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我国地下水开发利用状况

文章出处:www.edpard.com │ 网站编辑:山水地质 │ 发表时间:2016-09-28

 摘要:地下水是水资源的重要组成部分,是人类生存,生活和生产活动必不可少的宝贵的自然资源。作为地球上的淡水资源,它具有很高的生态价值和经济价值。生态价值主要体现在它具有良好的涮蓄功能,可以平衡丰枯年水资源的利用。经济价值体现在其具有水质优良和便于开采的特点,可以作为满足特定需求的独立水源,也可以作为一种正规的补充水源地。就水质而言,地下水是自然界提供给人类的最好的饮用水水源。地下水作为重要的供水水源,在保证居民生活用水、社会经济发展和生态环境平衡等方面起到不可替代的作用。然而,随着现代社会经济的飞速发展,超采地下水和地下水污染的情况越来越严重,并引发了许多其它问题,部分地区已经威胁到人们的正常引水。地下水问题噬待解决。
  1、我国地下水开发利用状况
  地下水(groundwater)是贮存于地表以下岩土层中水的总称。广义地下水包括土壤、隔水层和含水层中的重力水和非重力水。狭义地下水指土壤、隔水层和含水层中的重力水。地下水具有地域分布广、随时接受降水和地表水体补给、便于开采、水质良好、径流缓慢等特点。因此,具有重要的供水价值。根据地下埋藏条件的不同,地下水可分为上层滞水、潜水和自流水三大类。根据埋藏条件可把地下水分为包气带水、潜水和承压水。地下水是一个庞大的家庭。据估算,全世界的地下水总量多达1.5亿立方公里,几乎占地球总水量的十分之一,比整个大西洋的水量还要多。地下水可开发利用,作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源。地下水具有给水量稳定、污染少的优点。
  我国多年平均水资源总量为28124亿m3,其中多年平均地表水资源量为27115亿m3,多年平均地下水资源量为8288亿m3。在全国地下水资源总量中,有7279亿m3是与地表水资源的重复量,占86.7%。其中山丘区地下水资源量为6762亿m3,平原区地下水资源量为1874亿m3。地下水是我国北方地区及许多城市的重要供水水源,在保障人民生活、促进经济社会发展、改善生态环境等方面发挥了重要作用。在20世纪60年代中期以前,地水水开采相对较少,60年代中期到70年代末,是我国地下水大规模开发利用阶段,到1979年底,全国地下水年开采量达到400亿m3左右。1980以来,随着国民经济快速发展,用水量急剧增加,到2002年地下水年开采量达了1091亿m3。据统计,2002年全国总供水量5534亿m3,其中地表水源供水量4443亿m3,占总供水量的80.3%;地下水源供水量1091亿m3,占总供水量的19.7%。地下水是北方地区的重要供水水源,其中河北省地下水源供水量为168亿m3,占总供水量的80%以上,北京、山西、河南、山东等省(直辖市)地下水源供水量占总供水量的50%~70%,辽宁、陕西、内蒙古、黑龙江、天津、吉林等省(自治区、直辖市)地下水源供水量占总供水量的30%~50%。
  大气降水和地表水是地下水的主要补给源。我国地下水资源分布极不均匀。北方黄、淮、海、松辽和内陆河5个流域(片)地下水资源计算面积占全国总计算面积的63%,地下水资源量年均为2551亿m3,只占全国地下水资源量的31%。南方长江、珠江、东南和西南诸河4个流域(片)地下水资源计算面积占全国总计算面积的37%,地下水资源量年均为5737亿m3,占全国年均地下水资源量的69%。地下水资源可开采量是指在可预见的时期内,通过经济合理、技术可行的措施,在不引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量。地下水可开采量的大小不仅取决于地下水资源的补给条件,而且与开采条件密切相关,也就是说还取决于含水层厚度、含水层的渗透性能、宜井条件、生产或生活以及生态环境需求等开采条件。
  地下水超采是指一定地域内多年平均地下水实际开采量超过了该地域的多年平均地下水可开采量,并造成了地下水水位持续下降的现象。调查表明,海河流域地下水实际开采量已经大于地下水可开采量,已经造成流域内大范围严重超采,近年来年超采量都在50亿m3以上。其它流域总体上说,实际开采量没有超过可开采量,有些地区还有一定的开采潜力,如松辽流域片的三江~嫩江平原区和西辽河上游平原区、黄河流域中游河套平原区、淮河流域淮北平原和苏北平原、长江流域上游成都平原和江汉平原等,但这些流域许多局部地区超采也非常严重。据统计,目前全国地下水超采区共有164片,超采区总面积达18.13万km2,其中严重超采区面积7.7万km2,占超采区总面积的43%。据北方17个省(自治区、直辖市)地下水动态监测资料分析,对北方平原75万km2浅层地下水开采区统计结果,2002年末浅层地下水储存量比上年末减少151亿m3,浅层地下水下降区面积占69%。在1994~2002年期间,北方平原区地下水储量只有1994年和1998年增加,其余年份均减少,减少最多的年份为1997年和2001年,分别减少170亿m3和200亿m3。2002年与1994年相比,浅层地下水储存量累计减少约600亿m3。各省(自治区、直辖市)均有所减少,其中河北省减少最多,达160亿m3。
  2、我国地下水开采中存在的问题
  由于地下水的自我恢复周期较大,不合理的过度开采地下水必然会造成许多水环境问题。我国许多地区已经出现区域地下水位下降、地下水资源枯竭、地下水水质恶化、海水入侵、地面沉降、地面裂缝和地面塌陷等水利环境问题。
  2.1地下水位下降,降落漏斗严重
  根据《中国水资源评价》,我国北方平原在20世纪70年代以前,不少地区承压地下水可喷出地表,并且形成了许多著名的大泉,如济南“趵突泉”、北京玉泉山、山西太原“晋闻泉”、河南辉县“百泉”和河北邢台“百泉”等。由于过量开采地下水资源,目前有些大泉已遭到不同程度的破坏。截止1999年底,华北地区已形成浅层地下水降落漏斗46个,漏斗总面积达1.6万km,漏斗中心水位埋深l5~45m(近年来又有不同程度的发展)。除此之外,长江三角洲地区因长期过量开采第二含水层水将近4*108t,已形成苏州、常州、无锡区域地下水位下降,漏斗中心地下水位下降速率为1~2m/a。松辽平原的大庆市已形成近4000km的地下水位下降漏斗,下降速率为1l1m/a。沈阳、哈尔滨、长春亦出现了埋深大于200m的地下水位下降漏斗口;西北地区的黑河流域的金塔盆地、武威盆地和酒泉盆地、敦煌灌区、双塔灌区等;新疆哈密盆地、吐鲁番盆地等,均已出现区域性地下水位下降。
  此外,在干旱地区,由于地下水与地表水联系密切,当地下水资源过量开采时,就会造成区域地下水位大幅度下降,地表水消失,包气带增厚,草场、土地退化和沙化,导致绿洲面积减少。如内蒙古东部的科尔沁草原,20世纪60年代沙漠化土地面积只占该草原所在地的14.3%,由于地下水资源过量开采,到70年代中后期,沙漠化土地面积已扩大到50.2%。生态平衡被严重破坏。解决办法可通过调整开采含水层层次,控制开采量和进行人工回灌等措施,使水位回升。
  2.2地下水污染严重,水质恶化
  随着经济的高速发展和城市人口的急剧膨胀,近些年由于工业及生活废水大量不合理的排放,而治理设施跟不上发展要求,从而导致城市地下水遭到不同程度的污染。与此同时过量开采地下水,致使地下水动力场和水化学场发生改变,也会造成地下水某些物理化学组分如微生物含量增加,而引起水质恶化。根据国家环保局发布的2001年全国环境状况报告,全国废水排放量为650亿t,其中工业废水400亿t,生活废水250亿t。例如淄博市建有齐鲁石化公司所属炼油厂、橡胶厂、化肥厂、30万t乙烯等特大型企业和电力、造纸、机械等企业,工业污染排放量达33356m/a,其中仅有14700m/a通过管道排入小清河后入渤海,其余污水仍在当地排放,使得区内地下水的石油类如NO一、NO一、CI一、SO含量大大提高,一部分水源超过饮用水标准。
  据《科学通报》l3期报道:人类活动导致塔克拉玛十沙漠水体地下水轻度污染。卫生部最新的统汁显示,2006年恶性肿瘤成为我国城乡居民的首要死因。而太湖、巢湖等地癌症村的陆续出现,引起了人们对水污染这种环境因素与癌症发病率之间关系的广泛关注。我国地下水污染面积在不断扩大,在我国平原地区,目前要找到一块未被污染的地下水区域竟成了一件很不容易的事情。
  2.3海水入侵
  在近海(或干旱内陆)地区取水,由于过量开采地下水而改变其水动力条件,造成地下水位过分下降,常常会带来海水(咸水)入侵使水质污染。这种事例在国内外屡见不鲜。如我国北方沿海某城市的水源地,在1964年以前咸水分布范围离水源地2km,随着地下水的开采,到1970年4月,离水源地仅1km.水质已经被污染,水量也有所减少(1959年单井出水量为46m/h,至1970年初减至20m/h,小者不足10m/h)。调查结果表明,根本原因在于强烈地开采地下水。
  2.4地面沉降、地面坍塌和地面裂缝严重
  据不完全测定,全国已陆续发现具有不同程度的区域性地面沉降的城市有30多座,包括西安、上海、天津、太原、无锡、嘉兴、宁波、常州等。如西安市用水主要开采深100~300m的承压水。1972~1983年,最大累计沉降量777mm,平均每年30~50mm的沉降中心有5处,到1989年最大累计沉降量已达1.51m,沉降量100mm的范围达200km。上海市自1860年开凿第一口深井开采地下水以来,至今已增至1100多眼,日开采地下水量达到65万t,因此,在市区及近郊已形成地下水面降落区,中心水位最大降深在海平面以下30~40m,在地面也形成了与地下水面降落区相似的碟形沉降洼地,最大的沉降量为2.63m。这些都与地下水开采量有直接的对应关系。自20世纪6O年代起,我国先后在一些地区发生了地面裂缝问题.如西安、兰州、大同、太原、泰安、沧卅、青岛等200多个县市相继发现地裂缝757处,最严重的西安市年经济损失数亿元。西安市区有七条明显的地裂缝和三条隐藏的地裂缝,可见深度达lm,范围达110km。从地裂缝的走向、形态来看,与西安—临潼断裂一致,说明构造活动是地裂缝发育的基础。从近期大量抽汲地下水造成地下水位下降,并与地裂缝快速发展在时间上的吻合来分析,抽汲地下水是地裂缝发生和发展的直接诱因。
  3、意见和建议
  水安全关系到人类的健康和社会的长久治安,解决地下水问题更是迫在眉睫。
  3.1加强地下水的管理
  加强地下水资源管理,健全监督体制,规范人类活动的方式,达到延缓或消除水环境灾害对社会经济的影响。为此应加快制定《中华人民共和国环境灾害防治条例》及其配套法规、规章和有关行业标准,将水环境灾害防治监督管理体系延伸到地、县,严格执法,加强监督,有效控制不合理的工程和经济活动,大幅度减少人为活动诱发的水环境问题。我国在地下水管理方面虽然取得了一些成绩,但目前仍有许多方面需进一步加强。其一是我国用水效率不高。一方面水资源严重短缺,地下水超采严重,另一方面却存在着严重的用水浪费现象。我国的用水量与美国相当,但GNP仅为美国的1/8。农业灌溉是用水大户,其用水量占全国总用水量的70%,目前许多灌区还存在大水漫灌的现象,农业渠道利用系数仅为0.43左右,而发达国家达到0.8。城市工业用水利用率也不高,1997年我国工业万元产值用水量为136m3,是发达国家的5~10倍。城市输配水管网和用水器具漏水损失达20%以上,公共用水浪费现象也十分严重。其二是管理水平低。我国虽已颁发了许多水资源管理制度,但目前许多制度还不能有效地实施,不能真正实现合理开发利用水资源和对地表水、地下水的优化调度。因此必须加强地下水的科学管理。
  科学管理有助于防止地下水水质恶化现象产生,包括减少污染物的产生和防止污染物渗入等。要加强科学管理必须做到:(1)对城市的发展和水源地的建设做出全面规划与合理的利用。随着国民经济的迅速发展,开发和利用地下水也显得更为紧迫,同时,人类活动导致地下水污染的可能性在不断增大,甚至某些局部的人为污染和水土的流失,都可能给地下含水层带来不可恢复的危害。所以,对于地下水环境的保护、污染的控制要依法加大力度来管理。地下水环境污染问题日趋严重,地下水污染具有隐蔽性和难以逆转性,所以一经污染很难治理,最终会导致社会经济的发展,因此,为了我们要长期有效地利用地下水资源,就必须对地下水环境精心管理和保护,提高水环境的质量。(2)清除污染源,大力开展预防污染物的治理工程建设,合理开采地下水,制止水源地上游新开耕地,确保自然植被生长。(3)建设水源地各沟系统的管理工程,规划明确的保护界限,设立明显的宣传标志牌,建设修复沟系的保护管理工程。种植产氧的植被工程,增强地下水的自净能力。(4)建立科学的管理体系,健全监控管理设施。实行有偿用水制度,以促进节约利用水自用。
  3.2加强地下水的监测做好防御工作
  地下水监测是地下水合理开发利用、水资源管理和生态环境保护等方面的重要基础,多年来,在各级政府的关心支持下,地下水监测工作取得了一定的成绩。截至2002年底,全国水利系统共有地下水基本监测站(井)12679处(眼),监测项目包括地下水水位、水量、水质、水温等要素。但地下水监测作整体还很薄弱,难以满足水资源管理和调度的需要,存在很多问题,主要有地水井网密度不够、监测设备陈旧、观测和信息传输手段落后、地下水监测工作经费不足等。今后,要加强地下水监测工作,特别要尽早完成严重超采区、主要供水水源地、生态脆弱区、牧区的国家重要地下水监测站网和北方缺水地区地下水动态监测信息系统的建设。同时要加强地下水分析研究工作,特别是对于北方水资源短缺地区,更要重视地下水分析研究工作。如要加强地下水与生态关系的研究、地下水开采对下垫面影响以及造成河道径流变化的分析、地下水预测预报研究、合理调控地下水提高农作物产量的研究、地表水和地下水联合调度的研究等。这些研究对于水资源科学管理和生态环境保护具有重要意义。
  3.3做好宣传教育工作,普及水安全意识
  思想是决定行为的主要因素,加强水资源保护的宣传教育工作,普及水安全意识对于防御地下水尤为重要。只有人们充分的认识到水资源的重要性以及水资源短缺、水污染带来的危害,才能本能地保护和节约水资源,保持水资源的长久稳定。
  保护地下水资源,保护自然资源和自然环境就是保护我们的家园,是我们每个人应尽的义务,只有每个人自觉自发地从点滴做起,才能实现资源的可持续发展,才能实现人类的健康稳定发展,才能实现人与自然的和谐发展。
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