大家知道，人类一时一刻也离不开水，没有水便没有人类。
据统计，生活在温带的人，每年每人需喝一吨左右的水。在干旱的沙漠里，由于酷热缺水而使人丧生的事，是尽人皆知的；要生产一个人一年的食物，大约需600吨水，种植一公斤的粮食或蔬菜，平均需要2吨水；在工业生产中，生产1.0吨合成纤维，需要上百吨水，采1.0吨煤，平均需要5.0吨水，……。这样算来，人类直接或间接耗用的水量，是何等惊人！那么，冻土地区的地下水在哪里呢？
长期居住在冻土地区的人们，在生活实践中对冻土地区有深刻的了解，他们把冻土区的地下水分为三种类型，即浮水、腰水、底水。这也就是冻土水文地质学家所说的冻结层上水、冻结层间水和冻结层下水。
（1）冻结层上水
这种类型的地下水埋藏于季节融化层里，多年冻土上限是冻结层上水的融水底板。由于季节融化层存在时间和厚度自南而北的变化着，因此冻结层上水的存在时间和含水层厚度也随之变化，在冻土南界附近冻结层上水出现的时间一般可长达6～8个月，含水层厚度2.5～3.5米，有时更厚些，达到4～5米；往北，含水层存在只有4～5个月，含水层厚度达1.5～2.0米。
冻结层上水主要由大气降水和地表水补给，有时也通过融区得到上升的冻结层下水的补给。在山区碎石、砾石层孔隙中，还存在水蒸汽的凝结补给。有人计算过，凝结补给占总补给的15～20%。夏季雨期是冻结层上水含水层的丰水期；冬季后期一直到春天解冻以前，由于固态降水，补给减少，另外加上季节融化层封冻，使冻结层上水难以维持利用，此时称水的危机期。如果你经常去水井提水时，会观察到与上述水量变化过程相联系的一种现象，即夏天井水位常常升高，深秋稍有下降，冬天当季节融化开始回冻时，井水位又有回升，而且季节融化层冻结愈厚，水位愈高。然而，冬夏两季井水位升高的原因是不同的。夏天，井的高水位，表明冻结层上水接受降水补给而水量逐渐增大；冬天却相反，季节融化层逐渐冻结，含水层愈来愈薄，将其中的地下水排挤到井筒内，造成水位升高，其实，冬天井里的水位升高是一种假像，它标志着水的危机期已经来到。
依据不同地貌部位，冻结层上水的含水层富水性、存在时间及其动态都有不同，从分水岭至谷底可划分为三个带。
分水岭至斜坡上方带：这一带的冻结上水主要受大气降水补给，分布区与补给区一致。含水层仅在雨期或雨后一段时间存在，其它时间含水层无水。雨期地下水可形成潜流，沿坡而下补给下方斜坡冻结层上水。这一带的冻结层上水与大气降水的化学成分非常接近。
斜坡带：此地带的冻结层上水受大气降水及上带地下水流补给，两者补给量大体相当。在由粗碎屑松散岩石组成含水层的情况下，还存在凝结补给。此地带的地下水存在时间比上带长，但地下水也是周期性消失的。
坡麓带：这一带位于斜坡最下部，由季节融化层开始融化到完全冻结，含水层一直存在，是冻结层上水含水量最大，存在时间最长的一带。含水层主要接受上方坡地下水流补给，补给量大大超过这一带大气降水的渗透补给。初冬，当季节融化层回冻以后，这一带地下水产生微承压，随冻土层增厚，地下水承压水头增大。当水头增大到一定程度时，冻土层便产生丘状隆起，形成季节性冻胀丘。有时，地下水沿丘上裂缝溢出形成冰椎。
读到这里，你自然会知道，若想打井取水，井位当然应该选在坡脚地带或坡脚以下的平缓地段。这里是解决小型民用供水最有希望的地点。
任何事物都具有两重性。冻结层上水虽对解决冻土地区民用水有很大意义，但是，冻结层上水也常给各类工程建筑带来许多麻烦，它是冻土地区造成建筑物冻害的主要原因。初冬时节，当你进在冻土地区的道路上时，可以不时看到由于路堑边坡切断冻结层上水流路，地下水沿堑坡外溢，边溢边冻，造成堑坡挂冰。冰坡日渐发展，最后覆盖路面，形成冰道，给安全行车造成极大威胁。春天来临，路面冰层融化，融水渗入路基，在重车辗压之下，又形成道路翻浆。
大兴安岭的千里铁路线上，路堑挂冰和冰覆轨道的现象，也时有出现。广大铁路员工为保证安全行车，对冻害严重路段，专人日夜监护，冰层出现，随即消除。可见，治理好冻结层上水，消除冻害，是冻土地区人们非常关注的大事，也是摆在冻土科学工作者面前的急待研究解决的问题。
（2）冻结层间水
这种类型的地下水主要存在于各种成因的贯穿及不贯穿融区。因此，一般情况下，冻结层间水的分布、补给、径流、排泄等条件，取决于存放这类地下水的融区特征。
发育在湖盆、河流阶地、漫滩下边的不贯穿融区，其冻结层间水的含水层与冻结层上水、地表水有着直接的水力联系，并受到它们的补给，同时又通过冻结层上水的含水层得到排泄。这种情况下，融区中冻结层间水的化学成分和动态也受地表水及冻结层上水的制约。雨期地下水位升高，当达到最大融化深度时，有一段时间冻结层间水与冻结层上水彼此连通，成为统一的含水层。冬天，随季节冻结深度的发展，冻结层间水微具承压性。
当不贯穿融区的水域退缩时，融区随之发生回冻，并变成封闭融区（图21）。这时，融区中的含水层呈透镜状，推动了与地表水、冻结层上水、冻结层下水之间的水力联系。在封闭状态下，冻结层透镜体受冷生变质作用，以及生物化学和离子吸附作用的影响而引起离子重分布，使水的矿化度增高，水质恶化。同时，受四周冻土层的影响，层间水透镜体的水温逐渐下降，一般接近零度；有时由于水中盐分浓度，水温低于零度而不冻结，呈过冷水。从航空像片上看，青藏高原有许多现已干缩的湖盆，其中一些湖盆下边可能存在这种层间水透镜体。这种封闭式层间水透镜体，一旦被钻孔揭露，就要显示出较大的承压水头。由于这种透镜体缺少补给来源，属无源之水，过不长时间，水头最终还是低于地面以下。
贯穿融区水是冻结层间水存在的一种形式。贯穿融区是地表水、冻结层上水与冻结层下水的联系通道。山区河谷贯穿融区冻结层间水水位，一年内变化幅度较大；而平原地区河谷及湖下贯穿融区层间水的动态比较稳定。这类冻结层间水，由于与地表水、冻结层上水、冻结层下水水力交换条件好，因此矿化度较低，适于民用及工业供水。贯穿融区冻结层间水已得到了广泛的开发利用，是冻土地区较为理想的供水水源。
当地下工程在融区下部穿过时，因工程影响而融区扩大，有时融区水进入地下坑道、造成坑道淹没。西藏土门格拉煤矿就发生过这类事件。
1965年8月14日，煤矿竖井南侧井壁距地表面15米深处，一股碗口大小的流水突然涌入井下坑道。数小时后，巷道蓄水仓储满，流水溢向巷道，漫过轨道。后经大泵量强制排水，巷道才免遭淹没。事情发生后经调查分析发现，坚井打在露天采坑坑底（采坑深15～16米）上，并从坑底用圆木密棚支扩至地表面。井筒支扩外侧用碎石及土块回填，而未加夯实。由于井口地面人为活动及机械影响，井筒外侧四周回填层未能冻结，以井筒为中心形成漏斗状融区，并与外围季节融化层相连通（图22），当雨期来临时，季节融化层中的冻结层上水汇集井筒四周融区，从而导致井筒突然出水。后来，通过对井筒涌水进行动态观测发现，降雨之后的第三天，井筒涌水量出现峰值；降雪时，则是雪后四五天出现峰值。初冬来临，气温下降活动层开始回冻，冻结层上水由液态逐渐转变为固态，井下涌水量也随之减少，最后呈滴水状态。上述结果说明，井筒涌水动态与季节融化层中水有密切联系，井筒涌水受降水及冻结层上水补给。找到了井筒涌水的原因。第二年春天在坚井上方坡修了半圆形挡水堤及排水沟，截断了地表水及冻结层上水流汇入井筒四周的融区，至此以后，井筒涌水再未发生。
（3）冻结层下水
顾名思意，冻结层下水埋藏于冻土层以下，它包括冻土层以下所有的地下水。由于含水层年处深度不同，有的地下水与冻土层下界面接触，冻土层是地下水的融水顶板；有的含水层埋藏很深，地下水面与冻土层下界面不接触。前一情况下，地下水具有一定的承压性；后一种情况下，地下水具有自由水面。
按含水层的含水性质，冻结层下水又分为孔隙水、层状水、裂隙水及脉状裂隙水等。
冻结层下孔隙水，一般在冻土南界附近的较大河谷冲积层里都有分布。这类地下水通过融区或融化带，与冻结层上水、冻结层间水有水力联系，它们共同接受大气降水及河水的补给。因此，它们的动态与大气降水及河水动态有密切联系，通常雨季水量丰富，水位升高；冬天由于降水及河水补给减少，地下水位随之下降。与冻结层上水相比，这类冻结层下水不易受到污染，水质及矿化度均能达到供水要求。同时因含水层埋藏较浅，易于开采。因此，在大兴安岭冻土地区此类冻结下水已广泛开采利用。
冻结层下层状水，埋藏于不同的地质时代及各种成因的沉积岩层里。在青藏高原、西部山地、大兴安岭冻土地区均有分布。在剖面上含水层与融水层互层是这类含水构造的特点，这样造成贯穿融区不能成为冻结层上水、冻结层间水、冻结层下水彼此转化的通道。因此，对层状冻结层下水的补给是很不利的。有时，使层状冻结层下水处于封闭及半封闭状态，由此导致水质恶化和矿化度增大。青藏高原冻土区，在广大高平原冻土层之下多是第三纪砂岩、泥岩、泥灰岩地层，而且多呈互层状态存在。泥岩是相对融水的，使层状冻结层下水得到补给比较困难，加上含水层含盐量较大，水力交换条件差，因而这里的层状冻结层下的矿化度较高，一般为5～15克/升。层状冻结层下水一般具有承压性，但承压水头不高。
冻结层下裂隙水，存在于各类岩层的裂隙里，它的补给、径流、排泄及存储条件，取决于岩层裂隙带的特征、断续程度、区域分布规律与冻土厚度的关系等。
岩层的裂隙有各种成因，在高温高压条件下，形成的岩层，一旦脱离原来的成岩环境，因内部应力变化而使岩层产生的裂隙，称成岩裂隙。在地壳构造运动作用下，岩层经受挤压、扭转、拉伸等应力而产生的裂隙，称构造裂隙。岩层脱离原来成岩环境，暴露于地表或地壳浅层，在温度变化、水的相变、生物等因素作用下，岩层遭到破裂，便形成了风化裂隙。不同成因的裂隙，它的张开、密集、连通程度、分布规律以及其中充填情况都不相同，它们直接影响着裂隙的含水程度、富水性及水在裂隙中的循环条件。一句话，决定着冻结层下裂隙水的补给、径流、排泄条件。
构造裂隙的大小、张开程度及它的分布规律，取决于断裂力学性质、岩层性质及受力次数等。一般来说，张性断裂多形成张性裂隙，裂隙张开程度大，连通性好，断裂带多生成疏松的断层角砾岩。如果张性断裂发生在脆性岩层里，裂隙张开程度、连通程度及断层破碎带厚度都可能处于最佳状态。钻也打到这样的断裂带上，自然能取到丰富的冻结层下裂隙水。如果是压性断裂，同时断裂又发生在塑性岩层上时，一般难以得到需要的地下水。看来，用钻孔取冻结层下裂隙水时，事先应了解区域地质构造发育规律、断裂性质及方向等，作到心中有数，有的放矢。冻结层下裂隙水因受区域构造线控制，往往呈条带状分布，在平面上分布很不均匀。时常遇到这种情况，相邻很近的两个孔，一个孔的水量丰富，而另一个孔未见到地下水；或者是两孔水量相差很大。它充分说明了冻结层下裂隙水分布的复杂性及不均匀性。
沉积岩层的成岩裂隙，是在成岩固结过程中脱水干缩而产生的，裂隙一般较小，这类岩层裂隙水对供水来说不是很理想的。火成岩在冷凝收缩过程中，由于温度和压力条件发生很大变化，岩石释放内部应力而产生垂直裂隙及节理，裂隙大而且发育，尤其是在火成与沉积岩层的接触带，成岩裂隙更为密集，常常在这些部位能找到富聚的冻结层下裂隙水。这种冻结层下裂凝水在小范围内呈片分布。
风化裂隙通常是在成岩裂隙及构造裂隙基础上，经过物理、化学及生物作用而产生的。这些风化营力在地壳表层最活跃，因此风化裂隙随深度增加而减少。风化裂隙一般出现在离地壳数米、数十米的深度处，人们称此范围为岩层风化带。在风化带内，风化裂隙呈密集的网状分布，因此，决定了冻结层下风化裂隙水呈区域性分布。在断裂构造比较发育的地区，这类地下水往往呈现出面上有水，线性富集。就是说，风化裂隙普遍存在，使风化裂隙水在大范围内存在；而构造断裂沿构造线展布，风化裂隙与构造裂隙二者叠加，使裂隙水沿断裂带富集。这种情况下，地下水的线性富集带往往成为可靠的供水水源地。
