人类开发利用地下水的历史

自从人类开始定居并从事农业生产活动,就开启了利用地下水的历史。根据我国的考古发掘和历史记载,泉水的利用和浅井的挖掘早在原始社会的母系氏族公社时期就开始了。比如淮南子?《役训》中记载,神农不仅教人播种五谷、尝百草,还教人分辨水泉的甘苦。考古发现,中国最古老的水井——浙江余姚河姆渡井,据碳-10 125公元前3714年建成,但井深很小(只有1.35m)。

中国进入宗法公社(公元前2550 ~ 2140年)后,随着聚落的出现和农业生产的进步,水井已经相当普遍。井的深度在增加,井的结构更加完善。根据考古资料,沈(1979)对这一时期中国水井发掘的历史总结如下:龙山文化时期(公元前2800-2300年),以河北邯郸润沟、河南洛阳李谷井为代表,井型为土井,井深已达6-7m;商代井为长方形井(河北藁城太西发现的商代井)。井深接近10 m,井内有木井。西周早期(公元前1066 ~ 771)有石井(江苏省东海县焦家庄西周早期遗址)和陶瓷井。此外,这一时期油井的提水工具也有了很大的进步。据元代王镇《农事》记载:“汤枯,夷尹教民掘井灌溉田地,今之橘也”。根据这一记录,刘仙洲推断这台灌溉机器可能是在商代早期的唐朝(公元前1765 ~ 1760)创造的。从春秋晚期到中国第一个封建王朝——秦国建立,随着社会经济的快速发展,地下水的开发利用也有了明显的进步。例如,根据《史记》和西汉时期的河曲,中国新疆吐鲁番的坎儿井至少在公元前200 ~ 300年前就出现了。早在公元前200年,秦代蜀郡守李冰就发明了制盐法(即在地下水中煮盐)。汉代初年(纪元初年),四川自贡开采地下水和卤水、煮盐的行业十分繁荣,在岩石中开凿几十米到上百米的自流井。

在此期间,人类文化起源较早的欧洲、中东和埃及的地下水开发经历了与中国相似的历程。公元前2000年以前的基督教《圣经》和《旧约》中都有关于井和井构造的记载。根据现有史料,在公元前600年左右的古代雅典,街道上就有公共水井,在公元前312年前的古罗马,泉水和井水(深度< < 5 m)被广泛使用。古波斯时期(公元前550 ~ 330年),在德黑兰附近修建了大规模的坎儿井,用于附近地区的城市供水和农田灌溉。德黑兰附近最大的坎儿井深度为150米,长度为26公里。

随着人类社会的发展和工业的出现,水井的挖掘深度越来越大。欧洲第一口深井于1126年在Lillirs村附近的一座修道院中开凿(但这一时期的井深很少超过300 m)。这些井根据名字被称为自流井(自流井)。

世界凿井史上第一口超深井是我国1835年开凿的自贡海上井,井深1.001.42 m,欧洲直到19年底出现现代机械化钻井技术,水井井深才超过1 000 m。

人类大规模开发利用地下水资源是在18年末19年初欧洲国家工业化革命之后。随着钻探机械技术的进步,工业、农业和城市迅速发展,供水量急剧扩大,促使人们开始大规模利用地下水资源。中国第一口城市供水井于20世纪初在上海开凿。直到新中国成立,才真正开始大规模的地下水开发。

人类对地下水的利用,除了家庭饮用和农田灌溉外,长期以来一直用于治病和制盐。俄罗斯地球化学的奠基人维尔纳茨基在关于天然水利用史的著作中提到:在20世纪至公元前10世纪的古希腊科学中,天然水的起源和性质的概念相当清楚。公元前1世纪,著名的希腊医生Arge Genes将矿泉水分为碱性、铁、盐和硫四类。在罗马帝国时期(公元前27年-公元476年),温泉的利用极为繁荣,矿泉水分类的雏形可以在当时的论文中找到。

在中国,辨别泉水质量,用特殊成分的矿泉水治病的传说始于神农时代。淮南子?《役训》中记载神农“尝百草之味,水泉之甘苦,使民知所忌”。中国,有文字记载并保存至今的温泉疗养地,是陕西临潼骊山的华清池。秦代“石已筑汤”(即泉口用石头加固)。唐代(公元8世纪)建成了大型室内温泉浴场,有完善的取水和排水。

除了利用地下水作为生活和生产的供水水源外,人类与地下水的有害影响作斗争的历史也很长。我国考古学家曾在春秋战国时期的湖北铜绿山发现两处古矿井,其中发现了用于舀水的木勺、用于引水的木水槽、用于提水的木桶等排水设备。根据2号矿体出土的铜斧木柄的碳-14测年数据,其年代为公元前535 ~ 75年。

土地盐碱化是浅层地下水造成的巨大危害,在我国农业发展过程中与土地盐碱化作斗争由来已久。《尚书·愚公》和《史·夏姬本纪》都记述了山东青州盐渍土的广泛分布。《史·夏姬本纪》中说“海滨泛滥,田忌卤水”(即盐碱地变为农田)。因此,在公元前2 ~ 7世纪,中国就开始了与地下水诱发的土壤盐渍化的斗争。