环境地质学

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环境地质学

环境地质学

作者:蒋辉

开 本:16开

书号ISBN:9787122019349

定价:29.8

出版时间:2008-02-01

出版社:化学工业出版社


量开采),其天然动态均衡遭到破坏,结果导致地下水位逐年下降。世界上
许多开采地下水的地区,均出现了地下水位大面积、大幅度持续下降的现
象。从地下水均衡分析,其主要原因是:在整个含水层或含水层的某些地
段上,由于地下水的开采量长期地超过了补给量(即过量开采),出现负均
衡,进而逐渐消耗了储存量,并在一定周期内得不到恢复的结果。也即过
量开采,造成疏干性地下水位持续下降。图4—1是某地长期过量开采地下
水引起区域地下水位持续下降的实例图。在实际工作中,应注意水位持续
下降与降水周期性补给造成水位周期性波动变化的区别。
    地下水超量开采的直接后果是地下水降落漏斗范围不断扩大,区域
地下水位持续下降。据国土资源部全国地下水资源评价结果(2002年),
我国地下淡水天然资源量多年平均为8837×10。m。/a,地下淡水可采资源
量为3527×108m3。/a。近20年来,全国用水量急剧增长,地下水开采量
平均以每年25亿立方米的速度增长,全国有400多个城市开采利用地下
 水,年超采44亿多立方米。目前,全国已形成大型地下水位降落漏斗区100多个,总面积
达15万平方公里,大多数漏斗水位埋深大于50m。因严重超采地下水,中国的华北平原已
出现世界上面积*大的地下水下降漏斗,总面积在7×104km2以上,已基本连成一片,平
均水位低于海平面。漏斗中心水位逐年下降,个别地区的抽水井深度达几百米。
    在华北,北京、天津等27座以地下水为主要供水源的城市,地下水的开采已严重过量。
目前。整个华北平原水资源的开发利用已高达83.5%,而河北平原的巨大漏斗已经与北京、
天津的降落漏斗连为一体,成为一个2.3万平方公里的超大地下水降落漏斗,地下水位年均
下降达1~3m。
    由于地表水严重污染,江南地区不得不开采地下水,仅在苏锡常地区就有开采地下水的
深井2800余眼,从苏锡常到上海、嘉兴,形成了8000kmz的地下水漏斗,地下水位年下降
1~3m,部分地区大于3m,由此引发的地下水水质恶化正在威胁江南未来的水源地。
    根据调查分析,引起区域地下水位持续下降的具体原因,可归结为以下四个方面。
    ①对区域水文地质条件,特别是对地下资源的形成条件认识不全面,所计算的允许开
采量偏大,因而导致开采量长期大于补给量,引起区域地下水位持续下降。这种水位持续下
降的现象,一般以区域水位下降漏斗中心处的历年*枯水位的变化反映得*明显。
    ②不合理开采所造成的地下水位持续和大幅度下降。所谓不合理开采,主要指开采地
段、开采层次和开采时间上的“三集中”开采,以及开采中的无序状态。有时虽整个含水层
的补给量与开采量是基本平衡的,但由于某些局部地段或某个含水层位(或在某个深度上)
开采井过于集中,开采强度过大,也将造成局部地段或某个含水层的水位持续大幅度下降。
例如,上海市区共有5个含水层,地下水储存量相当丰富,但是87%的开采量集中于Ⅱ、
Ⅲ两个含水层,其中,又有84%的水井和80%~90%的开采量,集中在这两个含水层的沪
东杨树浦、虹口和沪西普陀、长宁、静安几个工业区,且水井大部分是供夏季(5~9月)
冷却和降温用的。因此,在这两个含水层的上述地段,井间干扰加剧,出水量减少,区域地
下水位大幅度下降,形成了区域地下水位下降漏斗中心,它们也是产生地面沉降*严重的地
段,而在集中开采区外围或Ⅳ、V含水层中,地下水位下降并不显著。
    此外,有些地区或水源地,因开采时间过分集中所造成的地下水位在某一时期内的大幅
度下降,虽然不一定是持续性的,但是它也会影响抽水设备的正常运转,并带来其他危害。
如农灌井,如果其密度较大,并在干旱年份的旱季集中开采,则可引起水位相互干扰,并大
幅度下降,使出水量减少,甚至出现“吊泵”或机井报废现象。
    ③由于人为或自然因素变化导致地下水补给量减少,引起区域地下水位下降。
    a.由于人为或天然原因,使地下水主要补给来源的地表水流量减少、断流,或使河床
淤积,导致地表水对地下水的补给量减少。例如,西北河西走廊武威山前平原地区,十多年
来,由于上游山区兴建水利工程,使河水对冲积扇地下水的补给量大大减少,导致冲洪积扇
前缘地区地下水位下降了3~lorn,使溢出带泉水流量减少了30%~90%。
    一些傍河水源地,由于河流流量减少或断流天数增加,或因河床淤塞、渗透性变差等,
导致地下水补给量减少,由此引起的地下水位下降更为明显。西安市的丰河水源地,1974~
1976年,由于河水断流天数比过去增加,致使水源地地下水位在此期间下降了6.8m。
    b.由于森林被破坏及垦荒过度等原因,导致区域气候变化,降水量减少,地面入渗条
件变差,使补给量小于开采量,引起区域地下水位下降。
    c.在水源地的同一水文地质单元内,由于矿床或其他地下工程深部疏干,或由于水源
地上游新建井群的截流,或外围地区水井增加开采深度等人为原因,也可引起某些水源地地
下水位大幅度下降。
    此外,由于开采地下水使区域地下水埋深增加,包气带厚度加大,使大气降水渗入补给
量减少,也会促使区域地下水位持续下降,某些以降水入渗补给的水源地,当开采的水位降
深较大时(10m以上),这种影响特别显著。
    ④由于经济建设的发展,人口的增长及生活水平的提高,对水的需求量明显增大。一
些地区已超过地下水允许开采量和已形成区域地下水位下降,但还要扩大开采量,这样,就
更加促进了地下水位下降的速度,导致一系列环境地质问题的发生。显然,这是不合理的,
但这种情况却很普遍,应引起高度重视,并采取防治措施,不能造成恶性循环。

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