长白山天池水源补给来源探秘
长白山天池，这座坐落在中朝边境的壮丽高山湖泊，以其清澈湛蓝的湖水和神秘的火山地貌吸引着无数游客。然而，这座没有明显河流汇入的火山口湖，其巨大的水量究竟从何而来？理解天池的水源补给来源，是揭开其生态平衡和水文循环奥秘的关键。这并非一个简单的“哪里有水”的问题，而是一个涉及长白山独特地质结构、高山气候以及复杂水文过程的系统性课题。
天池水源补给的核心来源是什么？
长白山天池的水源补给并非单一渠道，而是多种方式共同作用的结果。根据长期的科学观测和研究，天池的主要水源补给可以概括为两大类：
- 大气降水： 包括直接降落在湖面的雨水和雪，以及降落在火山口内壁和周边集水区后汇入湖泊的径流。
- 地下水补给： 湖底及周边岩层裂隙中渗出的地下水。这部分补给相对隐蔽，但对维持天池的水量稳定至关重要。
这两者构成了天池水源补给的基石，共同支撑着这个高山湖泊的巨大水量。
这些水源具体来自于长白山的哪些区域？
天池的水源主要集中在其所在的火山锥体顶部及其内部结构。
- 火山口盆地内部： 这是最直接的集水区域。所有降落在天池湖面以及环绕天池的火山口内壁（即所谓的“天池十六峰”下部）的雨水和融雪，都会自然汇聚流入天池。内壁的坡度使得地表径流能够快速流入湖中。
- 火山岩体内部： 地下水补给则来自于更广阔的区域，但也集中在长白山火山锥体内部。天池坐落在火山喷发后形成的 caldera（破火山口）中，其底部的岩层充满了裂隙和孔洞。大气降水（雨雪）不仅直接流入天池，还有很大一部分渗入到火山岩体内部，形成地下水。这些地下水沿着岩层的裂隙和渗透性较强的部位流动，最终汇聚并在天池底部或边缘以泉水或弥散渗流的方式补给湖泊。因此，地下水补给的水源范围可能包括天池下方和侧方的部分火山岩体。
简而言之，天池的水源补给区域主要限定在火山口内部的集水范围以及其下方和周边的富含裂隙的火山岩体之中。
降水（雨水与融雪）如何贡献？
大气降水对天池的补给是一个直观且重要的过程。
- 直接降落： 雨水或雪花直接落在天池的湖面上，立即成为湖水的一部分。
- 地表径流： 降落在火山口内壁及其周边区域的雨水或雪融化形成的地表径流，顺着陡峭的坡面迅速汇入天池。在积雪季节，大量的雪在春末夏初融化，形成一股重要的补给高峰。
高海拔地区降水丰沛，特别是冬季漫长的积雪期为天池储存了大量的水资源。这些积雪在春季集中融化，往往是天池水位上升最显著的时期。因此，降水补给具有明显的季节性特征，对天池的水位波动起着重要作用。
隐秘的地下水补给机制如何，重要性如何？
地下水是天池水源补给中一个相对隐蔽但至关重要的组成部分。它的贡献机制主要依赖于长白山独特的火山地质结构：
- 岩体渗透与裂隙网络： 长白山火山岩体，特别是构成火山口盆地的玄武岩和火山碎屑岩，通常具有较高的孔隙度和裂隙。大气降水和地表水渗入这些岩层，沿着贯通的裂隙网络向下或侧向流动。
- 静水压力与汇集： 渗透的地下水在岩层深处受到静水压力，并由于地形和岩层结构的变化而汇集。天池所在的火山口盆地是一个天然的汇水洼地，其下方的岩层可能存在地下水的汇集区域。
- 湖底及边缘渗出： 汇集的地下水最终通过湖底或湖岸边的裂隙、断层或多孔岩层渗入天池。这种渗入通常是弥散性的，不易直接观察到大型泉眼，但也可能存在一些局部的渗漏点。长白山地区存在地热活动，这可能与深部地下水的循环有关，但补给天池的水温相对较低，表明直接参与天池补给的地下水主要来自相对较浅或中等深度的冷地下水循环系统，尽管可能受到深部地热影响的少量混合水。
地下水补给的重要性在于其稳定性。 与受季节和天气影响较大的降水补给不同，地下水补给通常相对恒定，可以在一定程度上弥补降水不足时期的水量亏缺，对维持天池的常年水位和水量平衡起着至关重要的支撑作用，尤其是在枯水季节。
为什么降水和地下水是主要的补给方式，而不是地表河流？
这是天池作为一个火山口湖的典型特征决定的：
- 封闭的火山口地形： 天池位于一个由火山喷发形成的巨大破火山口（caldera）之中。火山口四周是高耸的山峰（天池十六峰），形成一个相对封闭的盆地。
- 缺乏外部汇水区： 火山口边缘构成了分水岭。外部的地表径流，无论是雨水还是融雪，都会流向山体的外侧，形成发源于长白山的各大河流（如松花江、图们江、鸭绿江）。它们无法跨越火山口边缘流入天池。
- 内部集水机制： 正因为外部河流无法流入，天池的水源完全依赖于“自给自足”——即降落在火山口盆地内部以及渗入下方岩体内的水。
因此，与许多由河流汇入的湖泊不同，天池是一个典型的内流水系湖泊，其水源完全由降水和地下水在特定的火山地质结构下捕获和汇集而成。
不同补给来源的贡献比例大概是多少？
精确测定不同水源对天池的贡献比例是一个复杂的水文地球化学课题，需要长期的监测和专业的示踪技术。不同的研究方法和观测时期可能会得出略有差异的结论。然而，多数研究表明，降水（包括雨水和融雪径流）和地下水是两大主要来源，且两者贡献比例大致相当，或降水略占优势。
通常认为，大气降水（直接降水与径流）对天池水量的贡献比例可能在 50%至70% 之间，而地下水补给的贡献比例可能在 30%至50% 之间。
需要强调的是，这个比例会随季节和年度气候变化而有所波动。例如，在降雨或积雪丰沛的年份或季节，降水补给的比例可能会更高；而在干旱年份或冬季，地下水补给的相对重要性则会凸显出来。
天池水量的动态平衡与输出
天池之所以能够维持相对稳定的水位（尽管有季节性波动），是因为其水源输入（降水、地下水）与水源输出处于一个动态平衡之中。天池并不是一个完全封闭的湖泊，它有一个天然的出水口。
天池唯一的天然出水口：长白瀑布
天池的湖水主要通过一个位于火山口北侧狭窄缺口溢出。这里的湖水下泻，形成了著名的长白瀑布，它是二道白河（松花江上游）的源头。
水源输出主要包括：
- 湖水溢流： 这是最主要的输出方式，通过长白瀑布将多余的湖水排出。当输入水量大于蒸发量时，水位上升到一定高度便会溢流形成瀑布。
- 湖面蒸发： 与所有湖泊一样，天池湖面也会发生水分蒸发，尤其是在夏季。但相对于庞大的补给量和溢流量，蒸发量通常是次要的输出方式。
- 少量渗漏： 虽然天池底部和边缘主要表现为地下水补给，但也可能存在少量的湖水向下或侧向渗漏，但这部分水量通常被认为远小于地下水的输入量和瀑布的溢出量。
正是通过输入（降水、地下水）与输出（溢流、蒸发）之间的巧妙平衡，长白山天池才能在如此高的海拔上，长期维持其巨大的水量和独特的生态系统。对其水源补给来源的深入了解，不仅具有科学研究价值，也对长白山地区的水资源管理和生态环境保护具有重要意义。