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地下水的现状精选(九篇)

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地下水的现状

第1篇:地下水的现状范文

【关键词】地下水资源;开发现状;保护措施

地下水作为水资源的一个重要组成部分,由于具有分布广泛且稳定、便于开发、相对地表水不易受到污染等优点,已经成为人们生产生活的重要供水水源。随着人们的生活用水量的不断提高以及对水资源的污染,导致地下水的开发和利用出现了一系列的严重问题。当前保护地下水资源,仅仅控制需求量还是不够的,寻找新的水源和节水方法,成为当前地下水资源保护的重点。基于此,以下就地下水资源开发的现状及保护措施进行探讨。

一.我国地下水资源开发的现状问题

1、地下水的开采与补给不相适应。随着经济的不断发展,用水量日益增多,由于干旱少雨,地下水补给不足,给地区的地质条件造成了严重的影响,也给地下水的可持续利用带来了不可估量的后果。据资料显示,由于过量开采,很多地区地下水相隔几年后相对的下降了2~3米。有的区域在开发利用地下水时没有统一规划,不经过专业部门的研究与论证,随意开采,造成了出水难及地下水补给困难的双重损失。

2、存储量丰富,但南北地区开发有差异。我国地下水资源丰富,占我国水资源的30%。其中山区地下水总量要远远的高于平原地区的地下水资源的存储量。根据调查显示,一半以上的地下水水质良好,可以提取出来供人们直接引用的。但是,我国南北地区地下水资源存在明显的差异。相对于北方地区,南方地区的地下水资源丰富,但是北方地区的地下水开发量却远远的高于南方地区。据调查显示,北方地区的地下水开发量即将占到国家总开发量的80%。如果还是这样不合理的开发下去,那么北方面临的可能就是连喝的水都不能自己自给自足。

3、地下水资源的集中开发引发地质问题。由于我国工业的不断发展,很多的工业发展需要大量的水资源,所以在很多工业区集中的地段,出现了严重的地面塌陷、漏斗区和沉降。过度的对一个地区的地下水进行开发,导致地下含水成出现断层和下降,从而导致地表的下降和塌陷,有些地区还出现了严重的漏斗区。我国很多城市的工业集中区都出现了这样的情况。

4、地下水污染严重。地下水的总储备量是丰富的,如果满足人们的合理需求也是可以的,但是目前地下水存在着很多的污染情况,这就导致很多的地下水无法被人们使用。造成地下水污染的原因有很多。比如,工业废水的排放,就会深入地下和地下水混合,污染地下水,同时,开发地下水造成的地面塌陷也会造成污水的回流。据调查显示,武汉、天津、沈阳等城市的地下水硬度严重超标。南京、上海等城市的地下水中也检测出了很多有害的化学成分。

5、大量的资金投入,造成财政负担。很多地区对地表水资源的开发和污染,使得很多地下浅层水资源已经出现了匮乏的情况,水井中的水资源迅速减少。有统计显示,北京市每年购买和更新抽水机就会花去上亿元。如果能够合理的利用地下水资源,那么这些投入都是不必要的。

二、地下水资源开发的保护措施

1、对地下水资源的开发,必须坚持科学论证与合理开发为前提。在地下水开发之前,要经过专家的实地勘察,对地下水所处的地理位置及水位、含水量、水质等要素进行仔细研究,根据地下水勘察与评价及长短期动态观测等基础数据,根据不同的开发利用阶段编制开发利用规划,进行允许开发区、控制开发区和禁止开发区的规划工作,实现水资源的合理与科学地开发,制定出合理的开发计划。

2、健全国家水资源保护法。利用法律的强制性,贯彻执行水资源保护法和其他相关的水资源法律法规,对保护水资源的部门单位或者是个人给予奖励。对于不遵循法律,过度开发和破坏水资源的现象要给与严厉的制裁。通过法律手段,对地下水资源进行统一的、有规划的开发和利用,使地下水能够得到循环持续的利用。

3、国家对水资源的开发进行统一的规划。我国南北方的地下水资源的开发是存在很大的差异的,北方的地下水开发量占到了总量的80%,说明南北方的水资源开发严重的不合理。所以,国家应该对整个国家的地下水资源进行统一的规划,针对水资源南多北少的情况,将南北方的水资源按一定合理的比例进行开发,这样就不会导致北方水少开发多的情况,最终才能够实现我国水资源的均衡开发和可持续使用。

4、控制工业用水,实现水资源的重复使用。工业用水占了人们总用水量的一大部分,所以,想要保护地下水资源首先就要从控制需求做起。世界上很多的国家都在积极的建设节水工业,采取各种措施来降低工业用水。我国的很多城市也意识到了水资源缺乏的问题,采取铺设循环管道等方法进行水资源的循环利用,大连、太远都是这方面的代表。但是,我国的平均工业的循环用水整体水平还是很低,需要进一步努力。

5、加大节水技术的投入力度 。很多工业不能够积极的进行地下水保护措施,一个关键的原因就是节水技术的限制以及不能够对污水进行处理再利用。现在世界上很多发达的国家,在工业上采取了冷却池、风冷却等高科技方法,将使用过的水资源进行循环使用。还有很多的国家都建有自己的污水处理厂和净化池等,将污水进行技术上的处理之后,将污水净化为农业或者是工业,也甚至是人们可以直接引用的水。虽然在我国也有这方面技术的研发,但是还应该加大资金投入力度和支持力度,研发出各种能过节水的技术和措施。同时,每个工厂也应该有自己的污水处理技术和节水技术的研发机构,保障工业用水的循环使用。

6、用其他的水代替地下水资源。世界上还有很多的水资源,不仅仅只是地下水资源这一种,北冰洋就有大面积的淡水资源。从长远来看,国家可以寻找一种新的办法,就是获取北冰洋的冰块来供人类使用,但是这项办法短期之内是不可能实现的,还需要我们进一步的努力。除了北冰洋大面积的淡水资源,世界上还有很多的海水,但是海水是盐水,并不能够供我们直接使用,这就要使用淡化技术,目前世界整体的淡化水平都不是很高,只有少数国家的海水淡化技术和设备在世界上是拔尖的,面对着水资源的日益短缺,我们必须要加大对海水淡化技术的重视,将海水作为我们的后备资源,以备不时之需。

结束语:

水资源作为一种重要的生命资源,对我们的社会和生活都产生了巨大的影响。但是,当今世界面临着严重的水资源短缺问题。水资源短缺不仅仅直接给人类的生存带来严重的威胁,而且给经济的发展和社会的进步都会产生制约性因素。随着经济的发展,水资源日益短缺的情况日趋严重,针对水资源开发过程中存在的问题,要积极的采取行动,利用科技手段,保障水资源的循环可持续利用。

参考文献:

[1]钱易等.中国城市水资源可持续开发利用[M].北京:中国水利水电出版社,2002.

[2]闫忠.苏尼特右旗水资源开发利用问题及对策[J]. 内蒙古水利. 2009(04)

[3]齐邦锋.曲阜地下水资源分布状况及开发利用探析[J]. 国土与自然资源研究. 2012(03)

第2篇:地下水的现状范文

(中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室,中国 北京 100038)

【摘 要】南水北调中线工程通水后,海河平原区因水源置换与地下水压采,供水格局发生转变。基于水资源转化动态模拟模型MODCYCLE,在对2001~2010年现状地下水动态平衡模拟分析的基础上,设置不同供水方案情景,量化模拟未来浅层地下水的动态响应。结果表明:供水格局变化后,随着降水入渗量和地表灌溉渗漏量增加,地下水总补给量有所增加;随着人工开采量的减少,地下水总排泄量减少;地下水补排关系改善但仍呈现负均衡。研究可为今后建立海河平原区地下水合理开采模式提供依据,促进区域地下水可持续管理。

关键词 海河平原区;MODCYCLE模型;浅层地下水;动态响应;供水格局

基金项目:水利部公益性行业科研专项(201001018)。

作者简介:周琳(1990—),女,河南洛阳人,硕士研究生,研究方向为水资源综合利用与调控。

0 引言

海河平原区是我国经济发展的重要区域,地下水一直是主要供水水源,且供水比重也呈稳定增长趋势,近年来更高达66%。自80年代以来,在需水量迅速增加和降水衰减的共同作用下,海河平原区已经成为南水北调受水区地下水超采最为严重的区域[1]。长期无序过量的开采地下水资源,导致海河平原区地下水储量大量消耗,区域地下水水位持续下降,并引发严重的地面沉降、海水倒灌、水质污染等环境地质问题[2]。为确保未来海河平原区地下水的可持续利用,保障区域稳定健康发展,多年来学术界一直将当地地下水评价与研究作为关注热点。

韩瑞光研究建立了海河平原区浅层地下水概念模型,并提出今后模型建设建议[3]。费宇红等通过研究海河平原区地下水储量消耗过程,指出该区域地下水可开采利用的潜力已经十分有限,从长远看南水北调是解决缺水的理想途径[4]。何杉采用水量平衡的方法,研究分析了南水北调实施后,地下水开采量的减少与入渗补给量的增加,将促使海河平原浅层地下水局部得到恢复[5]。杜思思等联合运用MODFLOW与水资源配置模型ROWAS,模拟了有无南水北调两种对比情景下海河平原区地下水的演变[6]。

以上研究通过数据分析与模型模拟等方法对海河平原区的地下水资源作出了评价,但作为模拟情景水文条件的水文系列较短,考虑的情景方案较少。为从更完整的角度验证工程达效对海河平原区地下水循环恢复所起的作用,本文基于分布式水文模型MODCYCLE,结合多个典型的供水格局情景进行海河平原区地下水的详细模拟与动态响应分析。

1 海河平原区MODCYCLE模型的构建与验证

MODCYCLE模型是基于“自然——社会”二元特性开发的分布式水循环模拟模型[7],充分考虑到对自然水循环过程与人工水循环过程的双重体现[8],可用于人类活动干扰明显的海河平原区水循环系统的模拟量化。为保证水循环模拟的完整性,本文通过MODCYCLE构建海河流域水资源转化动态模拟模型,研究和辨析现状2001~2010年海河平原区浅层地下水动态平衡;选取5个代表性水资源配置方案,模拟预测不同水文系列条件(1956~2000年平水系列、1980~2005年近期枯水系列)和南水北调工程实施情况(南水北调中线工程一期达效、二期达效和加大中线一期引水20%)下海河平原区浅层地下水动态响应。

1.1 模型数据输入

按DEM将海河流域划分为2028个子流域,其中平原区子流域1165个。地下水数值模拟以4km为间距划分网格单元,有效单元格8383个。模拟气象数据采用收集的46个气象站点实测数据展布。地下水水位根据550个浅层地下水位观测井和210个深层地下水位观测井的观测数据插值计算。水文地质参数根据海河流域水文地质调查数据展布。

1.2 模型率定与验证

模型以2001~2005年为率定期,2006~2010年为验证期。考虑到海河流域水循环特性,选取地下水位、地下水蓄变量为验证指标。

1.2.1 地下水位检验

图1所示为2010年末(验证期末)的实测与模拟浅层地下水位等值线对比,从整体上看,模拟与实测地下水位等值线具有可比性,山前及中部地下水开采密集区的地下水位等值线变化幅度大。

1.2.2 浅层地下水蓄变量检验

2001~2010年海河流域浅层地下水蓄变过程统计值(根据2001~2010年《海河流域水资源公报》分析整理)与模拟值对比如图3。从蓄变模拟结果看,蓄变过程在变化趋势上一致。经计算得,浅层地下水蓄变量模拟与统计值之间相关系数为0.96,相关程度较高。

从总体上看,对于海河流域这种大空间尺度和长时期的水循环模拟研究,目前的率定验证结果基本满足要求。

2 地下水平衡现状与模拟情景设置

2.1 2001~2010年现状浅层地下水动态平衡

模拟现状年时段海河平原区浅层地下水年均补给总量约193.66亿m3。其中降水入渗量占总补给量的67.0%,为最主要的补给来源;灌溉渗漏补给量占8.7%。浅层地下水年均排泄总量223.52亿m3,其中农业灌溉开采量占总排泄量的49.7%;其次是工业、生活、生态等非农业开采量,占总排泄的27.4%。

2.2 供水格局主要特征

在规划水平年“三生”需水量规模和可供水量上限确定的前提下,未来海河流域供水格局的变化与水资源合理配置方案密切相关。

本次综合考虑五维属性[9]协调,以《海河流域水资源综合规划》基于1956~2000年系列(长系列)的推荐方案F1为基本方案。但考虑到该系列对流域近期水资源情势反映不足,故以1980~2005年系列(短系列)作为对比情景,最终确定了长系列方案F1、F2、F3和短系列方案F4、F5共5个典型水资源配置方案,即供水格局变化方案。方案特征概述如表1:

2.3 供水格局情景模拟

南水北调中线工程通水后,2020年海河流域将引入长江水量79.2亿m3,2030年117.5亿m3。工程达效后5个推荐方案不同水平年的主要供水量的组成情况见图3:地下水仍是供水主体,次为外调水和当地地表水。未来该区外调水(含引黄水)供水量将增多,地下水用水幅度随之减小。

浅层地下水和外调水(含引黄水)的分配情况见图4:地下水的大用水户仍然是农业灌溉,外调水主要满足工业生产与城镇生活用水,满足经济生产需求后,可置换一部分地下水超采量,用于农业灌溉用水和修复生态环境用水,缓解现状地下水的开采压力。

3 供水格局变化后地下水动态响应

通过上述已建模型,预测供水格局改变后海河平原区各配置方案不同水平年浅层地下水的水平衡统计结果,从中提取浅层地下水年均补给、排泄、蓄变量的关系见表2。补排状况如下:

降水入渗量仍是浅层地下水的最主要的补给来源,与现状相近;引江水量主要通过衬砌渠道和管道输送到用水户,故河道渗漏补给量长、短系列差异不明显,且与现状平均值接近;地表水灌溉量比例增加,与地下水灌溉开采比例减少使得灌溉渗漏补给量均大于现状平均值;浅层地下水总补给量短系列与现状平均值接近,约190亿m3,长系列比短系列大约12亿m3,其中降水入渗补给量和地表灌溉渗漏量的增加为主要影响因素。

平原区地下水人工开采量仍占据排泄量较高比例,但均不同程度小于现状平均开采量,尤其是其他开采量(工业/城镇、生活、生态等)明显减少;不同方案的潜水蒸发量波动较大,但均大于现状平均值;浅层地下水向深层地下水越流排泄量迅速减小,长系列略大于短系列;浅层地下水总排泄量均小于现状平均值224亿m3,人工开采量的减少是关键因素。

5 结论

本文基于分布式水文模型MODCYCLE,对海河平原区地下水水循环过程进行分项体现。选取综合考虑气候条件变化与南水北调工程共同作用的5个典型水资源配置方案为背景,比较了不同水平年与现状海河平原区浅层地下水补给与排泄结构的变化,以及海河平原区浅层地下水蓄变与埋深的发展变化趋势,并简要分析了主要影响因素。主要研究结果如下:

(1)海河平原区浅层地下水总补给量与现状相比有所增加,主要原因在于随水文系列和供水格局的变化,降水入渗量和地表灌溉渗漏量增加;(2)浅层地下水总排泄量相对现状年有所减少,原因在于人工开采量得到控制;(3)供水格局改变后,海河平原区浅层地下水仍将处于负蓄变状态,但与现状年情况相比程度已有较大和缓。

研究表明:南水北调工程通水能够改善当地地下水循环失调的现象。未来需继续推进工程配套建设,充分发挥工程效益以减缓与遏制地下水环境恶化的趋势。研究采用的水资源动态转化模型可考虑作为今后海河平原区地下水管理的日常分析工具,提高区域地下水管理的科学性、针对性和实效性。同时,研究结果可为进一步建立海河平原区地下水合理的开采调控模式提供参考。

参考文献

[1]刘昌明.发挥南水北调的生态效益修复华北平原地下水[J].南水北调与水利科技,2003,1(1):17-19.

[2]费宇红,李惠娣,申建梅.海河流域地下水资源演变现状与可持续利用前景[J].地球学报,2001,22(4):298-301.

[3]韩瑞光.海河流域平原区浅层地下水模型初步研究[J].海河水利,2002(6):15-16.

[4]费宇红,张光辉,曹寅白等.海河流域平原浅层地下水消耗与可持续利用[J].水文,2001,21(6):11-13.

[5]何杉.南水北调工程实施条件下海河平原浅层地下水恢复前景分析[J].海河水利,2003(2):20-25.

[6]杜思思,游进军,陆垂裕,等.基于水资源配置情景的地下水演变模拟研究:以海河平原区为例[J].南水北调与水利科技,2011,9(2):64-68.

[7]张俊娥,陆垂裕,秦大庸,等.基于MODCYCLE分布式水文模型的区域产流规律[J].农业工程学报,2011,27(4):65-71.

[8]王润东,陆垂裕,孙文怀.MODCYCLE二元水循环模型关键技术研究[J].华北水利水电学院学报,2011,32(2):33-36.

第3篇:地下水的现状范文

[关键字] 地下水 开发 现状 影响 策略

[中图分类号]P641.8[文献码] B[文章编号] 1000-405X(2013)-1-163-1

1 我国地下水资源开发现状

我国地下水资源蕴藏相对比较丰富,由于地下水具有水质好、分布广、调蓄能力强、不易被污染、供水保证程度高等优点,因此被广泛开发利用。从目前来看,我国地下水资源利用量占水资源利用总量的16%,每年地下水开采量约为1029亿立方米。然而,受我国水资源情况、人口分布情况、经济发展情况、开发利用情况等一些因素影响,许多城市尤其是北方城市地下水资源的供需矛盾较为严峻。目前我国有近400个城市水源通过开采地下水来实现,其中300多个城市不同程度存在缺水问题,且每年缺口在1000万方左右。据不完全统计,以地下水水源地做为主要供水水源的城市超过60个,目前城市地下水资源遭受污染程度较为严重,全国已有136个大中城市地下水遭受到了不同程度的污染。其污染源主要为工业污染、生活污染以及局部农业区地下水污染。

2 地下水开发对于环境的影响

2.1水污染形势严峻。从目前来看,我国在经济发展的同时,工业"三废"、生活污水、农业药品化肥等排放量已达数百万吨,而这其中,1/3以上的工业废水以及9/10以上的生活污水,在未经处理的情况下就直接排放到河流、湖泊等环境。造成我国大江大河普遍存在污染带,中小河流污染情况更为严峻。据统计,目前污染河流长度为8.94×104km,其中严重污染河流长度为4364km。并且更为严重的,我国城市附近的地下水(浅层地下水)也已遭到不同程度污染。

2.2大面积水土流失。大面积水土流失使岩石,地表植被丧失了涵养水源功能,自然界的水会形成地表径流直接流入江河湖海,因此无法及时补充地下水,造成地下水位下降。我国是世界上水土流失最严重的国家之一,据统计,我国水土流失面积为367万km2,占国土面积的38%,其中水力侵蚀面积179万km2。

2.3地面沉降或塌陷。根据2011年12月的一项研究结果:目前,我国在19个省份中50多个城市存在不同程度的地面沉降问题,累计沉降量超过200mm,总面积超过7.9万平方公里。其中长江三角洲、华北平原、汾渭盆地为地面沉降的重灾区。地面沉降会给地面或地下建筑物带来严重危害;沿海地区还可能引起海水倒灌等严重后果。地面沉降的人为因素主要是因过量开采地下水,导致地下水沉积层的孔隙压力减小,而有效应力相应增大,造成地层压密而出现地面沉降现象。

此外,因为地下水开发的不合理而造成的环境问题还有海水入侵回灌、地裂缝、矿区地质灾害等。

3 地下水开发的策略

3.1加强地下水污染治理工作。我国针对地下水污染治理的法律法规尚不健全,应逐步健全法规体系,并结合各地区实际情况,将现有的法律法规落实到位。整体而言,要防止水污染治理工作中出现舞弊行为。具体而言,应禁止利用渗井、渗坑、裂隙和溶洞排放、倾倒含有毒污染物的废水、含病原体的污水和其他废弃物;禁止利用无防渗漏措施的沟渠、坑塘等输送或者存贮含有毒污染物的废水、含病原体的污水和其他废弃物;多层地下水的含水层水质差异大的,应当分层开采;对已受污染的潜水和承压水,不得混合开采;兴建地下工程设施或者进行地下勘探、采矿等活动,应当采取防护性措施,防止地下水污染;人工回灌补给地下水,不得恶化地下水质。

3.2提高地下水资源的利用效率。我国在地下水开发上利用率较高,然而利用效率却较低,因此应提高地下水的利用效率。例如增强用水行业和产业的科技水平,提高工业用水的技术与工艺;城市生活用水采用先进的节水设备设施,解决城市生活用水"跑、冒、滴、漏"现象,污水处理净化后循环使用;大力推广农业节水灌溉等。总之,要通过多种有效措施,全面提高水资源利用率。

3.3强化地下水资源的管理。针对地下水开发而言,应制定打井申报制度、取水许可证制度等相关规定。如果在辖区内打井,开采地下水资源,年初应由打井单位向县(市、区)水行政主管部门提出申报计划,经水行政主管部门审查后,列入年度水利建设计划,并公开公告,由县级人民政府审批同意,办理取水许可证。打井必须坚持先办证,核定取水量,然后打井,其他任何单位不得自行作主批准打井,更不得擅自打井或先斩后奏。严格控制打井开荒,凡是新开发项目,特别是土地开发项目,要坚持以水定开发、定项目,需要打井提取地下水的,必须首先由县级或县级以上人民政府的水行政主管部门进行水资源论证,通过后方可办理取水许可证,否则不予立项。针对目前地下水资源管理中出现的新情况、新问题,及时制定相关的规章办法,完善法规体系,将各方主体行为纳入更明确、更具体、更便于操作、更具针对性的法规规范中。

3.4建立地下水动态监测网络。作为省级水行政主管部门,应科学规划、合理布设地下水监测井网,建立完善的地下水动态监测网络以及管理信息系统。为系统地开发、保护和管理地下水资源,必须认真开展有关地下水调查工作,制定综合性地下水开发、保护和管理的规划。首先要分析区域内地下水的现状,并结合经济社会因素现状,开展水文地质调查,制成水文地质图。其次要设立和运营地下水观测网。按照流域、地域连续观测和分析典型地下水水位、水质的变动实态,作为地下水开发的基础资料,再综合有关地下水的全部资料制作数据库,为地下水开发提供依据。

3.5开发打造水资源市场。开发打造水资源市场是实现水资源可持续发展的关键,也是解决水资源供需矛盾的有效途径。开发打造水资源市场,应本着"使用者付费"的经济原则,采取经济手段以及法律手段,有效解决城市、农村水资源短缺的现状。

第4篇:地下水的现状范文

【关键词】永城市 地下水资源 质量 保护措施

1 永城市基本情况概述

永城处在东经115°58′~116°39′,北纬33°42′~34°18′之间,是河南省最东部的城市,地形平坦开阔,地势由西北向东南倾斜,地面高程31~35m,地面坡度1/8000~1/10000。全市耕地面积206万亩,占总面积的68.9%,表层土壤北部多为黄河冲积的两合土和淤土,南部多为淮河冲积的含礓石的黑色泥质粘性壤土。

永城市位于秦岭东西向构造体系的东端和新华夏构造体系的复合部位。基底组成为寒武―奥陶系碳酸盐岩类和石炭一二叠煤系地层。晚第三纪以来,沉积了巨厚的上第三系和第四系松散岩层。

永城市属暖带半干旱、半湿润季风气候,春暖、夏热、秋凉、冬寒,四季分明。月平均最低气温-5.1°c(1月),月平均最高气温32.4°c(7月),年平均气温14.0~14.3°C,极端最高气温41.5°c,最低气温为-23.4°c。多年平均相对湿度71%。年平均日照时数2300小时左右,年日照率为52%。初霜一般在10月下旬,终霜期约在3月下旬,最晚到4月下旬,无霜期207天。多年平均降水量805.6mm,年水面蒸发量972mm。

2永城市地下水资源状况

地下水资源量是指地下水中参与现代水循环且可以更新的动态水量(不含井灌回归补给量),几多年平均地下水总补给量减去多年平均井灌回归补给量,其差值为多年平均地下水资源量。根据平原区地下水资源量评价方法和补给量计算成果,永城市多年平均地下水资源量为36007.8万m3/a,其中淡水区35411.3万m3/a,微咸水区596.5万m3/a。按补给项分类,全市地下水资源量中,降水入渗补给量为34539.7万m3/a,约占总补给量的91.8%;地表水体补量为1468.0m3/a,约占总补给量的3.9;井灌回归补给量为1607.4m3占总补给量的4.3%。

根据《河南省水资源研究》永城市浅层地下水资源量23273.7万米3,可开采量17455.3万米3,其中:包河区浅层地下水资源量4036.1万m3,可开采量3027.1万米3,浍河区浅层地下水资源量7400万m3,可开采量5550万米3,沱河区浅层地下水资源量6208.3万m3,可开采量4656.2万米3,王引河区浅层地下水资源量5629.4万m3,可开采量4222万米3。

3 永城市地下水开发利用现状

2011年永城市,地下水开采量30115万米3,其中浅层地下水开采量为26715.4万米3,深层地下水开采量为3939.2万米3。

按河流分区,2011年永城市包河区地下水开采量5222万米3,其中:浅层地下水开采量为4539万米3,深层地下水开采量为683万米3;浍河地下水开采量9575万米3,其中:浅层地下水开采量为8323万米3,深层地下水开采量为1253万米3;沱河区地下水开采量8033万米3,其中:浅层地下水开采量为6982万米3,深层地下水开采量为1051万米3。王引河区地下水开采量7284万米3,其中:浅层地下水开采量为6331万米3,深层地下水开采量为953万米3。

行政分区按行业划分为:2011年永城市农灌开采地下水16114万米3,其中:浅层地下水开采量为16114万米3;乡镇企业开采地下水816万米3,其中:浅层地下水开采量为816万米3;农村生活采地下水1572万米3,其中:浅层地下水开采量为1706万米3,深层地下水开采量为766万米3;城市工业开采地下水11459万米3,其中:浅层地下水开采量为8322万米3,深层地下水开采量为3137万米3;城市生活开采地下水2401万米3,其中:浅层地下水开采量为1193万米3,深层地下水开采量为1208万米3。

河流分区按行业划分为:2011年包河区农灌开采地下水2795万米3,其中:浅层地下水开采量为2795万米3,;乡镇企业开采地下水142万米3,其中:浅层地下水开采量为142万米3;农村生活开采地下水429万米3,其中:浅层地下水开采量为296万米3,深层地下水开采量为133万米3;2011年浍河区农灌开采地下水5124万米3,其中:浅层地下水开采量为5124万米3;乡镇企业开采地下水259万米3,其中:浅层地下水开采量为259万米3;农村生活开采地下水786万米3,其中:浅层地下水开采量为542万米3,深层地下水开采量为244万米3;城市工业开采地下水3643万米3,其中:浅层地下水开采量为2646万米3,深层地下水开采量为997万米3;城市生活开采地下水763万米3,其中:浅层地下水开采量为379万米3,深层地下水开采量为384万米3;2011年沱河区农灌开采地下水4298万米3,其中:浅层地下水开采量为4298万米3;乡镇企业开采地下水218万米3,其中:浅层地下水开采量为218万米3;农村生活开采地下水659万米3,其中:浅层地下水开采量为455万米3,深层地下水开采量为204万米3;城市工业开采地下水3057万米3,其中:浅层地下水开采量为2220万米3,深层地下水开采量为837万米3;城市生活开采地下水740万米3,其中:浅层地下水开采量为318万米3,深层地下水开采量为322万米3;2011年王引河区农灌开采地下水3898万米3,其中:浅层地下水开采量为3898万米3;乡镇企业开采地下水197万米3,其中:浅层地下水开采量为197万米3;农村生活开采地下水598万米3,其中:浅层地下水开采量为412万米3,深层地下水开采量为185万米3;城市工业开采地下水2772万米3,其中:浅层地下水开采量为2013万米3,深层地下水开采量为759万米3;城市生活开采地下水581万米3,其中:浅层地下水开采量为289万米3,深层地下水开采量为292万米3

4永城市地下水水位变化情况

2011年末全市平原区浅层地下水位平均比上年下降0.78米,地水储蓄量比上年减少1992.3万米3。其中地下稳定区(变幅在±0.5米)占22.2%;下降区(水位降幅大于0.5米)占77.8%。年末地下水埋深小于4米的面积占全市总面积的48.2%,4-8米的占55.6%.

5永城市浅层地下水水质现状评价

受地理条件的影响,永城市境内土壤及含水层中含有大量的高氟、高钙、高镁岩土颗粒,经长期风化溶解到含水层中,导致许多地区氟含量和矿化度严重超标,形成大面积的高氟高盐区。

此次评价范围为永城市各县区浅层地下水,监测结果依据GB14848-93《地下水环境质量标准》进行了评价。

采用单指标评价法按国家标准GB/T14848-93《地下水环境质量标准》确定单井现状地下水水质的类别。然后按照超标率(%)(超Ⅲ类水标准,下同)和最大超标倍数(最大监测值/Ⅲ类水标准值-1,下同)两个指标进行评价。

永城市共监测65眼井,地下水水化学监测井(分布较均匀,监测过程进行了质量控制,监测数据具有较好的代表性, 监测结果依据GB14848-93《地下水环境质量标准》进行了评价。符合国家生活饮用水水质标准的有20眼,合格率为30.8%。劣质水井共有45眼,占全部水质监测井的69.2%,这说明永城市地下水已遭到相当程度的污染,其中相当一部分是因为总硬度、氟化物、矿化度等天然水化学主要成分含量较高,或因氟化物等水化学异常项目造成的,属于人为影响造成的污染只是一部分。总硬度、矿化度、氟化物、硫酸盐是永城市地下水的主要超标物。

永城市邙山镇、条河乡、薛胡镇三个乡镇水质较差,水样抽查合格率为0,这三个乡镇均属于苦咸、高氟水。薛胡镇候楼村砷化物检出;薛胡镇南街铁含量为4.37mg/L,超标倍数为13.6.

永城市总硬度超标率为73.3%,最大值2620 mg/L出现在条河乡邵山村,超标倍数为4.82;氯化物超标率为26.7%,最大值945mg/L,出现在薛湖镇董庄,其超标倍数为2.78;硫酸盐超标率为60.0%,最大值2500 mg/L,出现在条河乡邵山村,其超标倍数为9.0;溶解性总固体超标率为80.0%,最大值5790mg/L,出现在条河乡徐山村,其超标倍数为4.79。条河乡水质污染极为严重,其中邵山村和徐山村抽查的水样监测结果表明总硬度和硫酸盐含量均超出2000mg/L。

永城市氟污染较为严重,氟化物超标率为90.0%,最大值5.82mg/L,出现在邙山镇姜楼村,超标倍数为4.82。

6永城市地下水开发利用存在问题及保护对策

6.1永城市地下水开发利用存在问题

(1)浅层地下水水质较差。永城市地下水位下降,境内河流蓄水量少,成为接纳城镇工业和生活废污水排放的污水河,导致生态平衡破坏,沿岸浅层地下水受到污染。

(2)中深层地下水开采存在一定问题。在地下水开采中,开采无序,破坏了水资源的可持续性利用开发,加剧了供需矛盾。缺乏有效的统一规划和管理,盲目打井,浅井干了打深井。

(3)用水效率偏低,蓄水保水严重不足。农业灌溉渠道渗漏严重,正当需用水时,河水无水可放,导至农户不得不自行打井取水,加剧了水资源供需矛盾突出,造成地下水超采严重。尽管地下水储量不小,但要保持平衡的可开采利用量仅是地下水补给的来源量。随着农业种植结构的调整,高耗水的经济作物种植面积逐年扩大,但灌溉技术仍然是传统的大水漫灌居多,因而农业用水量迅速增加,加之大多数河流的水不能直接饮用,农户就自行打井开采地下水。

6.2永城市地下水保护对策

根据永城市水资源现状和实际,建设节水型社会和加强水污染治理是保障全区社会经济可持续发展的必由之路。

(1) 加强节水型社会建设,加快建设节水型社会步伐。首先要加强对建设节水型社会工作的领导,建立健全组织机构。把节水政策措施、用水定额、节水目标等具体任务分解落到实处。将节约用水规划纳入国民经济发展计划,使其成为科学合理地开发利用水资源的重要依据,利用经济杠杆的作用促进资源合理配置;农业灌溉是用水大户,农业节水既要综合考虑产业结构,调整作物种植比例,提高单位面积的经济效益,最大限度地降低用水量,也要大力推广节水灌溉工程技术和田间管理节水技术,全面提高灌溉水的利用系数,提高用水效率。(2)合理禁止非饮用性中深层地下水开采。为实行水资源统一管理,严格取水许可制度,达到政出一家,杜绝多头审批开采。并逐步封闭现有的非饮用水中深井,特别是在自来水管网覆盖范围内的中深井。(3)合理开发现有水资源。能开发利用地表水和用调蓄设施作为自备水源的不开采地下水,能开采浅层地下水的不开采中深层地下水。对所有开采中层地下水的强制推行分质供水和节水器具强制性标准。(4)要在河道沿线两侧一定范围内,大力推广节水灌溉。严格控制地下水超采,使浅层地下水位逐步得到回升,这才是有效控制浅层地下水污染加剧和改善水质的根本途径,努力提高水资源的利用效率,实现水资源的可持续利用和社会经济的可持续发展。

参考文献:

[1] 黄辉.浅析我国地下水资源的保护.《黑龙江科技信息》,2009(34):335-335.

[2]闵刘杰.蚌埠市开发利用地下水资源存在的问题与保护对策.《治淮》,2013(9):22-23.

[3] 茹克亚・加马力.浅谈新疆地下水资源开发利用与保护对策.《大陆桥视野》,2015(14):6-7.

第5篇:地下水的现状范文

论文摘要:介绍了尚志市地下水资源概况,地下水开发利用现状及存在的问题,并提出了解决问题的建议。

1 地下水资源概况

尚志市位于蚂蚁河中游冲洪积平原上,西部为丘陵,南部为波状台地,东部蚂蚁河自南向北流经全区。发育于山区的大亮子河及小亮珠河在本区西北部汇合成亮珠河,自西向东流入蚂蚁河。区内地形起伏不平,地形总趋势为南高北低,西高东低。区内堆积有较厚的第四纪松散砂砾石层。

地下水总的分布规律是从丘陵到河谷区,由埋藏条件复杂、分布不均、水量贫乏的基岩裂隙水,变为埋藏条件简单、分布稳定、富水性较强的砂砾石孔隙水。

1.1地下水类型及含水岩组特征

地下水类型依据赋存条件、含水层岩性、水力特征等可分为第四系松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水。第四系松散岩类孔隙水又分为第四系砂砾石孔隙潜水、第四系砂砾石孔隙微承压水、第四系粉质粘土微孔隙裂隙水。

第四系砂砾石孔隙潜水主要分布于蚂蚁河及其支流高、低漫滩和一级阶地中,含水层由全新统现代河床冲洪积层及温泉河组、上更新统顾乡屯组的砂砾石、含粘土砂砾石以及其下部的中更新统下荒山组的含粘土砂砾石组成。

第四系砂砾石孔隙微承压水分布于本区西部及南部的波状台地中,含水层主要由中更新统下荒山组砂砾石、含粘土砂砾石组成,局部夹有粉质粘土透镜体,上覆较厚的粘土和粉质粘土。

第四系粉质粘土微孔隙裂隙水分布于山前台地中以及波状台地区上部,含水层岩性为粉质粘土和粘土。

碎屑岩类裂隙孔隙水分布于第四系之下,地下水类型为弱承压水,含水层由弱胶结的砂岩、砂砾岩及风化裂隙组成,岩石胶结程度较好,局部胶结较弱,孔隙不发育。

1.2 地下水的补给、迳流及排泄条件

尚志市地下水的补给、迳流及排泄条件受气象、水文、地形、岩性等因素控制、尤其以气象、水文起主要作用。

1.2.1 地下水的补给

根据尚志市气象、水文、地形、岩性特点,在阶地、河漫滩区,由于地势较平坦,上覆粘土层薄,局部含水层出露,易于接受大气降水的补给,潜水与大气降水关系极为密切,故大气降水为其主要补给来源。

山前台地区地下水主要补给来源为大气降水。波状台地砂砾石含水层中的孔隙微承压水,主要补给来源为大气降水的入渗及区外的侧向迳流补给。

丘陵区的基岩裂隙水主要接受大气降水补给,第三系孔隙裂隙水主要补给来源为第四系孔隙水越流及侧向迳流补给。

1.2.2地下水的迳流与排泄条件

地下水迳流条件主要受地形及地貌条件所控制,迳流方向基本由西南流向北东,汇入蚂蚁河。只是台地区由于地形条件的制约,地下水迳流方向由西向东呈不对称的扇状或散流状。地下水排泄方式主要以蒸发、侧向迳流排泄为主。

阶地、河漫滩区地下水迳流条件好,流速较快,地下水的主要排泄方式是潜水蒸发和侧向迳流排泄于河流,其次为人工开采。 转贴于

台地区地下水迳流条件较好,地下水排泄方式主要为以侧向迳流排泄于阶地、漫滩,有少量人工开采。

隐伏于第四系之下的第三系裂隙孔隙水,地下水迳流滞缓,以侧向迳流排泄为主。山丘区基岩裂隙水,以迳流方式排泄于台地,局部经短途迳流,以泉的形式排泄。

1.3地下水化学特征

地下水水化学成分,由于受地下水的形成、运移以及地形地貌、地层岩性、气候水文等自然环境的影响,有着较为明显的水平分带性变化。阴离子中HCO3-较为稳定,含量高,阳离子则以Ca2+为主,地下水水化学类型以HCO3—Ca型水为主,地下水PH值在6.3—7.5之间,总矿化度一般小于0.5g/l,总硬度为17.5mg/l—854mg/l,总碱度10.7mg/l—245mg/l。

2、地下水开采现状及存在问题

尚志市地下水的开发利用程度较低,主要开采第四系孔隙水。区内地下水总补给量为640×104m3/a,可开采量为500×104m3/a,可开采量是由总补给量来保证的,开采程度是有保证的。地下水开采主要由市政自来水公司水源地、工业企业自备井水源和农业灌溉井组成。

由于受原生地质环境影响铁、锰普遍超标,又因工业废水和生活污水的任意排放及被农药污染的农灌水的回渗,局部的第四系砂砾石孔隙水中的氨氮、亚硝酸盐氮、耗氧量、细菌总数等指标超标。区内地下水已受到不同程度的污染,但大部分地区只是轻度污染,经处理后可作为生活用水。

3、地下水开发利用规划及建议

漫滩区呈条带状沿蚂蚁河及其支流两岸分布,地下水为砂砾石孔隙潜水,埋深1.5-3.0m,上覆粘性土厚1-3m,含水层厚9.0-20.4m,岩性为中砂、砂砾石及含粘土砂砾石。渗透系数10-25m/d,单井涌水量1000-2200m3/d。适宜浅井开采,井深10-20m,井型为大口井、管井为宜,井径300-1000mm,井距600-700m。主要用于井渠结合水田用水。

阶地区主要分布于中部,南部呈零星分布,地下水为砂砾石孔隙潜水-微承压水,埋深1-5m,上覆粘性土厚2-5m,含水层厚9-22m,岩性为砂砾石及含粘土砂砾石。渗透系数5-16m/d,单井涌水量500-1000m3/d,适宜浅井开采,井深15-25m,井型为管井,井径250-300mm,井距700-800m。主要用于井渠结合水田用水及农村、乡镇人畜饮用水。

波状台地区分布于本区西部、南部,地下水为砂砾石孔隙微承压水,埋深5-16m,上覆粘性土厚5-16m,含水层厚5-16m,岩性为砂砾石及含粘土砂砾石。渗透系数6-25m/d,单井涌水量多小于500m3/d。适宜浅中深井开采,井深15-27m,井型为管井,井径250-300mm,井距500-600m。主要用于旱田节水灌溉及农村、乡镇人畜饮用水。

总之,对地下水的开发要统一规划,统一管理,按开采技术条件合理确定井距、井位和井深,而且要充分利用地表水,使地下水与地表水综合开发利用。地下水可供水量,现状年以浅层地下水的实际开采量作为可供水量,近、远期可供水量以可开采量作为控制。

参考文献

第6篇:地下水的现状范文

关键词:南水北调;地下水;工程影响

中图分类号:P64;TV68 文献标识码:A 文章编号:

南水北调中线沙河至黄河段起点位于河南省鲁山县薛寨村北,终点在荥阳市西北王村,线路长234.9 km[1]。渠线沿伏牛山、嵩山东部的低山丘陵和黄淮平原的过渡地带北上,沿途地貌为丘陵、岗地和河谷平原相互穿插分布。该段工程沿线地下水埋深较浅,赋存类型包括:碳酸盐岩岩溶裂隙水,分布在宝丰西南;基岩裂隙水,分布在鲁山及陉山;其他地段为松散岩类孔隙水,富水性中等[2]。

由于沿线工程地质、水文地质条件复杂,特别是在膨胀土、不利地层组合、深挖方等工程地质条件下,高地下水位或者地下水位变动可能对工程建设和运行安全造成影响,因此研究地下水位变化规律及对工程安全的影响具有重要意义。

1 资料收集

1.1 近三年地下水位实测资料

2010年5月对中线沙河至黄河段开展了为期一周的浅层地下水位调查工作,调查渠段总长240 km,调查获得浅层地下水位109处,平均2 km一个控制水位点;2010年10月针对5月第一次水位测量情况,选取埋深小于10 m的79处井位,进

行了第二次水位调查,监测井次统计表见表1。2011年5月再次对沙河至黄河段开展了为期一周的浅层地下水位调查工作,共调查水位点103个,平均约2 km一个水位观测点。

为了分析沙河至黄河段沿线地下水位年内变化规律,本文选择了22眼观测井(见表2),自2011年2月至10月对沿线地下水位进行逐月观测,取得了9个月的观测数据。2012年5月又对沿线开展了为期2天的浅层地下水位调查工作,共调查地下水位点39个。

表1 中线工程沙河至黄河段沿线地下水位实测数统计

1.2 地下水位多年历史监测资料

为了分析沿线地下水年际变化规律和趋势,根据监测井的分布、监测层位、资料完整情况等因素,收集整理了中线工程沙河至黄河段沿线40 km范围内的11眼国家级地下水长期监测井资料,见表3[3]。国家级监测井资料按照地下水监测规范要求,专人测量,监测频率每5日1次,每月6次。监测资料时间跨度最早从1965年开始,部分为20世纪80、90年代起进行监测。

1.3 近三年实测地下水位变化情况分析

根据2010年5月、10月监测数据、国家级和省级长系列监测资料,经测算延展,推测出沙河至黄河段沿线历史最高和最低水位值,绘制了中线沙河至黄河段沿线地下水位图,见图1。根据2010年-2012年4次地下水位实际调查监测数据,对监测点位不同时间地下水位进行分析,初步得到相应渠段近3年地下水位的变化情况,见图2,表4。

由图1可以看出,从2010年5月-2012年6月,各点地下水位变化不大,同年中丰水期地下水位略高。由图2可以看出,2011年5月份水位与2010年同期相比,多数井位数据略高,2012年同期水位又有所下降。

表3 中线工程沙河至黄河段沿线国家级长期监测井基本情况

图1 2010年沙河至黄河段沿线地下水位变化曲线

2 地下水位变化规律分析

2.1 地下水位年内变化规律分析

2.1.1 长期监测井地下水位年内变化分析

国家级长期监测井数据系列长采集相对密集,更能直观地看出地下水位在一年时间内的变化过程。选择了4101230001号国家级监测井(新郑市)作为代表,绘制该井典型年份和多年平均地下水位年内变化图,见图3。从图中可以看出,多年年内水位在1月开始缓慢下降,至6月水位达到年内最低,然后转而上升,至10月上旬达到汛后最高水位,因此呈“单峰单谷型”水位动态过程。

图3 4101230001号国家级监测井(新郑市)多年年内地下水位变化曲线

2.1.2 专门监测井地下水位年内变化分析

沙河至黄河段共设专门观测井22眼,根据水位资料分

析,多数专门观测井年内最高水位出现在9月-10月或者3月,最低水位出现在6月-7月。图4为宝丰县杨庄镇乌鸾照村监测井,地下水位年内变化规律明显,2月开始缓慢下降,至5月降至年内最低,之后逐渐回升,到9月达到一年内的最高水位,年变幅约2.0 m。

图4 宝丰县杨庄镇乌峦赵村地下水位年内变化曲线

Fig.4 Variation of groundwater level in Wuluanzhao Village,Yangzhuang Town of Baofeng County

2.1.3 高水位期和低水位期地下水位对比分析

根据2010年5月底、2010年10月底调查的沙河至黄河段浅层地下水现状埋深情况,对沿线地下水位特征值进行了分析统计,见表5。

根据2010年5月底和2010年10月底调查的平原区(不含山地、岗丘区)79眼相同调查井的地下水位埋深资料,得到用鲁山楼张村至郑州刘德城村浅层地下水位变幅(图5),反映了该区段沿线平原区浅层地下水位年内波动情况。

图5 中线沙河-黄河南段地下水位2010年丰枯变幅曲线

从表5、图5可以看出,宝丰、郏县、禹州、长葛、新郑等冲洪积扇地区,地下水位埋深较浅,水位波动较大,表明地下水补径排条件较好,地下水位与降雨变化明显;中牟至黄河南[JP+1]段,地下水埋藏深,地下水位变幅不大;部分观测井10月底[JP]

表5 中线沙河至黄河段浅层地下水现状埋深情况统计

测量的水位低于5月份测量的水位,分析原因是个别井刚抽过水,尚未恢复到稳定状态。

2.2 地下水位年际变化规律分析

2.2.1 地下水位影响因素

地下水位动态变化主要受地层条件和补径排条件影响[4]。中线总干渠穿越的区域,可以分为两类,一类是山前丘陵、岗地和河谷冲洪积平原,地下水主要受降雨和地表水体补给,人为影响较小;一类是平原区,尤其是发达城镇区域[5]。随着城市范围的扩大,地面硬化造成降水补给减少,经济发展使开采量增加,改变了城区的水文地质条件和地下水补迳排条件。以郑州市为例,地下水开采层位由浅层逐渐变为深层,地下水位逐年下降,如20世纪50年代火车站以南中深层地下水为自流区,水头高出地面15 m,70年代水位埋深30 m,80年代水位埋深已经超过50 m,形成约的中深层地下水降落漏斗。[HJ1.7mm]

2.2.2 地下水位变化规律分析

从2000年至2011年地下水位多年动态变化曲线图上

可以看出,沿线11眼国家长期监测井中有2眼井地下水位显著下降,下降幅度大于3 m;有5眼井基本持平,变幅不超过1 m;有4眼井地下水位略有上升,一般不超过3 m。

从监测井对应的渠段上来看:沙河至许昌段(颍河以南)地下水位有小幅下降(图6);[JP+1]许昌至新郑段地下水位略有上

126.14 m。经比较分析,沙河至黄河段现状地下水位高于底板的渠段长122 km,占总长的52%。从多年情况来看,郑州、荥阳段(长约40 km)历史最高水位高出渠道底板10 m以上,但是现状地下水位埋藏较深,接近于历史低位,低于渠道底板10 m左右。这是由于郑州及其周边地区地下水多年超采引起。在南水北调通水以后,该段地下水位有可能回升到渠道底板以上。

3.2 地下水位变化对工程的影响

(1)渠道边坡易失稳。根据南水北调中线工程沙河至黄河段工程勘察成果,沙河至黄河段渠坡稳定性较差且地下水位也高于渠道底板的风险渠段共有15段,长约80 km。黏性土、膨胀泥岩或软质碎屑岩的双层结构岩土体,遇地下水后,容易诱发边坡失稳。

(2)承压地下水顶托造成基坑涌水涌砂。当渠道和建筑物基坑下赋存承压地下水,基坑开挖使含水层覆土减少到一定程度时,承压地下水可能顶裂或冲毁基坑顶板,造成涌水涌砂。基坑突涌将会破坏地基强度,并给施工带来很大困难。

(3)地下水侧向或垂直渗漏影响渠道运行安全。地下水位低于设计水位的渠段,当渠坡和渠底分布有砂、砂砾石层时,一般都会在地下水作用下发生侧向或垂直渗漏[6]。渠道渗漏可能造成通水后的水量损失、渠坡渗透变形破坏等问题,影响渠道正常运行,无法发挥工程效益。

4 总结

(1)沿线浅层地下水位年内波动特征明显。浅层地下水位年内基本为持续下降-上升-缓[HJ1.98mm]慢下降3个阶段。一般最高水位出现在每年9月-10月,最低水位出现在5月-6月。宝丰、郏县、禹州、长葛、新郑等岗地和冲洪积扇地区,地下水位埋深较浅,受降雨影响明显,水位波动较大。其中宝丰段和禹州段丰枯水位变幅较大。新郑至黄河段,由于地下水位埋藏较深,年内水位变幅较小。

(2)浅层地下水位多年动态呈现不同的变化特征。平原和岗丘两大水文地质区,地下水位多年变化规律不同:a.在新郑以南的丘陵、岗地和河谷地带地下水总体埋藏浅,受气象因素影响明显,年内变化幅度大,多年平均变幅在1~3 m。20世纪90年代以来,地下水水位多年有不同幅度的波动,但无明显上升或下降趋势。b.在郑州、荥阳等地区,地下水埋深大,地下水位处于历史低位,与2000年相比,地下水位下降3~5 m。

从近3年实测及搜集的历史资料分析来看,中线沙河至黄河段沿线地下水位变化趋势虽然总体上比较平稳,但若遭遇强降雨等外界不利因素,地下水仍可能会对工程安全造成威胁。因此,中线地下水问题仍应引起设计、施工及建设管理单位高度重视。[HJ1.995mm]

参考文献(References):

[1] 南水北调中线一期工程可行性研究总报告[R].武汉:长江水利委员会长江勘测规划设计研究院,2005.(SouthtoNorth Water Transfer an Engineering Feasibility Study for the General Report[R].Wuhan:Changjiang Water Resources Commission,Changjiang Institute of Survey Planning and Design Institute,2005.(in Chinese))

[2] 南水北调中线一期工程初步设计报告[R].武汉:长江勘测规划设计研究有限责任公司,2009.(North Water Transfer a Preliminary Design Report[R].Wuhan:Changjiang Institute of Survey Planning and Design Institute,2009.(in Chinese))

[3] 中国地质环境监测院.中国地质环境监测地下水位年鉴(20052009)[M].北京:中国大地出版社,2009.(China Geological Environmental Monitoring Institute.China GeoEnvironment Monitoring Groundwater Levels Yearbook(20052009)[M].Beijing:China Land Press,2009.(in Chinese))

[4] 黄定华.普通地质学[M].北京:高等教育出版社,2010:100101.(HUANG Dinghua.Physical Geology[M].Beijing:Higher Education Press,2010:100101.(in Chinese))

第7篇:地下水的现状范文

【关键词】水资源;现状;煤炭对地下水污染;防治

中图分类号:TV213 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

煤炭中含有大量的元素,其在开采和加工过程中,会对地下水造成不同程度的污染。面对当前水资源匮乏的现状,如何加强煤矿开采和加工过程中对地下水的污染防治,是摆在我们面前的一个重点问题,也是难点问题。

二、当前我国地下水污染现状

地下水占中国水资源总量的1/3,也是居民生活用水的重要来源。2011 年,全国共200 个城市开展了地下水质监测,其中“较差”、“极差”水质监测点比例为55%;与2010 年相比,15.2%的监测点水质变差。全国90%的地下水遭受不同程度污染,60%污染严重。地下水污染与地表水污染有明显的不同:一是地下水的污染源不易确定;二是在排除地下水污染源之后,进入其含水层的污染物仍将长期产生不良影响。

三、地下水中的污染源

我国地下水开采以每年25 亿立方米的速度递增,由于地下水占到水资源总量的1/3,全国近70%的人口饮用地下水,因此地下水是重要的饮用水源。但地下水正在面临污染加剧,我国大约有90% 的地下水正在遭受着不同程度的污染。进入地下水的污染物有人为因素,也有自然过程。我们常说的地下水污染是人为因素造成地下水水质恶化的现象。

质种类繁多,一般根据物质成分及其对人体的影响划分为地下水细菌污染与地下水化学污染两大类,也有人把地下水的热污染单独划分一类,而成为三种类型划分。细菌污染与热污染的时间与范围均有限;而化学污染则常具有区域性分布特点,时间上长期稳定,难以消除。地下水污染源具体包括:

1、自然源:无机物、痕量金属、放射性元素、有机物、微生物。

2、农林业污染源:化肥、农药、禽畜粪便、灌溉回归水、秸杆残余、造林与砍伐。

3、城市污染源:生活固体废物处置、生活废水排放、废水集中排放、废物堆场、其他城市污染源。

4、工矿业污染源:尾矿、采矿排水、采矿废水、工业固液废物、废水回注井、倾泄与滴漏。

5、管理失误造成的污染源:地下水源地选址失误、咸水入侵、海水入侵、成井失误、废弃钻孔、无序土地开发和灌溉。

四、造成地下水污染主要的因素

根据分析,管网建设滞后、污水直接排放、固体废弃物渗滤液、开采活动、土壤污染物淋溶、地表水污染等因素是造成地下水污染的最主要原因。

1、管网建设滞后:城市快速扩张,管网维护保养不及时,污水外渗进入地下水体。

2、污水直接排放:部分工业企业通过渗井、渗坑和裂隙排放、倾倒工业废水,造成地下水污染。

3、固废渗滤液:城市生活垃圾处理能力尚存较大缺口,垃圾渗滤液对地下水形成巨大威胁;监管不严,2008 年新的渗滤液标准尚未全面实行,国内大量垃圾填埋场需改造;全国超过2 亿吨工业废弃物待处置,渗漏污染地下水。

4、开采活动:石油化工行业勘探、开采及生产等活动显著影响地下水水质。

5、土壤污染物淋溶:国内土壤污染问题相当严重,其中一些污染物易于淋溶,对相关区域地下水环境安全构成威胁

6、地表水污染:在地表水污染较严重地区,因地表水与地下水相互连通,地下水污染十分严重。

五、采煤与煤加工对地下水的污染

1、采煤

煤的采掘生产活动需排放各类废弃物,如矿坑水、废石和尾矿等。这些废弃物的不合理排放和堆存,对矿区及其周围地下水环境构成了以下危害:

一是矿坑充水。矿坑充水使处于封闭状态的煤系地下含水层与空气接触, 由于煤层中含有大量的黄铁矿及其他金属硫化物, 矿坑充水可在较短时间内使地下水形成酸水。

二是废石、尾矿。废石经过雨水的冲泡之后所形成渗滤液会对矿区地下水带来危害,具体情况根据废石所含微量元素的不同影响程度也不相同。

煤矸石和粉煤灰渗滤污染地下水。在煤矿区,煤矸石分布广泛,粉煤灰在灰场区内排放堆存,在雨水和洒水作用下,煤矸石和粉煤灰中有毒有害元素可渗滤进入土壤,并向浅层地下水迁移,污染浅层地下水。

2、煤燃烧

煤在燃烧时会释放出重金属。在高温燃烧时难以气化的重金属元素在燃烧过程中被飞灰和底渣所吸附, 存留灰和底渣中,再经冲灰渣水排至贮灰场。灰渣中的部分可溶的微量重金属元素会因雨水冲洗、渗透等原因渗入地下水中,对地下水体造成污染。

3、 煤气化

煤的地下气化。是通过直接对地下蕴藏的煤炭进行可控制性的燃烧产生煤气后,输出地面的一种能源采集方式。煤的地下气化对地下水产生的有机污染物是酚类化合物且主要是石炭酸。在煤的地下气化带附近:一是煤层高温分解的有机污染物向周围岩层的扩散和渗透; 二是有机污染物通过地下水的渗透向含水层四周迁移;③逸出的气体如氨气、硫化物在溶解后会改变地下水的pH、Eh 值, 进而影响地下水的BOD 和COD。

六、煤炭开发对地下水污染的防治措施

1、充分利用矸石山

要消除矸石山灾害, 最好的办法是使其变废为宝进行综合利用。煤矸石的利用途径,分为以下三类:一是煤矸石的热能利用。利用煤矸石中含有一定数量煤炭的性质进行回收;二是煤矸石的建材利用,煤矸石作为建筑材料,是当前煤矸石综合利用的主要途径,技术相对比较成熟;三是煤矸石的其它方面利用。

2、地下含水层保护措施

消除地下水污染源和切除污染物渗入地下含水层的途径。如禁止用渗坑、渗井方式排放废水;严格控制污水灌溉水质;采矿过程中注意矸石及尾矿堆放点的选择;酸性矿井水、高矿化度矿井水经处理后方可外排;建立地下水动态监测网,及时发现水量、水质变化,找出影响因素。

3、煤燃烧前净化技术

一是清洁的加工技术。指在减少污染和提高利用效率的煤炭洗选加工、燃烧转化、烟气净化和污染控制等一系列新技术的总称,是使煤炭释放的污染控制在最低水平,达到煤炭的高效清洁利用的技术。

二是洗选煤技术。煤炭洗选是洁净煤的源头技术,煤炭通过先进的物理选煤技术可降低原煤灰分50%——80%,脱除黄铁矿硫60%——80%。洗选煤是降低燃煤烟尘和SO2,直接有效的洁净技术。采用先进的洗选技术可使煤中重金属元素含量明显降低。

三是型煤技术。是利用一定比例的粘结剂或固硫剂将一种或数种煤粉, 在一定压力下加工成具有一定形状和一定理化性能的煤加工技术。使用型煤的环境效益和节能效果非常明显。

4、煤燃烧后净化技术

采用高效除尘器脱除亚微米颗粒, 使重金属与煤灰尘一同减少; 如湿式烟气脱硫技术能有效地控制易挥发重金属元素;烟道后处理系统,采取能同时净化多种污染物的多段净化装置。

5、 矿区废水的控制技术

在矿区采取各种措施,严格控制废水的排放量,减少废水对地下水的污染。包括:

(1)改革生产工艺,尽量减少废水排放量。如选矿厂可采用无毒药剂代替有毒药剂,选择污染程度小的选矿工艺,减少选矿废水中的污染物质。

(2)循环用水,一水多用。开展水采矿井煤泥水处理技术的研究, 使水采煤泥和洗煤厂洗煤煤泥经浮选后全部厂内回收。

七、结束语

世界能源的紧张,需要加大对我国煤炭资源的开采和利用。水资源的匮乏,需要加强对水资源的保护。这两个方面是同等重要,不能只抓一面而放弃另外一面。因此,在煤炭开发利用的过程中,就要在各环节加强对地下水的保护。

参考文献

[1] , 燃煤污染现状及其治理技术综述[J]煤炭资源,2012

[2] 李曼,我国地下水污染现状及防治对策[J]环境保护,2011

第8篇:地下水的现状范文

【关键词】 地下水 取水井 水源

取水井是一种常见的取水工程,废弃取水井如不妥善处理,将会危害地下水质和造成地下污染的污染。本文在剖析废弃取水井的产生来源,分析废弃取水井可能产生的危害和当前废弃取水井的管理现状的基础上,提出了加强取水井管理保护地下水资源的对策和建议。

1 地下水取水井工程现状

(1)地下水开发利用现状。地下水是水资源的组成部分,是保障国民经济社会长期可持续发展的重要战略资源。地下水在分布比较广泛,水源比较稳定,我国许多省把地下水作为工业和生活用水的主要水源。特别是在地表水源不足的北方地区,开发利用地下水源,发展农田灌溉,改善和开辟了牧区缺水草场,解决了广大地区人畜饮水。根据2013年公布的第一次全国水利普查成果,全国地下水取水井有9749万眼,其中机电井5383万眼,人力井4366万眼;地下水取水量每年达到1084亿立方米。全国共有地下水源地1847处。

(2)地下水开发利用技术。地下水的开发形式大致可分为:垂直取水系统、水平取水系统。水平取水建筑物的类型按不同地貌和水文地质条件,常采用的有集水管道、坎儿井和载潜流工程等。水平取水建筑物受地形条件的影响较大,北方地区采取垂直取水系统的比较普遍,这种系统的主要特征是取水建筑物的方向与地面垂直,包括各种类型的水井,如筒井、管井、筒管井、自流井、井群等。按照井型结构主要有:砖井、石井、混凝土井、大骨料井、辐射井、机井、真空井等。按井筒位置与含水层的关系可以分为完整井和非完整井两种。完整井井筒穿过所用含水层(一个或数个)的整个厚度,井底座落在隔水层上。水是由井壁进入井内。非完整井井筒没穿过所用含水层(一个或数个)的整个厚度,水由井壁、井底同时进入或仅从井壁进水,或仅从井底进水。

一般情况,为了尽可能的多开采地下水,采用完整井的情况较多。由于完整井穿过多个含水层,易造成多个含水层之间的水源串层,造成地下水水质变化,必须要做到隔水层的封堵,避免不同含水层之间水源串层。

(3)地下水取水构筑物类型。按开采和取集地下水的方法及构筑物型式分为管井、大口井、渗渠、辐射井。管井主要适用于开采深层地下水(一般多为承压水),因井管直径较小,成井深,井壁需用各种材料制成的管子加固,故称管井。打管井要用专门的凿井机械钻孔,一般要用深井水泵提水。这是现在北方地区开采深层地下水常用的一种井型。管井的深度随所取用含水层的埋深深度和开采条件而定。农用机井,一般为80-200米,部分井在300米左右。地下水分为潜水(无压)、承压水和泉水,潜水一般指地表面以下至第一层隔水层以上的含水层,其补给来源较近,有的是地表水的渗透,有的是江河水的渗透,其水质和水量的变化较明显,与周围环境的关系甚为密切。

2 废弃取水井产生和来源

(1)建设取水工程过程中产生的废井。凿井施工过程中,一方面由于施工工艺原因或施工人员对水文地质结构的不熟悉,导致凿井不成功而异地重建,产生一部分未及下管而形成的钻孔。另一方面少数取水井成井后出水量小,达不到使用要求,因没有实用价值而成为废井。

(2)取水井达到使用寿命而报废。取水井像所有的取水工程一样是有使用寿命的,在使用后期即便是经过维修也只能暂时延长使用寿命,最终取水井会因达到使用年限不具维修价值而报废,这种方式产生的废弃井占大部分。

(3)地下水位持续下降产生的报废取水井。地下水的大量长期开采会导致地下水位的持续下降,形成地下水降落漏斗,一部分取水井因水泵悬于地下水位之上失去取水功能,导致取水井废弃。在部分城市地下水源地、少数工业取水集中的地区,因长期超采导致地下水位不断下降,加之没有替代水源,取水井越打越深,较早开凿的取水井水泵无法下到静水位一下,不得不报废弃用。

(4)因用途转变而废弃的取水井。随着城市的扩展和工业经济发展,一部分耕地变为工业用地和城市用地,当公共管网到达后人们采用公共供水管网水源供水,导致原耕地上遗留灌溉取水井失去功能而废弃。由于农田灌溉对水质要求较低,当耕地转为其他用途,原来灌溉用取水井水量和水质无法满足工业生产或居民生活使用要求,导致原农业灌溉井弃置不用,造成耕地灌溉井成为废弃。

(5)由于政策调控而停用的取水井。一部分地区用水规划和政策改变、用水结构调整也会带来一些正常使用的取水井被废弃停用。比如有的地区借助引黄便利,建设引黄工程,使用黄河水作为公共供水水源,出于保护地下水资源的目的,将正在使用的自备井做封闭处理。随着生活水平提高,人们利用优质水源替代劣质水源,也会导致原水质较差的取水井被废弃。

以上是废弃水源井的主要来源,绝大多数的水源井是因达到使用寿命而正常报废。对于废弃水源井的管理,不能因停止取水而结束,在取水井报废或放弃使用后,必须要采取技术封填措施。如不进行技术封填,一方面会对地下水产生不利影响,随着废弃井的停用,井管暴露在地下潮湿的环境中慢慢腐蚀,洞穿多个含水层的完整井的将会造成地下水串层,地下咸水层越流补给到淡水层,造成水质恶化。另一方面,还可能导致地表雨水杂物等经井口流入地下,对地下水造成污染,更可怕的是如果被作为排污井向地下排污,将对地下水造成无法挽回的损失。

3 废弃井的危害及现状

(1)废弃取水井的危害。地表以下地层复杂,地下水流动极其缓慢,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水污染的原因主要有:工业废水向地下直接排放,受污染的地表水侵入到地下含水层中,人畜粪便或因过量使用农药而受污染的水渗入地下等。污染的结果是使地下水中的有害成分如酚、铬、汞、砷、放射性物质、细菌、有机物等的含量增高。污染的地下水对人体健康和工农业生产都有危害。?地下水污染与地表水污染有一些明显的不同:由于污染物进入含水层,以及在含水层中运动都比较缓慢,污染往往是逐渐发生的,若不进行专门监测,很难及时发觉;发现地下水污染后,确定污染源也不像地表水那么容易。更重要的是地下水污染不易消除。排除污染源之后,地表水可以在较短时期内达到净化;而地下水,即便排除了污染源,已经进入含水层的污染物仍将长期存在。

(2)废弃取水井管理的法律依据。对于废弃取水井的管理,《中华人民共和国水污染防治法》有如下规定:“禁止利用渗井、渗坑、裂隙和溶洞排放、倾倒含有毒污染物的废水、含病原体的污水和其他废弃物。”《山东省实施办法》规定“禁止向渗井、渗坑、裂缝、溶洞以及弃用和报废水井排放有害物质。报废水井应当由原使用者及时封闭;拒不封闭的,由有管辖权的水行政主管部门组织封闭,所需费用由原使用者承担。”根据上述规定,报废水井的封闭主体为原水井使用者,监督管理则是具有管辖权的水行政主管部门。倘若封闭不彻底,仅仅是贴封条或是把井口焊死,仍然是没有解决根本问题,深层取水井洞穿的多个含水层仍然通过井管连通,井管腐蚀后可能造成地下水的混层,不同含水层越流补给会导致地下水水质变化。

(3)废弃水源井的管理现状。法律对于废弃取水井的封闭没有规定详细的操作规程和技术规范,未对拒不封闭措施取水单位制定规定相应处罚措施,缺乏实际的可操作性。当前城市规划区内的城市和工业取水井的封闭有水行政主管部门的监管,监督部门能够监督封闭,但农村灌溉井暂时不需办理取水许可证和缴纳水资源费,行政主管部门也就没有管理权,无法监督灌溉井的封闭,造成广大农村的灌溉井则成为废弃取水井管理的空白。

4 加强废弃水源井管理的对策和建议

(1)规范取水井的报废管理程序。尽快制定并报废井管理实施细则,明确不同废弃取水井必须要采取的技术封闭措施,明确封闭的责任主体,对不履行封闭义务的制定相应的处罚措施。

(2)健全废弃取水井管理制度。加强在用取水井的建档管理,对城市规划区内的取水井建立档案,实施全过程的制度化管理,加强取水井报废管理,对于各种报废取水井必须在水行政主管部门的监督下进行技术封闭和验收建档,最大程度保护地下水资源。

(3)加强凿井行业的引导与管理。对凿井行业的从业行为进行引导和规范,加强凿井施工企业的技术培训和业务指导,提高成井率和成井质量,减少凿井过程中的废弃井的产生,延长取水井使用年限,将全部取水井纳入管理,对取水井实行开凿、使用、报废全生命周期的管理。

第9篇:地下水的现状范文

关键词:地面沉降;地下水;开采量;地下水动态

山东省济宁市地面沉降是由于开采深层地下水引起的,只要在地下水位以下存在可压缩层,过量开采地下水使地下水位大幅度下降,就有可能引发地面沉降。该市正处于汶泗河冲洪积扇的前缘,松散层厚度较大,一般为220-300m,易于压缩的粘性土层相对较厚,而目前工业和城市建设用水主要靠抽取地下水,地下水位已降到埋深30-40m,因此产生地面沉降地质灾害是不可避免的。

1.自然地理概况

本区属温带半湿润季风气候,四季分明。多年平均降水量为675.7mm,多年平均水面蒸发量为1786.3mm,多年平均为13.6℃。城区属淮河水系南四湖流域,地表河流较发育,东有光府河、西有梁济运河,南邻南四湖,市区内有老运河及其支流府河、越河穿过。区域地形属鲁中山区与鲁西平原的交接地带,地处南四湖流域的下游,京杭运河和南四湖以东为汶泗河多次泛滥沉积形成的山前倾斜平原,由北、东北向南微倾,西部为黄河冲积平原,西高东低。

2.水文地质及工程地质条件

济宁市市区新近系-第四系松散层厚度达220-300m,岩性为粘性土与砂性土交替堆积而成,其中表土层为第四系全新统松散粘性土层,厚度为2.3-9.8m;其下到96.7-113.9m为第四系更新统粘性土与砂砾石层交替堆积,期间发育了4-7层含水砂层,含水砂层垂向上主要集中于埋深10-40m和60m以下两个相对富集砂层层位上,分别构成了浅层孔隙潜水-微承压水及深层孔隙承压水两个含水层组。

埋深约110m以下至基岩面,为新近系半胶结松砂岩与硬粘土或粘土岩互层组成,其中的半胶结松砂岩主要分布在埋深150m以浅,且具有一定的导水性能和较好的富水性,与上部第四系更新统下部的含水砂层存在较为密切的水力联系,可作为深层承压含水层组的一部分,下部的硬粘土或粘土岩则构成了深层孔隙水承压含水层组的隔水底板。

根据组成松散层土体各层的工程物理力学性质及对固结压缩变形的影响程度,可将区内的

松散层土体划分为粘性土、砂性土及半胶结层,按其沉积层序和富水、导水性能共划分为7个工程地质层。

①表土层

区内普遍分布,为第四系全新统冲积、湖积相沉积,厚度2.3-9.8m,岩性主要为浅黄色粉质粘土、粘土,该层位于地下水包气带中,不含重力水,是降水入渗补给地下水的溶滤层。

②第一压缩层

由更新统冲洪积层组成,层顶埋深2.3-9.8m,层底埋深14.9-28.1m,层厚11.3-23.8m,岩性主要由棕黄、黄褐色粉质粘土、粘土及薄层砂层透镜体组成。近数十年来,由于城区大量开采地下水,使得地下水位大幅度下降,目前已基本处于疏干状态,属正常固结土或微超固结土。

③第Ⅰ含水砂层组

区内广泛发育,由第四系更新统冲洪积物堆积而成,层顶埋深一般在14.9-28.1m,层底埋深29.8-49.9m,层厚9.9-23.9m。主要由两层含水砂层夹粉质粘土组成,构成本区的浅层潜水-微承压孔隙含水层。

④第二压缩层

由更新统冲洪积而成,在区内广泛分布。层顶埋深29.8-49.9m,层底埋深50.9-75.6m,层厚15.4-45.6m。岩性以深棕黄、褐黄伴灰绿色粘土、粉质粘土为主,夹两层中粗砂透镜体,局部夹有薄层粉土透镜体。由于处于水位以下,含水层地下水位下降后,在水压力差的作用下,必定向相邻的含水层中释放,从而产生排水固结作用,因此,该层是本区目前产生地面沉降的主要压缩层位。

⑤第Ⅱ含水砂层组

为更新统冲洪积物,在区内广泛分布,层顶埋深58.7-75.6m,层底埋深96.7-113.9m,层厚30.3-46.5m。一般由3层含水砂层组成,砂层单层厚度较大,一般单层10-15m,岩性以中粗砂、粗砂为主,局部中细砂,分选性、磨圆度较差,结构密度中密-密实。砂层连续性好,分布稳定,为深层承压孔隙含水层组的主要部分。

⑥半胶结层(松砂岩与粘土层互层)

由新近系冲洪积、洪坡积堆积而成,岩性主要为灰白色、青灰色-灰绿色、锈黄色粘土岩与松砂岩互层组成,局部夹1-2层中粗砂。顶板埋深一般在96.7-113.9m,底板埋深225-300m,厚度大于110m,与下伏石炭二叠系或侏罗系基岩呈不整合或平行不整合接触。

⑦基岩

由石炭系二叠系煤系地层和侏罗系红色砂岩构成,是本区埋藏在松散层之下的较稳定基地。

3.沉降区工程地质结构分区

在第Ⅱ含水砂层组以上的地层是由不同性质的粘性土和砂层透镜体呈互层状分布,砂层的空间分布极不稳定,直接控制着粘性土压缩层的组合和厚度变化,该埋深段的粘性土多属正常固结或微超固结土,在附加应力增大时一般均发生排水固结作用,其压缩性较高,是造成地面沉降的主要压缩层。

在第Ⅱ含水砂层组以下地层组合中,地层分布较稳定,砂性土和粘性土的厚度变化较小,且粘性土坚硬,多为超固结土甚至为半成岩的粘土岩,压缩性较低,其地层组合变化对地面沉降影响比较小,反映在平面上表现为土层压缩造成的地面沉降比较均匀。

根据第Ⅱ含水砂层组以上(埋深约60m以浅)含水砂层的空间分布和砂层厚度及粘性土压缩层厚度的差异状况,在区域上可将工作区土体划分为3个不同类型的工程地质结构分区(图1)。

Ⅰ区(易沉降区):浅部砂层厚度较薄,一般厚度小于10m,以粘性土压缩层为主,该区由于浅部粘性压缩层厚度较大,在同等水位降幅下易于产生较明显的地面沉降,目前的地面沉降漏斗中心就位于该区内。

Ⅱ区(较易沉降区):埋深60m以浅砂层厚度稍大,一般介于15-20m,土体以粘性土压缩层为主。城区大多属于该区,分布在Ⅰ区的。该区虽然浅部砂层较Ⅰ区厚,但粘性土压缩层仍占主要部分,是较易产生地面沉降的地区。

Ⅲ区(较稳定区):埋深60m以浅,粘性土压缩层和砂层互层,砂层厚度一般大于20m,主要分布于市区西北部及南部一带。

4.地下水开采利用现状

①城区供水水源地集中开采现状:该市市地下水取水设施的建设和发展很快,自1958年开始开采地下水作为市区和近郊的工业及生活用水水源,但当时的需水量大约在1万m3/d,主要开采埋深在60m以上的第四系浅层水,随着城市工业发展和人口的增加,60m以上的地下水已不能满足需要,开采井逐渐加深,取水层位已延伸至60-150m,供水水源地规模越来越大,其取水范围已扩展到包括市中区全部和城郊部分,面积约180km2。1987年市区实际开采量约16.7万m3/d,1992年为21.2万m3/d,1995年为33.86万m3/d,目前已超过35万m3/d,全部取自埋深60-150m的第四系孔隙水。

②地下水分散开采现状:在城区范围外的广大农村,除个别厂矿用水相对集中外,地下水开采主要呈分散取水方式。分散开采的主要供水对象是农田灌溉,其次为乡镇工业用水和生活用水。区内农业水利化程度较高,乡村面积约120km2。机井密度20眼/km2,开采模数30万m3/(km2.a),开采井深度一般为30-60m,单井出水量80m3/h。

5.地面沉降与地下水开采的关系

(1)地面沉降现状

该城市市地面沉降是1988年山东地矿局测绘队在其作高程控制测量时首先发现的,通过长期观测资料分析证实,该地面沉降规模在逐年增大,沉降中心位于矿山机械厂―西红庙―师范学校―南岱庄―刘庄一带,形状呈东西向近似椭圆形,由于吴泰闸水厂供水井移至建机厂、李庄一带,增加了对地下水的开采,造成整个城区地面沉降幅度增大,沉降面积也不断扩大。截止20世纪90年代末,总沉降量大于70mm区域近127km2,大于100mm的范围已达88km2,大于150mm的面积已达15.5km2,市区最大地面沉降量已达239.7mm。该市地面沉降区域上也不均匀,平面上沉降幅度较大的地区主要集中在城区北部的自来水开采井分布范围内,由北向南逐渐减小。

(2)地面沉降现状与开采量的关系

随着城市规模不断扩大和工业经济迅速发展,对地下水需求量快速增加,城区地下水多年持续超量开采,造成地下水降落漏斗规模不断扩大(表1)。

(3)地面沉降现状与地下水位的关系

济宁市市地面沉降与地下水位的变化关系密切,随水位持续降低,沉降量增大,水位年均降幅达0.76m。沉降范围扩展,同一地点地面沉降的速率和沉降幅度与地下水位的下降具有明显的同步变化特征(图2)。

区域上地面沉降的分布范围基本与地下水水位降落漏斗的分布范围一致,并随着北郊水源地的大规模开发利用,开采布局调整,水位降落漏斗中心北移,沉降范围向市区北部扩展(图3)。济宁市地面沉降尚未造成严重破坏,但已经引发了房屋开裂、水源地井管上升破坏、城市排水管道错位、城市防洪能力降低等灾害现象,对城市环境产生了不利的影响。

6.结论及建议

(1)影响地面沉降不均匀性的主要因素是第Ⅱ含水砂层组以上,特别是水位埋深以下至第Ⅱ含水砂层组顶界面粘性土和砂性土层的厚度及其组合变化。

(2)随着城市规模不断扩大和工业经济迅速发展,对地下水需求量快速增加,城区地下水多年持续超量开采,造成地下水降落漏斗规模不断扩大。

(3)城市市地面沉降与地下水位的变化关系密切,同一地点地面沉降的速率和沉降幅度与地下水位的下降具有明显的同步变化特征。

(4)区域上地面沉降的分布范围基本与地下水水位降落漏斗的分布范围一致。

(5)建议建立、健全地下水动态和地面沉降监测系统,建设城区地面沉降基岩标、分层标监测系统,进而初步建立起地下水水量――水位――地面沉降数学模型,预测以后地面沉降的发展趋势,实现地面沉降的适时预警。

参考文献:

[1]郑朋.地面沉降与地下水开采问题在探讨[J].天然气工业,2007(10):60-62.

[2]方武均,丁峰,葛萍涛等.地下水超采引起在地面沉降问题及解决思路[J].科技情报开发与经济,2008,18(26):205-207.

[3]董克刚,于强,王威等.天津市地面沉降区地下水开采指标综合评定方法研究[J].分析研究,2007,2(1):27-29.

[4]董克刚,王威,于强等.天津市地面沉降区土水比论述[J].水文地质工程地质,2008(5):76-79.

[5]陈聚忠,宋雯,韩月萍等.天津滨海新区地面沉降趋势预测[J].防灾科技学院学报,2010,12(4):7-10.

[6]王若柏.城市地面沉降在灾害链特征―以天津市为例[J].气象与减灾研究,2008,31(1):54-57.