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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流浅谈过度开采地下水的危害与防治【精品文档】第 5 页浅谈过度开采地下水的危害与防治作者：楚学涛李海峰来源：西部资源2014年第03期摘要：水资源是人类生命的源泉，而地下水是水资源的重要组成部分，正面临着过量开采破坏的现状，因而造成了许多环境水文地质问题。本文阐述了因过度开采地下水而造成的危害，并提出了相关防治措施。由于我国地下水资源被过度开采，地面沉降和地下水污染等问题对我国很多地区都造成了直接和间接经济损失，据统计已达上万亿元。当前最关键的方法就是提倡节约用水和科学用水，科学开采地下水，提高用水效率。地面沉降和地下水污染已经造成非常大的危害，如果这一情
2、况不能得到改善，“真正的土地危机”将随时有可能在多地大范围爆发。也正因如此，随着我国经济的不断发展，很多城市和人们对地下水的开发利用问题越发严重，从而导致了众多环境地质问题，次生灾害也日趋多见，不容小觑。现就我国的地下水开发与利用谈几点认识。一、过度开采地下水的危害1.地下水过度开采是造成地面沉降的主要原因由于连续多年超量开采地下水，水位持续下降，易造成地面沉降。超采范围之内的岩土层地下水释放，土层被压密，厚度降低，引起其上部岩土体沉降，上覆土层因自重和疏水向下移动、弯曲变形，一直发展到地表，引起地面变形，这样就有可能使建筑物倾斜、墙体裂缝，从而造成巨大的经济损失。与岩土工程中的先降水后开挖相
3、比，超采地下水造成的地面沉降影响范围非常大，据资料显示，美国长滩市1961年累计沉降量达9m，休斯敦市1978年的沉降影响范围达12，000km2。需要说明的是地面沉降的原因包括自然原因和人为原因，超采地下水并非引起地面沉降的唯一原因，但是这种因抽取地下水而形成的地面沉降，是地面沉降现象中发育最普遍、危害性最严重的一类。因为过度开采会造成地下水位下降严重，使得水位下降造成的空隙很难在短期时间里得到恢复，进而使得上覆地层的重量只能作用在含水介质所构成的骨架上，换句话说就是由于地下水的开采造成原来一个稳定的受力平衡得到破坏，为了得到新的平衡地面就产生了相应的能量输出，即地面下沉。地下水下降同时会伴
4、随着很多其它危害，比如风暴潮加剧及海潮倒灌；人江河湖海的泄洪能力降低，洪涝加剧；工程设施、市政设施及建筑物破坏；水土环境恶化；沿海地区会随着全球变暖海平面升高，将会有更多的陆地有可能被海水淹没；现有的高程地面资料失效。2.地下水过度开采造成地下水污染地下水污染主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。地表以下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此，地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染，即使彻底消除其污染源，也得十几年，甚至几十年才能使水质复原。至于要进行人工的地下含水层的更新，问题就更复杂了。水源地超量开采造成水资源衰减主要是
5、井位的布局不科学不合理，供水井分布过于集中，以及超量开采，导致水源地地下水水位降深变大，形成地下水漏斗并呈逐年扩大的趋势。水资源衰减还会影响生产和生活用水，造成的经济损失难以估量。地下水过度开采造成的地下水污染主要有两个方面的原因：第一，由于超采地下水导致岩溶塌陷，破坏上覆第四系隔水层，地表污水及劣质潜水就会通过塌陷段渗入；第二，由于超采地下水，造成地表水水位降低，水量减少，同时水在地下的净化时间变短。此外，地下水漏斗、水位降低这些原因还会增加地下水接受补给的范围，以至于有可能超出水源地保护区范围，也可以说就是扩大了受污染的面积。这些原因都会造成地下水水质的变化。二、在我国部分地区地面沉降和水
6、污染的具体分析地面沉降是一种缓变的地质灾害，最主要的原因就是由于对地下水的过度盲目开采而造成的。地下水被过度开采，地面就会下沉，但这并不等于说今天停止了地下水的开采，明天地面就不会下沉。这种灾害是长期造成的，影响也是长远的，而水污染则加剧了这一灾害。地下水的开采要有个度，最重要的措施还是对水资源进行保护性地开发，如果只注重开发而不去保护就是浪费，即使经济发展了，到头来也会得不偿失。现在过多的地下水被用在了工业上，而用在饮用水方面却很少，这一矛盾必须得到解决。造成地面下沉的最主要原因就是地下水过度开采造成地下水漏斗区，在比较集中的几个地方出现地面下沉，但这种下沉不是普遍的现象。由于城市要开采地下
7、水，乡镇企业也在开采，水利建设不当，湖泊河流受到污染等原因，才会出现这么多关于水方面的问题。像我国有些地区，地表水被污染了，人们只好去寻求地下水，而地下水被过度开采又导致地面下沉等一系列灾害。农村将变成重灾区，农村的水污染是面源污染，与城市的点污染相比，情况更严重，也更难治理。农村乡镇企业大量用水以及造成的水污染问题已非常突出。农村用含磷洗衣粉洗衣服，用化学肥料和大量农药培育庄稼等将进一步加剧地表水环境的恶化，进而影响到地下水环境，让整体环境不协调。过度开采就是浪费，污染也是浪费。目前政府执行用水政策出现失误或者不力，将进一步加剧水资源的缺乏。国外地下水用在生活方面相对多一点，而我国却恰恰相反
8、，工业过多使用地下水，却将地表水经过净化而供人们饮用，上海就吃了这样的苦头。三、采取措施保护水资源如果要改变这种状况，政府就要在水资源利用方面统一行动，而不是分头管理，各自为政。但这种体制的改革不是一蹴而就的，所以在水方面的问题还将持续。现在民间应该呼吁合理用水，保护水资源，保护自己生存的环境，减少或避免水污染。这也将从根本上解决因为地下水衰竭而造成的地面下沉。地面下沉将缩短建筑物的寿命，也将导致地下仓库的潮湿。上海的地下已经有好几层建筑设施，这一情况就更为严重，现在对地下建设的必须投资越来越大以减少由于水而造成的相关损失，这就是间接的损失。有些城市隧道里的灯需要一两年换一次，就是由于地下水位
9、下降，地面下沉而造成的。如果这一情况不能有效控制，我国将面临高精尖技术企业转移、外资撤走的危险。地面下沉或者出现地裂缝已然成为灾害，我们没有办法恢复环境的原貌，现在只能努力去控制情况进一步恶化。绝对理想的状态是不去开采地下水，但这种情况不可能。因此，开采地下水之后要及时回灌，回灌时要注意不要将已污染的水导到地下，从而引起再次污染。城市建设要相对分散，减少过高楼层的建筑物，城市地下建设也不宜过深，否则将影响水的流动与循环。在农村要减少农药、化肥、含磷物质的排放，留住农村一片绿色的世界。当前最紧迫的措施就是提倡节约用水和科学用水，提高用水效率。优化地下水的开采布局，把按层次、地区和时间内集中开采调
10、整为按含水系统的特征转化为分散式开采，避免地下漏斗区的进一步发展。四、加强合理监测防治地下水过度开采的方法在地下水的开采过程中，我们既要符合生产用户所需又要满足人们的基本需要，同时又不能地下水水量减少或者水源枯竭，更不能出现水质恶化，水环境污染等现象，所以科学合理的开采地下水，是我们所有人的共同愿望。1.制定合理的开采方案在经过认真的水文地质勘察的基础上，科学合理地制定开采地下水计划，规划出适合本地区水文地质条件的开采地段和开采深度。要对拟建水源地作专业评价，对整个水文地质单元地下水及附近水源地的影响进行科学技术论证。对开采地段和开采深度既要考虑近期效益又要考虑到它的长远发展，要考虑到整个水文
11、地质单元内地下水的开发与利用。2.确定适当开采量通常我们要求开采量稳定而不减少，要有相应的补给与之平衡。水位下降不能超过规定降深。但由于经济和社会发展的需要，准备多开采地下水，可根据具体条件适当调整允许开采量和允许水位降深值。在特殊条件下，也可以设计疏干性开采，但必须能得到补充或恢复，同时要保证开采动态下的水质，避免在开采动态下由于水文地质条件改变而造成水质变异、恶化，避免开采动态下发生有害的地面沉降或塌陷。一般在松散地层的平原区须防止产生地面沉降，在岩溶区须防止产生地面塌陷。3.建立水文地质模型及相应的监测系统建立地下水水流的模拟模型，包括水文地质层的三维概念模型与数值模拟的数学模型，奠定研
12、究区域地下水开采方案优化分析的基础。首先利用GMS软件中的SOLID模块建立了研究区的水文地质层三维立体模型，从而为方便准确全面地概化研究区水文地质条件提供良好的平台；确立水文地质概念模型后，建立了研究区的数学模型并通过校正法对模型进行了识别，而后选取若干验证时段的水位实测数据对模型进行验证，从而验证所建立的水文地质概念模型和数学模型合理性。之后，通过验证后的地下水流模拟模型演算拟定的地下水开采方案，从而对不同开采方案下地下水流场的变化趋势进行预测。根据模型演算出的水位变化情况和流场的变化趋势，对各个地下水开采方案的科学合理性进行分析评价并得出研究区域地下水开采的优化方案，从而为研究区地下水的
13、合理开发利用提供参考。同时，要建立一套科学有效的监测系统，把水文地质条件时时的变化反映到模型上，使之更有效地掌握现状，为下一步开采作为科学的预判。4.制定水资源法中国跟水有关的法规，有水法、防洪法、水土保持法，这些是比较大的法，但就是没有水资源法。在此也呼吁国家应该有一个水资源法，对水资源的开发、利用、保护，特别是规范人们用水行为，包括提高水价的问题，确定一定的法律依据。5.建立管理机构，制定合理开发和管理计划地下水作为珍贵资源，不能无节制地开采，也不要因噎废食。除了要科学地开采地下水之外，地下水回灌、优化工程、科学设计等都是控制地面沉降的好方法。人工回灌就是通过泵机组将水源交换热量后注入地下含水层中。这样做既保持了含水层水的压力，也防止了地面沉降，而且地下水经过热泵机组后，只是交换了热量，水质几乎没发生变化，不会对地下水产生污染。另外还要充分利用雨水等自然水的灌溉，大力开展人工增雨作业，在春夏季灌溉季节增加有效的降雨，增加降雨量，生产和生活用水尽量多的利用中水，据统计，城市供水的80%转化为污水，经收集处理后，其中70%的再生水可以再次循环使用。合理利用中水、雨水，减少地下水的过度开采，用以恢复和养蓄地下水，从而改善水文地质环境。此外，还可以加强生态治理，加强地下水的污染治理，通过拦蓄工程、湿地工程等形式，提升水体的自我降解和生物降解能力。