所屬欄目:水力論文 發(fā)布日期:2011-03-24 17:08 熱度:
摘要:地下水是水資源的重要組成部分,是人類生存,生活和生產(chǎn)活動(dòng)必不可少的寶貴的自然資源。作為地球上的淡水資源,它具有很高的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。生態(tài)價(jià)值主要體現(xiàn)在它具有良好的涮蓄功能,可以平衡豐枯年水資源的利用。經(jīng)濟(jì)價(jià)值體現(xiàn)在其具有水質(zhì)優(yōu)良和便于開采的特點(diǎn),可以作為滿足特定需求的獨(dú)立水源,也可以作為一種正規(guī)的補(bǔ)充水源地。就水質(zhì)而言,地下水是自然界提供給人類的最好的飲用水水源。地下水作為重要的供水水源,在保證居民生活用水、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境平衡等方面起到不可替代的作用。然而,隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,超采地下水和地下水污染的情況越來越嚴(yán)重,并引發(fā)了許多其它問題,部分地區(qū)已經(jīng)威脅到人們的正常引水。地下水問題噬待解決。
1、我國地下水開發(fā)利用狀況
地下水(groundwater)是貯存于地表以下巖土層中水的總稱。廣義地下水包括土壤、隔水層和含水層中的重力水和非重力水。狹義地下水指土壤、隔水層和含水層中的重力水。地下水具有地域分布廣、隨時(shí)接受降水和地表水體補(bǔ)給、便于開采、水質(zhì)良好、徑流緩慢等特點(diǎn)。因此,具有重要的供水價(jià)值。根據(jù)地下埋藏條件的不同,地下水可分為上層滯水、潛水和自流水三大類。根據(jù)埋藏條件可把地下水分為包氣帶水、潛水和承壓水。地下水是一個(gè)龐大的家庭。據(jù)估算,全世界的地下水總量多達(dá)1.5億立方公里,幾乎占地球總水量的十分之一,比整個(gè)大西洋的水量還要多。地下水可開發(fā)利用,作為居民生活用水、工業(yè)用水和農(nóng)田灌溉用水的水源。地下水具有給水量穩(wěn)定、污染少的優(yōu)點(diǎn)。
我國多年平均水資源總量為28124億m3,其中多年平均地表水資源量為27115億m3,多年平均地下水資源量為8288億m3。在全國地下水資源總量中,有7279億m3是與地表水資源的重復(fù)量,占86.7%。其中山丘區(qū)地下水資源量為6762億m3,平原區(qū)地下水資源量為1874億m3。地下水是我國北方地區(qū)及許多城市的重要供水水源,在保障人民生活、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、改善生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用。在20世紀(jì)60年代中期以前,地水水開采相對(duì)較少,60年代中期到70年代末,是我國地下水大規(guī)模開發(fā)利用階段,到1979年底,全國地下水年開采量達(dá)到400億m3左右。1980以來,隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,用水量急劇增加,到2002年地下水年開采量達(dá)了1091億m3。據(jù)統(tǒng)計(jì),2002年全國總供水量5534億m3,其中地表水源供水量4443億m3,占總供水量的80.3%;地下水源供水量1091億m3,占總供水量的19.7%。地下水是北方地區(qū)的重要供水水源,其中河北省地下水源供水量為168億m3,占總供水量的80%以上,北京、山西、河南、山東等省(直轄市)地下水源供水量占總供水量的50%~70%,遼寧、陜西、內(nèi)蒙古、黑龍江、天津、吉林等省(自治區(qū)、直轄市)地下水源供水量占總供水量的30%~50%。
大氣降水和地表水是地下水的主要補(bǔ)給源。我國地下水資源分布極不均勻。北方黃、淮、海、松遼和內(nèi)陸河5個(gè)流域(片)地下水資源計(jì)算面積占全國總計(jì)算面積的63%,地下水資源量年均為2551億m3,只占全國地下水資源量的31%。南方長江、珠江、東南和西南諸河4個(gè)流域(片)地下水資源計(jì)算面積占全國總計(jì)算面積的37%,地下水資源量年均為5737億m3,占全國年均地下水資源量的69%。地下水資源可開采量是指在可預(yù)見的時(shí)期內(nèi),通過經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的措施,在不引起生態(tài)環(huán)境惡化條件下允許從含水層中獲取的最大水量。地下水可開采量的大小不僅取決于地下水資源的補(bǔ)給條件,而且與開采條件密切相關(guān),也就是說還取決于含水層厚度、含水層的滲透性能、宜井條件、生產(chǎn)或生活以及生態(tài)環(huán)境需求等開采條件。
地下水超采是指一定地域內(nèi)多年平均地下水實(shí)際開采量超過了該地域的多年平均地下水可開采量,并造成了地下水水位持續(xù)下降的現(xiàn)象。調(diào)查表明,海河流域地下水實(shí)際開采量已經(jīng)大于地下水可開采量,已經(jīng)造成流域內(nèi)大范圍嚴(yán)重超采,近年來年超采量都在50億m3以上。其它流域總體上說,實(shí)際開采量沒有超過可開采量,有些地區(qū)還有一定的開采潛力,如松遼流域片的三江~嫩江平原區(qū)和西遼河上游平原區(qū)、黃河流域中游河套平原區(qū)、淮河流域淮北平原和蘇北平原、長江流域上游成都平原和江漢平原等,但這些流域許多局部地區(qū)超采也非常嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全國地下水超采區(qū)共有164片,超采區(qū)總面積達(dá)18.13萬km2,其中嚴(yán)重超采區(qū)面積7.7萬km2,占超采區(qū)總面積的43%。據(jù)北方17個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測資料分析,對(duì)北方平原75萬km2淺層地下水開采區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,2002年末淺層地下水儲(chǔ)存量比上年末減少151億m3,淺層地下水下降區(qū)面積占69%。在1994~2002年期間,北方平原區(qū)地下水儲(chǔ)量只有1994年和1998年增加,其余年份均減少,減少最多的年份為1997年和2001年,分別減少170億m3和200億m3。2002年與1994年相比,淺層地下水儲(chǔ)存量累計(jì)減少約600億m3。各省(自治區(qū)、直轄市)均有所減少,其中河北省減少最多,達(dá)160億m3。
2、我國地下水開采中存在的問題
由于地下水的自我恢復(fù)周期較大,不合理的過度開采地下水必然會(huì)造成許多水環(huán)境問題。我國許多地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)區(qū)域地下水位下降、地下水資源枯竭、地下水水質(zhì)惡化、海水入侵、地面沉降、地面裂縫和地面塌陷等水利環(huán)境問題。
2.1地下水位下降,降落漏斗嚴(yán)重
根據(jù)《中國水資源評(píng)價(jià)》,我國北方平原在20世紀(jì)70年代以前,不少地區(qū)承壓地下水可噴出地表,并且形成了許多著名的大泉,如濟(jì)南“趵突泉”、北京玉泉山、山西太原“晉聞泉”、河南輝縣“百泉”和河北邢臺(tái)“百泉”等。由于過量開采地下水資源,目前有些大泉已遭到不同程度的破壞。截止1999年底,華北地區(qū)已形成淺層地下水降落漏斗46個(gè),漏斗總面積達(dá)1.6萬km,漏斗中心水位埋深l5~45m(近年來又有不同程度的發(fā)展)。除此之外,長江三角洲地區(qū)因長期過量開采第二含水層水將近4*108t,已形成蘇州、常州、無錫區(qū)域地下水位下降,漏斗中心地下水位下降速率為1~2m/a。松遼平原的大慶市已形成近4000km的地下水位下降漏斗,下降速率為1l1m/a。沈陽、哈爾濱、長春亦出現(xiàn)了埋深大于200m的地下水位下降漏斗口;西北地區(qū)的黑河流域的金塔盆地、武威盆地和酒泉盆地、敦煌灌區(qū)、雙塔灌區(qū)等;新疆哈密盆地、吐魯番盆地等,均已出現(xiàn)區(qū)域性地下水位下降。
此外,在干旱地區(qū),由于地下水與地表水聯(lián)系密切,當(dāng)?shù)叵滤Y源過量開采時(shí),就會(huì)造成區(qū)域地下水位大幅度下降,地表水消失,包氣帶增厚,草場、土地退化和沙化,導(dǎo)致綠洲面積減少。如內(nèi)蒙古東部的科爾沁草原,20世紀(jì)60年代沙漠化土地面積只占該草原所在地的14.3%,由于地下水資源過量開采,到70年代中后期,沙漠化土地面積已擴(kuò)大到50.2%。生態(tài)平衡被嚴(yán)重破壞。解決辦法可通過調(diào)整開采含水層層次,控制開采量和進(jìn)行人工回灌等措施,使水位回升。
2.2地下水污染嚴(yán)重,水質(zhì)惡化
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市人口的急劇膨脹,近些年由于工業(yè)及生活廢水大量不合理的排放,而治理設(shè)施跟不上發(fā)展要求,從而導(dǎo)致城市地下水遭到不同程度的污染。與此同時(shí)過量開采地下水,致使地下水動(dòng)力場和水化學(xué)場發(fā)生改變,也會(huì)造成地下水某些物理化學(xué)組分如微生物含量增加,而引起水質(zhì)惡化。根據(jù)國家環(huán)保局發(fā)布的2001年全國環(huán)境狀況報(bào)告,全國廢水排放量為650億t,其中工業(yè)廢水400億t,生活廢水250億t。例如淄博市建有齊魯石化公司所屬煉油廠、橡膠廠、化肥廠、30萬t乙烯等特大型企業(yè)和電力、造紙、機(jī)械等企業(yè),工業(yè)污染排放量達(dá)33356m/a,其中僅有14700m/a通過管道排入小清河后入渤海,其余污水仍在當(dāng)?shù)嘏欧牛沟脜^(qū)內(nèi)地下水的石油類如NO一、NO一、CI一、SO含量大大提高,一部分水源超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)《科學(xué)通報(bào)》l3期報(bào)道:人類活動(dòng)導(dǎo)致塔克拉瑪十沙漠水體地下水輕度污染。衛(wèi)生部最新的統(tǒng)汁顯示,2006年惡性腫瘤成為我國城鄉(xiāng)居民的首要死因。而太湖、巢湖等地癌癥村的陸續(xù)出現(xiàn),引起了人們對(duì)水污染這種環(huán)境因素與癌癥發(fā)病率之間關(guān)系的廣泛關(guān)注。我國地下水污染面積在不斷擴(kuò)大,在我國平原地區(qū),目前要找到一塊未被污染的地下水區(qū)域竟成了一件很不容易的事情。
2.3海水入侵
在近海(或干旱內(nèi)陸)地區(qū)取水,由于過量開采地下水而改變其水動(dòng)力條件,造成地下水位過分下降,常常會(huì)帶來海水(咸水)入侵使水質(zhì)污染。這種事例在國內(nèi)外屢見不鮮。如我國北方沿海某城市的水源地,在1964年以前咸水分布范圍離水源地2km,隨著地下水的開采,到1970年4月,離水源地僅1km.水質(zhì)已經(jīng)被污染,水量也有所減少(1959年單井出水量為46m/h,至1970年初減至20m/h,小者不足10m/h)。調(diào)查結(jié)果表明,根本原因在于強(qiáng)烈地開采地下水。
2.4地面沉降、地面坍塌和地面裂縫嚴(yán)重
據(jù)不完全測定,全國已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)具有不同程度的區(qū)域性地面沉降的城市有30多座,包括西安、上海、天津、太原、無錫、嘉興、寧波、常州等。如西安市用水主要開采深100~300m的承壓水。1972~1983年,最大累計(jì)沉降量777mm,平均每年30~50mm的沉降中心有5處,到1989年最大累計(jì)沉降量已達(dá)1.51m,沉降量100mm的范圍達(dá)200km。上海市自1860年開鑿第一口深井開采地下水以來,至今已增至1100多眼,日開采地下水量達(dá)到65萬t,因此,在市區(qū)及近郊已形成地下水面降落區(qū),中心水位最大降深在海平面以下30~40m,在地面也形成了與地下水面降落區(qū)相似的碟形沉降洼地,最大的沉降量為2.63m。這些都與地下水開采量有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。自20世紀(jì)6O年代起,我國先后在一些地區(qū)發(fā)生了地面裂縫問題.如西安、蘭州、大同、太原、泰安、滄卅、青島等200多個(gè)縣市相繼發(fā)現(xiàn)地裂縫757處,最嚴(yán)重的西安市年經(jīng)濟(jì)損失數(shù)億元。西安市區(qū)有七條明顯的地裂縫和三條隱藏的地裂縫,可見深度達(dá)lm,范圍達(dá)110km。從地裂縫的走向、形態(tài)來看,與西安—臨潼斷裂一致,說明構(gòu)造活動(dòng)是地裂縫發(fā)育的基礎(chǔ)。從近期大量抽汲地下水造成地下水位下降,并與地裂縫快速發(fā)展在時(shí)間上的吻合來分析,抽汲地下水是地裂縫發(fā)生和發(fā)展的直接誘因。
3、意見和建議
水安全關(guān)系到人類的健康和社會(huì)的長久治安,解決地下水問題更是迫在眉睫。
3.1加強(qiáng)地下水的管理
加強(qiáng)地下水資源管理,健全監(jiān)督體制,規(guī)范人類活動(dòng)的方式,達(dá)到延緩或消除水環(huán)境災(zāi)害對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響。為此應(yīng)加快制定《中華人民共和國環(huán)境災(zāi)害防治條例》及其配套法規(guī)、規(guī)章和有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),將水環(huán)境災(zāi)害防治監(jiān)督管理體系延伸到地、縣,嚴(yán)格執(zhí)法,加強(qiáng)監(jiān)督,有效控制不合理的工程和經(jīng)濟(jì)活動(dòng),大幅度減少人為活動(dòng)誘發(fā)的水環(huán)境問題。我國在地下水管理方面雖然取得了一些成績,但目前仍有許多方面需進(jìn)一步加強(qiáng)。其一是我國用水效率不高。一方面水資源嚴(yán)重短缺,地下水超采嚴(yán)重,另一方面卻存在著嚴(yán)重的用水浪費(fèi)現(xiàn)象。我國的用水量與美國相當(dāng),但GNP僅為美國的1/8。農(nóng)業(yè)灌溉是用水大戶,其用水量占全國總用水量的70%,目前許多灌區(qū)還存在大水漫灌的現(xiàn)象,農(nóng)業(yè)渠道利用系數(shù)僅為0.43左右,而發(fā)達(dá)國家達(dá)到0.8。城市工業(yè)用水利用率也不高,1997年我國工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量為136m3,是發(fā)達(dá)國家的5~10倍。城市輸配水管網(wǎng)和用水器具漏水損失達(dá)20%以上,公共用水浪費(fèi)現(xiàn)象也十分嚴(yán)重。其二是管理水平低。我國雖已頒發(fā)了許多水資源管理制度,但目前許多制度還不能有效地實(shí)施,不能真正實(shí)現(xiàn)合理開發(fā)利用水資源和對(duì)地表水、地下水的優(yōu)化調(diào)度。因此必須加強(qiáng)地下水的科學(xué)管理。
科學(xué)管理有助于防止地下水水質(zhì)惡化現(xiàn)象產(chǎn)生,包括減少污染物的產(chǎn)生和防止污染物滲入等。要加強(qiáng)科學(xué)管理必須做到:(1)對(duì)城市的發(fā)展和水源地的建設(shè)做出全面規(guī)劃與合理的利用。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,開發(fā)和利用地下水也顯得更為緊迫,同時(shí),人類活動(dòng)導(dǎo)致地下水污染的可能性在不斷增大,甚至某些局部的人為污染和水土的流失,都可能給地下含水層帶來不可恢復(fù)的危害。所以,對(duì)于地下水環(huán)境的保護(hù)、污染的控制要依法加大力度來管理。地下水環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重,地下水污染具有隱蔽性和難以逆轉(zhuǎn)性,所以一經(jīng)污染很難治理,最終會(huì)導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,因此,為了我們要長期有效地利用地下水資源,就必須對(duì)地下水環(huán)境精心管理和保護(hù),提高水環(huán)境的質(zhì)量。(2)清除污染源,大力開展預(yù)防污染物的治理工程建設(shè),合理開采地下水,制止水源地上游新開耕地,確保自然植被生長。(3)建設(shè)水源地各溝系統(tǒng)的管理工程,規(guī)劃明確的保護(hù)界限,設(shè)立明顯的宣傳標(biāo)志牌,建設(shè)修復(fù)溝系的保護(hù)管理工程。種植產(chǎn)氧的植被工程,增強(qiáng)地下水的自凈能力。(4)建立科學(xué)的管理體系,健全監(jiān)控管理設(shè)施。實(shí)行有償用水制度,以促進(jìn)節(jié)約利用水自用。
3.2加強(qiáng)地下水的監(jiān)測做好防御工作
地下水監(jiān)測是地下水合理開發(fā)利用、水資源管理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的重要基礎(chǔ),多年來,在各級(jí)政府的關(guān)心支持下,地下水監(jiān)測工作取得了一定的成績。截至2002年底,全國水利系統(tǒng)共有地下水基本監(jiān)測站(井)12679處(眼),監(jiān)測項(xiàng)目包括地下水水位、水量、水質(zhì)、水溫等要素。但地下水監(jiān)測作整體還很薄弱,難以滿足水資源管理和調(diào)度的需要,存在很多問題,主要有地水井網(wǎng)密度不夠、監(jiān)測設(shè)備陳舊、觀測和信息傳輸手段落后、地下水監(jiān)測工作經(jīng)費(fèi)不足等。今后,要加強(qiáng)地下水監(jiān)測工作,特別要盡早完成嚴(yán)重超采區(qū)、主要供水水源地、生態(tài)脆弱區(qū)、牧區(qū)的國家重要地下水監(jiān)測站網(wǎng)和北方缺水地區(qū)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)的建設(shè)。同時(shí)要加強(qiáng)地下水分析研究工作,特別是對(duì)于北方水資源短缺地區(qū),更要重視地下水分析研究工作。如要加強(qiáng)地下水與生態(tài)關(guān)系的研究、地下水開采對(duì)下墊面影響以及造成河道徑流變化的分析、地下水預(yù)測預(yù)報(bào)研究、合理調(diào)控地下水提高農(nóng)作物產(chǎn)量的研究、地表水和地下水聯(lián)合調(diào)度的研究等。這些研究對(duì)于水資源科學(xué)管理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
3.3做好宣傳教育工作,普及水安全意識(shí)
思想是決定行為的主要因素,加強(qiáng)水資源保護(hù)的宣傳教育工作,普及水安全意識(shí)對(duì)于防御地下水尤為重要。只有人們充分的認(rèn)識(shí)到水資源的重要性以及水資源短缺、水污染帶來的危害,才能本能地保護(hù)和節(jié)約水資源,保持水資源的長久穩(wěn)定。
保護(hù)地下水資源,保護(hù)自然資源和自然環(huán)境就是保護(hù)我們的家園,是我們每個(gè)人應(yīng)盡的義務(wù),只有每個(gè)人自覺自發(fā)地從點(diǎn)滴做起,才能實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展,才能實(shí)現(xiàn)人類的健康穩(wěn)定發(fā)展,才能實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。
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文章標(biāo)題:我國地下水開發(fā)利用狀況
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