着地里灌溉用的井每天抽出那么多水都抽不完,感觉好神奇。

然后想象着地下一定有个无比巨大的大水池,大水池上面盖着这层土地。

但是,这水是从哪来的?为什么土地不会坍塌下去?这些问题一直没想出合理的解释。





因为不了解、不知道,所以就会去想象那是怎么回事,但是呢,想象一般都是不靠谱的。



后来到大学阴差阳错的学了这方面的知识,才解开童年时期多年的迷惑。

现在借这个问题,简单说下地下水和井(在此仅指水井)的相关东西,让那些和我有同样童年迷惑的人对此有所了解。

为了易懂,尽可能少用专业词汇,同时因为自然界的各种条件和状况复杂多变,在此也只是说下主要的方面。

如果有疑问,可以提出来,我会进行相关方面的补充。

回答提纲大致如下:一、地下水相关二、水井工作原理三、水井(河姆渡井,大口井,筒井,盐井,管井,其他特殊井)----------------------------------------------一、地下水相关1、水资源储量和比例地球上的水分为咸水和淡水,咸水远比淡水多,这是一般人都知道的,毕竟四大洋覆盖了地球70%的表面。

但就淡水来说,可能会有人以为江河湖泊淡水比地下淡水多,以前我也这么“以为”的。

因为江河里的水太直观了,每个人都能看到滔滔江水向东奔流,永不停息。

不过事实并不是如此。

(据Gleick,P.H.,1996:水资源,天气气候百科全书)这张表可以说明详细比例,淡水占水的比例很小,淡水中大部分是冰雪,即分布在两极、格陵兰和高山的冰川积雪,河湖水远少于地下水。

而且,相对于湖泊,河流中的水少的可怜。

那为什么我们还不断的从江河中取水呢?这就涉及到水循环的问题了。

2、含水层、隔水层先说下地层,我们脚下的土地和以下的岩石是分层的,是在地质历史时期不断沉积形成的。

不同时期沉积的物质不同,就形成不同的地层。

时间长的已经变成了岩石,时间短的还是松散沉积物,比如地表的土壤。

不论是已经成岩的还是松散沉积物,都是由颗粒组成的,那么颗粒和颗粒之间就会有空隙,这种类型的空隙称为孔隙。

岩石裂缝也会形成空隙,这个叫做裂隙。

还有一种空隙叫溶隙,就是岩溶,也叫喀斯特,桂林山水就是典型的喀斯特地貌。

这三种空隙都可赋存地下水,现在利用比较多的是孔隙水。

含水层和隔水层的概念主要是对于孔隙水说的,所以这里只说这个。

不同的沉积物由不同的物质组成,孔隙大小不同,含水的多少就不同,水能否通过和通过速度也不一样。

比如砂土,空隙大,含水多,水也很容易通过,就叫做含水层。

另如粘土,孔隙很小,水很难通过,叫做隔水层。

这样不同的地层就分成了含水层和隔水层。

水井的作用就是要把含水层里的水抽出来。

含水层和隔水层的解释可以参考下面地下水分类的图。

3、地下水分类按照不同的分类标准可以把地下水分成不同的类型。

为了简化和方便后续井的说明,这里只按照埋藏条件来分类,分为潜水、承压水和上层滞水。

在上图的中间位置,abc分别表示上层滞水、潜水和承压水。

潜水是饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水,直接和大气相通,下部是隔水层,上部是包气带(能透过水但是不含重力水)。

潜水埋深浅,容易开采利用。

承压水是两个隔水层之间的含水层里的水,有一定的承压性,就是水有向上流的趋势,因为隔水层的阻挡才不能如此。

如果有向外流出的通道,就可以形成上升泉,还可以成为自喷井,类似早期油田的自喷,这都是因为水或石油的承压性质。

上层滞水是局部隔水层之上的水,水量小,一般利用价值不大,通常不予考虑。

4、地下水特点分布广泛。

地下水的分布远大于河流湖泊,所以说人类对地下水的利用也大大扩展了活动范围。

变化稳定。

和河流相比,水量稳定的多,否则枯水年没水可就惨了。

天然调节性。

地表水需要水库进行丰枯调节,地下水本身就可以了。

水质良好。

地表水易被污染,而地表水和降水入渗形成地下水的过程中要经过地层的过滤,中间也会发生各种地球化学作用,使水质更好。

但是,地下水一旦污染,非常难治理,需要的时间和耗费都不会低。

关于水质的这个,也是题主的一个问题。

易于开发利用二、水井工作原理从地表向下挖,直到潜水面以下,含水层里的水就会流进井里,井里充满水,就可以从井里抽水。

根据含水层和井的关系,又可以分为不同类型的井。

上面的a井,贯穿了整个含水层,而且整个断面都可以进水,这种叫做完整井。

b井是没有贯穿整个含水层,但是井壁和井底都可以进水,c井只有井底可以进水,d井只有井壁可以进水。

后面这三种井都叫非完整井。

如果再加上不同的含水层,井的结构会更复杂一些。

水井工作时候就像上图这样的,从井里不断抽水,水位降低,周围的水就会不断流入井中,逐渐形成以水井为中心、中间水位低、往外水位高的水位分布,就像漏斗一样,所以叫做降落漏斗。

如果一个很大的区域过度开采地下水,就会导致这个区域比周围水位低,比如华北地下水漏斗,这些会引发多种水文地质灾害,例如地面沉降,尤其是不均匀的沉降,植被缺水导致的荒漠化,机井报废,泉水干涸等等。

三、水井主要介绍河姆渡井、大口井、筒井、盐井、管井和一些特殊类型井。

其中,河姆渡井是迄今发现的最早的水井;大口井和筒井是在古代人工开挖的水井,用来获得日常所用的淡水,是以前离河流较远的人们获得淡水的主要途径,现在仍然有很多地方在使用,尤其是山区和半山区;盐井是四川地区的人们为了获得卤水以熬制盐而挖的,对于现代钻井技术有革命性的意义;管井主要是使用现代钻井设备和抽水设备开挖的水井,井的结构更为复杂和科学。

1、河姆渡井浙江余姚河姆渡遗址发现的木质结构井是国内现在发现的最早的井,距今大概6000年。

河姆渡井由内外两部分构成,内方外圆,外围直径6米左右,最大深度大概1.4米。

因为位于南方,潜水埋深很浅。

水井的出现,对于人类社会的发展有重要意义。

以前人类逐水而居,没有河流或泉就没法生存。

井使人类摆脱了河流的限制,拓展了人类的生存空间。

2、大口井先来看看大口井,大口井就是这样的。





直径2到10米,深度一般在10米左右,不超过20米,毕竟人工挖这么大的坑好费劲啊。

周围多用石块衬砌。

这些区域一般潜水埋深浅,地表以下三五米就是潜水面,地下水通过井底和井壁进入大口井。

因为大口井的水的水质较难保证,所以现在多用来灌溉。

这幅图中的那条明显的界线就是近几年地下水位最高时候的印记。

3、筒井这种水井在很多地方都还在使用,尤其是山区和半山区,有的村里一家一口,有的一片一口。

人工开挖,然后用砖或者石头砌上来。

也有用混凝土浇筑的,但是这样就只能通过井底进水了。

深度根据当地潜水的埋深确定,一般比枯水期的水位深一点。

现在这种筒井一般是机器打孔,然后砖砌或石砌,可以深达十几米或更多。

4、盐井盐井是古代人们为了取得卤水,然后获得食盐钻凿的,最为典型的古代盐井是四川盆地地区的卓筒井。

钻凿时候是这样的,在打井位置设立木质碓架、由人在碓架上一脚一脚地踩动(捣碓),运用杠杆原理,带动锉头上下运动凿进。

重达几十公斤的钻头不断地提起落下击碎井底的岩石,渗入的地下水(无水渗入则灌入水)和钻出的岩屑、泥沙形成的泥水,这时用扇泥筒将这些含有岩沙的泥水取出。

扇泥筒工作原理是这样的:当扇泥筒放入井内触到泥水时,井内的泥水对筒底皮钱产生压力迫使皮钱向内张开,泥水进入筒内;扇泥筒提起时,井下的泥水对筒底的压力消失,而筒内泥水在重力作用下对皮钱产生向下压力,皮钱因受筒壁凸出部的阻碍而关闭,泥水不漏失。

下面就是一个单向阀门,类似于心脏瓣膜。

然后把打通的楠竹下到井中,固定井壁,也防止以后取卤水时候上层淡水的侵入。

制成的卓筒井是这个样子的,左下角就是卓筒井了,相连的篾片下面连接的是一个直径比井径小的长筒,长筒下面也是一个单向阀门,提取卤水后把它提上来。

卓筒井深度一般在100多米,直径15厘米左右,小口盐井。

四川省自贡的燊海井是一口清代凿成的天然气和黑卤生产井,是世界上第一口超千米深井,深达1001.42米。

2亿年前古四川盆地曾经是一个类似于今日中东死海的古盐海,形成现在的从地下几十米到几千米,从液体盐到固体盐,所以四川盆地在古代会有卤水制盐。

在宋代时候,四川盆地的私盐贩子为了得到卤水制盐,并躲避官府的追查,发明了卓筒井,同时也诞生了一种革命性的钻井技术,就是卓筒井钻凿所用的这种技术,冲击式顿钻凿井法。

北宋庆历年间发明使用的"冲击式顿钻法",开创人类机械钻井技术的先河,对于现代凿井技术的发展有非常重要的意义。

5、管井管井,就是平常说的机井,是指井径较小,井深较大,用来取水或者回灌的井,取水井较多。

管井一般是使用现代钻井机械打孔,然后安装井管、填砾、止水、洗井完成的。

这也是现在最为普遍的井型。

管井的基本结构是这样的,这张图显示的水井结构稍微复杂一点,分为下、中、上三个直径,贯穿上部的潜水层和下部的一个岩溶承压含水层,因为潜水层的水质较差,所以抽取的只是下部岩溶含水层的水。

那这个是怎么控制的呢?井孔打好以后,需要放入井管,井管分两种,一种是管壁完整的,一种是管壁带孔的,管壁带孔的就是上图所示的过滤器了。

然后就在岩溶含水层那个位置用带孔的井管,其他部分用不带孔的井管,这样只有岩溶含水层的水能进入井内了。

还有,井孔是比井管直径大的,这个要重新填土埋上,岩溶含水层位置填砂砾石,容易透水,其他位置填粘土等隔水的介质,使上部的潜水不会进入下部导致岩溶含水层的水质也变坏。

下部的沉淀管是用来沉淀进入井中的泥沙,防止从含水层冲进去的泥沙把井埋了。

如果上部潜水层的水质符合要求,或者仅仅打到潜水而没有打到下部的含水层,那么潜水那部分就不用封堵了。

管井的深度由几十米到上千米不等,一般都在300米以内。

出水量在每天500-6000立方米,大的可以到几万立方米。

6、特殊类型水井(1)、辐射井辐射井是在大口井动水位以下,穿透井壁沿径向四周含水层安装水平集水管道──辐射管形成。

中间是一个大口井,周围设置辐射管,用来增加渗透性,提高出水量。

(2)、坎儿井关于坎儿井在@云舞空城的回答里已经说的非常详细了。

坎儿井是在特殊的自然地理条件和水文地质条件下形成的井型,使得水在地下通道内汇集,大大减少了蒸发损失。

就不再过多说明了。

编辑于2020-03-2616:43​赞同1287​​67条评论​分享​收藏​喜欢收起​



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