你喝下的这口泉水,来自哪个朝代?

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,来自哪个朝代?
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当你口渴难耐 , 来到了一眼泉水边 , 或者一口水井旁 , 咕咚咕咚地开怀畅饮时 , 你是否想过 , 这沁人心脾的水 , 来自哪个朝代?
你喝下的这口泉水,来自哪个朝代?】也许是杜甫笔下“随风潜入夜 , 润物细无声”的那场春雨 , 也许是苏东坡“竹杖芒鞋轻胜马”淋过的那场疾雨 , 也可能是撑着油纸伞的丁香姑娘漫步在雨巷淋过的那场冷雨 。 你喝下的这一口泉水 , 也许经历了多姿多彩的故事 。 而这一切 , 要从地表水的下渗开始讲起 。
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图1:一场春雨过后 , 农田一片生机勃勃
当一场雨来临 , 雨水降在大地上 , 大约有60%-80%会被植物吸收、在日照下蒸发、在地表面流走 。 剩下的部分 , 则会渗入地下 , 往土壤深处开启一场探险之旅 。 而在地表的水开始向地下渗透的那一刻 , 就是地下水的诞生的日子 。 它 , 零岁了 。
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图2:大部分雨水在地上被利用 , 只有少量会渗到地下
我们所知的土壤 , 是一种充满孔隙的物质 。 在孔隙中 , 填充着水和空气 。 如果孔隙全部被水充满 , 那么我们则称这种土壤是饱和的 , 如果孔隙中仍留存有空气 , 则称其为非饱和的 。 不同土壤层的含水性也不一样 , 有的土壤孔隙多 , 含有大量的水 , 水在其中也很容易运动 , 这样的一层土 , 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” , 我们就称这样的一层土为“隔水层” 。
而地下水 , 就是存储在地下岩石和土壤中的水 。 一般来讲 , 从地面向下 , 土壤中的水依次增加 。 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 , 就成为“潜水”;更深处 , 夹在两个隔水层间的水 , 因为两侧隔水层的限制而充满压力 , 被称为“承压水” 。
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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 , 一般来自于饱和带 , 而水在土壤中一点点运动 , 到达我们的水井和泉水的旅途 , 往往是一个漫长的过程 。 想要知道我们喝下的水 , 来自什么年代 , 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 , 最常用的是同位素技术 。 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 , 分别测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 。 对于“年轻”的水 , 就选择半衰期短的元素 , 如3H(半衰期12.32年);对于“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 , 一般是其半衰期的8倍 。
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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 , 就可以研究地下水入渗的过程 。 不同于地面的浩浩荡荡、汹涌澎湃 , 水向地下的运动往往是慢条斯理 , 不急不徐 。 研究其运动 , 需要有一个“标记物” , 通过标记物的位置的变化 , 来得到水运动的过程 。 在上个世纪60-70年代 , 美苏等主要国家进行了大量核试验 , 核爆炸释放了大量的氚(3H) , 给那个时代的水打下了鲜明的标记 。