早在第一次產(chǎn)業(yè)革命時(shí),,狄更斯描寫當(dāng)時(shí)的英國(guó)時(shí)寫道:“這是一個(gè)最壞的時(shí)代,,這是一個(gè)最好的時(shí)代,這是一個(gè)令人絕望的冬天,,這是一個(gè)充滿希望的春天,,我們面前什么也沒(méi)有,我們面前什么都有,?!边@段話也適用于當(dāng)代,如果人類再不警醒并采取切實(shí)可行的措施,,而任上圖所示的十大問(wèn)題繼續(xù)惡化,,則人類必將走向困境。 地下水資源開(kāi)發(fā)利用的歷史與現(xiàn)狀 距今約5700年,,由浙江省余姚縣河姆渡村遺址的挖掘資料可知,,已經(jīng)會(huì)廣泛地會(huì)鑿井取水 距今約3500年,由河北省藁城縣臺(tái)西村發(fā)現(xiàn)的商代遺址可知,,已經(jīng)使用了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的木質(zhì)井盤 距今約2500年的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代,鑿井技術(shù)得到了進(jìn)一步的提高,,在四川自貢一帶有鑿井深達(dá)數(shù)百米的鹽井 - 距今約2000年,,在漢武帝時(shí)代,,修筑的陜西渭北高原上的“龍首渠”是我國(guó)最早利用井渠結(jié)合進(jìn)行農(nóng)田灌溉的典型范例,據(jù)記載,,井深可達(dá)130多米
- 解放以前,,我國(guó)只有局部地區(qū)開(kāi)發(fā)利用地下水,而且大多數(shù)是廣大農(nóng)村,,利用淺井解決人畜用水,,開(kāi)采量非常有限
- 中國(guó)大規(guī)模地開(kāi)發(fā)利用地下水是二十世紀(jì)五十年代特別是七十年代以后
- 據(jù)1961年統(tǒng)計(jì),華北地區(qū)的冀,、魯,、豫三省各類井灌類水井達(dá)11萬(wàn)眼
- 二十世紀(jì)五十年代和六十年代初,主要有北京,、西安,、包頭、保定,、上海等少數(shù)大中城市開(kāi)采地下水,,作為城市供水水源
- 二十世紀(jì)六十年代初期至七十年代,北方氣候連續(xù)干旱,,為滿足農(nóng)業(yè)灌溉的需求,,普遍開(kāi)展了大規(guī)模抗旱打井運(yùn)動(dòng),,黃淮海平原等地區(qū)地下水開(kāi)采量急劇增加
- 二十世紀(jì)九十年代以來(lái),,隨著城市和工業(yè)基地建設(shè)的迅速發(fā)展,北方干旱半干旱地區(qū)一些大中城市大力開(kāi)發(fā)地下水作為供水水源
近年來(lái),,由于地表水污染的加重,,南方的部分城鎮(zhèn)居民生活飲用水源,亦由利用地表水源轉(zhuǎn)為開(kāi)采地下水源,。 據(jù)1988年統(tǒng)計(jì),,全國(guó)共擁有各類機(jī)井400多萬(wàn)眼,其中配套機(jī)電井252萬(wàn)眼,,全國(guó)灌溉面積7億多畝,,其中井灌面積約1.68億畝。京,、津,、冀、晉,、魯及豫北地區(qū),,耕地接近全國(guó)的五分之一,井灌發(fā)達(dá),,機(jī)井150多萬(wàn)眼,,井灌面積占耕地面積的30%,。 1988年全國(guó)有310個(gè)城市以地下水作為城市供水水源,約占全國(guó)城市數(shù)的71%,,107個(gè)重點(diǎn)城市中有54個(gè)城市以地下水為主要供水水源,,其中北方46個(gè)城市,約占北方重點(diǎn)城市的70%,,南方8個(gè)城市,,約占南方重點(diǎn)城市的20%。 全國(guó)地下水開(kāi)采量分類統(tǒng)計(jì)表(單位:108m3/a)地下水資源不合理開(kāi)發(fā)引起的問(wèn)題 城市地下水超量開(kāi)采,已成為一個(gè)全國(guó)性的普遍現(xiàn)象,,而且北方有些城市如太原,、西安、石家莊,、保定,、濟(jì)南、滄州等,,在五年內(nèi)陸下水位的平均降幅達(dá)到5~10米之多,,形成急劇下降的趨勢(shì)。地下水資源的超量開(kāi)采不僅使寶貴的地下水資源日趨枯竭,,而且還由此引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,。 當(dāng)然對(duì)地下水資源不加以開(kāi)發(fā)利用,使地下水位長(zhǎng)時(shí)期處于高水位狀態(tài)也屬于地下水資源不合理開(kāi)發(fā)的一種現(xiàn)象,,這不僅造成了地下水資源的浪費(fèi),,同時(shí)也能引起土壤鹽堿化等一系列問(wèn)題。 我國(guó)自20世紀(jì)50年代以來(lái),,城市數(shù)量和城市規(guī)模都發(fā)展較快,,特別是實(shí)行改革開(kāi)放以來(lái),更是突飛猛進(jìn),,地下水的開(kāi)采量急劇增長(zhǎng),。 據(jù)全國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站對(duì)58座城市的統(tǒng)計(jì)(1988~1989),共有38座城市存在超量開(kāi)采,,占統(tǒng)計(jì)城市總數(shù)的65.5%,,其中北方城市共計(jì)23座,占北方統(tǒng)計(jì)城市的59%,。 北京的地下水可供利用的資源量為13億立方米,但開(kāi)采量達(dá)26億立方米,超采近一倍多,,因此形成面積達(dá)1000平方千米,,地下水埋深在18米以下的降落漏斗,。 河北冀州,、棗莊、衡水地區(qū),,由于長(zhǎng)期開(kāi)采,,目前地下水位高程在零以下的漏斗面積達(dá)6127平方千米,地下水埋深由1969年的2.75米下降到1984年的57.81米, 平均每年下降3.5米, 現(xiàn)今已近80米,。 地下水超采,,形成大面積區(qū)域性地下水下降漏斗,改變了地下水壓力,、開(kāi)采含水層和含水層上下滯水層中的應(yīng)力狀態(tài),,產(chǎn)生了粘性土的釋水以及含水層、滯水層的壓縮效應(yīng),,從而導(dǎo)致地面沉降,。地下水開(kāi)采環(huán)境負(fù)效應(yīng)-地面沉降
我國(guó)目前已發(fā)現(xiàn)地面沉降的城鎮(zhèn)達(dá)40多個(gè),最早發(fā)現(xiàn)地面沉降的是上海市,,厚約300米的海陸交替的第四紀(jì)沉積物,,主要采水層為上層70米左右的砂層,地面到主要采水層之間為淤泥質(zhì)亞粘土與粉砂互層,,1922年~1938年地面平均下沉26mm,,至1986年沉降中心地面沉降最大值達(dá)2.61米。 我國(guó)主要城市地面沉降情況(mm)
大規(guī)模的地面沉降造成危害
20世紀(jì)初,,歐洲的某些濱海地區(qū),,在開(kāi)采地下水過(guò)程中,首先發(fā)現(xiàn)海水侵入淡水層的問(wèn)題,。地下水開(kāi)采環(huán)境負(fù)效應(yīng)-海水入侵 在天然條件下,,濱海地區(qū)的地下水流向海洋并具有較高的水位,一般與其下伏受海水影響的咸水具有一定的分界面,,咸水和淡水保持平衡;若在沿海地區(qū)開(kāi)采地下水,,會(huì)使淡水水位下降,原來(lái)的平衡狀態(tài)被破壞,,咸淡水界面抬升,,并向淡水側(cè)移動(dòng),使水質(zhì)變咸,,海水入侵淡水層,。在瀕臨黃海、渤海的沙質(zhì)和基巖海岸地帶,遼寧省大連,、錦州,、錦西、營(yíng)口市,,河北省秦皇島市,,山東省煙臺(tái)、威海,、青島市的29個(gè)縣(市,、區(qū))112個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)生了海水入侵,面積達(dá)1433.6平方千米,;Cl-離子含量超過(guò)1g/L的重海水入侵面積224.3平方千米,,以煙臺(tái)、大連兩市海水入侵最為嚴(yán)重,,海水入侵距離一般為5~8km,,最大達(dá)11.5km。遼,、冀,、魯三省的遼河下游,冀東,、遼東及魯北濱海平原的泥質(zhì)海岸帶,,發(fā)生了咸水入侵淡水區(qū)的現(xiàn)象;滄縣1992年地下水咸水層底界面埋深較1974年下移10米以上的面積為1260平方千米,,咸水底界面埋深80米的內(nèi)陸邊界向淡水區(qū)推進(jìn)了10km,,河間市1967年分布有小于1g/L的地下淡水區(qū)301.2平方千米,到1992年已不復(fù)存在,;河北唐秦沿海地區(qū),,在地下水超采的漏斗區(qū),古咸水層侵染淡水層,,入侵面積24平方千米,,最大CL-離子含量1250mg/L。水體污染 據(jù)1992年調(diào)查,,全國(guó)有25%的城市地下飲用水不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),,約有30%人口的飲用水受到污染,其中淮河以北十多個(gè)省約有3000萬(wàn)人飲用高硝酸鹽水,,5000萬(wàn)人飲用高氟水,,還有1.1億人飲用高礦化水。
根據(jù)全國(guó)123個(gè)城市和地下水水質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析,,地下水水質(zhì)總體狀態(tài)尚好,,但多數(shù)城市地下水存在不同程度的點(diǎn)狀和面狀污染,。從污染程度上看,北方城市污染普遍較南方城市重,,污染元素多且超標(biāo)率高,,特別是華北地區(qū),污染最為突出,。華北地區(qū)由于地表水的利用率過(guò)高,,使地表水體的自凈能力幾乎喪失,而該地區(qū)由于地下水超采,,地下潛水位常年普遍低于河床枯水位,,河道水滲漏補(bǔ)給是地下水的補(bǔ)給源之一,,大量的河道污水滲入地下,。海河流域地下水資源量272億m3,受污染的達(dá)172億m3,,占62%,,1980年海河流域污水排放量36.8億t,而1983年入海污水量只有3億t,,可見(jiàn)大部分的污水已滲入地下,。北京市1991年全市污水排放量為9.81億t,其中有8.28億t未作任何處理,,排入到河流,、滲井、滲坑和灌溉農(nóng)田,,繼而滲入地下,。地下水體的污染狀態(tài)不易掌握,而且,,地下水體特別是深層地下水體一旦遭受污染,,其后果不堪設(shè)想,它不光是大大減少了地下水資源的實(shí)際可利用量,,而且對(duì)人民的身心健康構(gòu)成極大的威脅,。我國(guó)部分城市地下水污染程度分類統(tǒng)計(jì)簡(jiǎn)表巖溶塌陷 我國(guó)碳酸鹽巖分布甚廣,地下溶洞發(fā)育,,巖溶塌陷現(xiàn)象十分普遍,,其中就有相當(dāng)一部分是由于大量開(kāi)采巖溶水造成的,這類塌陷主要發(fā)生在平原巖溶淺埋地區(qū),,上面的第四系孔隙含水層與下伏的巖溶含水層形成雙層結(jié)構(gòu),,兩者常具緊密的水力聯(lián)系,地下溶洞大部分被泥沙所充填,,在強(qiáng)烈抽水的情況下,,洞內(nèi)充填的泥沙被潛流沖蝕掏空,,導(dǎo)致地面塌陷。據(jù)調(diào)查,,巖溶塌陷現(xiàn)象遍及大半個(gè)中國(guó),,不僅華南、西南十分普遍,,華北地區(qū)也較為嚴(yán)重,。目前已發(fā)現(xiàn)23個(gè)省區(qū)發(fā)育有巖溶塌陷,計(jì)800處以上,,塌陷坑總數(shù)近3萬(wàn)個(gè),,其中多數(shù)由開(kāi)采巖溶水所致。我國(guó)部分城市巖溶塌陷情況 地下水系統(tǒng)應(yīng)該是整個(gè)地球巨系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng),,地下水資源是水資源的重要組成部分,。最有意義的水資源應(yīng)該就是兩大部分,一部分是河床徑流,,即地表水,,一部分就是地下重力淡水,地表水是條帶狀分布的資源,,而地下水是面狀分布的資源,,植物的生長(zhǎng)和人畜的生存與地下水關(guān)系十分密切,地表水與地下水盡管都很重要,,二者也有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,。地下水畢竟不同于地表水,有其自身的補(bǔ)給,、徑流,、排泄規(guī)律,地下水資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用必然有其獨(dú)特的理論與技術(shù),,因此必須加以專門的研究,。由此可見(jiàn),對(duì)地下水資源進(jìn)行監(jiān)測(cè),、評(píng)價(jià)和管理不僅具有重大的現(xiàn)實(shí)意義,,而且還具有深遠(yuǎn)的歷史意義。來(lái)源:黃科院信息工程中心 公眾號(hào)
|