从山区到平原,俩者之间在地貌上常常有一个规模不等的过渡带,在这个地带内接受山区带来大量的碎屑物质堆积,形成洪积—冲积扇。山前洪积物以沙砾,砾石为主,透水性极强,不仅可接受山区下泄的地下径流,而且能吸收大气降水以及来自山区的地表径流,成为山前地带地下水的主要补给区。杭州西湖三大名泉之一的玉泉水的由来,正是由于当大气降水和地表溪流,从北高峰、飞来峰、天竺山、月桂峰以及桃源岭、灵峰等三面向玉泉汇流,到达山坡和平缓丘岗地交界处时,遇到洪积扇顶部粗大的碎屑物质,大部分地表水便渗透到洪积扇的堆积层中,变成地下水,源源不断地流向玉泉。由于山前洪积物厚度大,径流条件好,埋藏较深,受蒸发作用损失的水分不多,从而形成丰富的地下水储存带。如黄河流出禹门口形成百余平方公里的冲积扇,附近并深50多米,沙砂石层厚40米,单井出水量高达每昼夜5000多吨。新疆干旱地区的绿洲,几千年来,劳动人民利用山前洪积扇地下水,创造性地修建了引水工程一一坎儿井,把径流带潜水引入潜水下沉带进行灌溉(如图3)。
图3坎儿井纵剖面示意
1。基岩(不透水层)2。砂砾石(含水层)3。粘土
平原一般多分布于近代地壳沉降区,但各地沉降速度并不一致,在这里堆积着厚度不等,成因不同的松散沉积物,包括湖相、河流相、海相等。如我国华北平原第三纪以来沉积了700一800米,有的甚至达1000米左右厚的新生界沉积层,内部结构比较复杂,多种成因类型相互叠置,在垂直方向上有几个含水层,在水平方向上有的成带,有的不连续。地下水资源埋藏丰富,有利于开采利用。
地下水除主要来自大气降水补给外,还有小部分是当大气中水汽压大于土壤中的水汽压时,大气中的水汽可进入土壤及其他松散堆积物中,在温度降低到零点时便凝结成水。这部分水尽管甚少,但在降水极少,地表温度昼夜变化急剧的干旱沙漠区,水蒸气的凝结作用在经常进行着,凝结水是干旱沙漠区地下水的主要补给来源。
山地是近期或地质历史上长期隆起的结果,它多少经过变动,岩石裸露,经受风化、侵蚀破坏,有利于地下水通道的形成,以接受大气降水的补给。但山地情况是复杂的,事实上,有的山区地下水资源丰富,有的则不然。如位于东岳泰山玉皇顶西南侧碧霞柯后的天井泉,所在的地形条件很差,方圆数百公里内四周皆悬崖峭壁,利于大气降水地表流失,而不利于降水的下渗,尽管泰山年降雨量达1000余毫米,但大气降水渗入补给地下水的条件极差。那么,天井泉水是从哪里来的呢?
泰山是在地势低平的平原和丘陵区儿然拔起的一座山岭,山下的空气温度高,包含着相当丰富的水蒸气,山上空气温度低,气压也没有山下高。当山下温暖湿润的空气沿山坡上升时,随着气温下降,水蒸气不断凝结成云雾,除呈现出苍苍缥渺、无边无际的“云海玉招‘”奇景之外,水蒸气还会自大气层不断地进入山顶岩石裂隙中。每当夜晚时,天井泉周围的岩石温度低于饱和云雾的空气温度时,水蒸气逐渐凝结成较大的水滴,这些水滴顺岩石裂隙向下渗流,使地下水经常得到补充,成为天井泉之水的主要来源。无怪乎历来把山与水紧紧连在一起,“有山必有水”,“山高水长”,天公就是如此将“天水”布施到人间。登临泰山顶,能饮上清澈见底、甘醇可口的天井泉水,是极大满足。