地下水资源开发利用结课论文.docx

地下水开发利用中的环境问题及其防治研究 摘要：近年来随着人口的增长和经济的飞速发展，对水的需求急剧增大，世界上许多地方越来越多地利用地下水。在正确认识地下水资源的基础上，实行合理的开发与用与管理，已成为当代地下水科学的重要课题。本文通过对地下水资源开利用过程中出现的环境问题进行调查和研究。结果表明：地下水开发利用过程中存在着区域地下水位持续下降、地面沉陷与塌陷、海水入侵、地下水污染等问题。地下水环境问题的发生主要是人类活动所引起.其原因有：“过量开采”；无节制地排放未经处理的废污水；经济发展与环境保护不协调；水土流失以及化肥、农药的不合理使用；水土资源的不合理开发利用；水资源短缺与水污染互为因果，加剧了地下水环境恶化。关键词：关键词：地下水资源；水质；污染；过量开采；防治措施中图分类号： 文献标识码：The study of environmental problem and methods of control in groundwaterdevelopment and utilizationCHEN Xi(North China University of Water Conservancy and Hydroelectric Power, Zhengzhou 450045, Henan Province, China)Abstract: Along with the population growing and the economy of our country increasing in recent years, the demands of water have been rising rapidly. Many places in the world are making more use of groundwater. Based on the right nderstanding groundwater resources, how to develop and utilize groundwater rationally has become important topic of contemporary groundwater science. This article through investigation and research of environmental problem in groundwater resources development and utilization. The result showed: there were many problems as if the water table lowering constantly, surface subsidence and collapse, seawater intrusion, groundwater pollution. The occurrence of the groundwater environment problem is mainly caused by mankinds activity. The reasons were: Unrestrained exploitation; effluence undressed with a free hand; economic development is out of keeping with environment protection; soil erosion, improper usage of fertilizers and pesticides; unreasonable development and utilization of water and soil resources; water resources shortage interact with water pollution; making worse the groundwater environment. Keywords： Groundwater resources; assessment method; water quality; pollution; unrestrained exploitation; methods of control1 引 言地下水既是一种自然资源，又是构成环境的基本要素。它是人类赖以生存的地球组成部分，又是水循环中的一个环节，与人类活动和生存息息相关。据调查，目前我国地下水利用量占全国水资源利用量的16%。当前人类面临的环境问题与地下水具有直接的关系，人类开发利用地下水，一方面是为了满足自身物质文明的需要，另一方面又在改变甚至是破坏自然环境的平衡。中国地下水资源总量为8. 31011 m3。20世纪80年代以来随着经济建设的发展，这种开发利用地下水资源及其对环境问题的影响日益加剧。这些问题不仅影响了经济建设的发展，而且危及人类自身的安全。地下水与其周围介质的物理化学作用过程十分复杂，其作用进程往往十分隐蔽和缓慢，因此，在开发地下水时所引起的环境问题不易被发现，一旦出现问题，要处理时又很难在短时间内奏效。地下水开发利用过程中的问题也是当今人们所关心的社会问题。中国地下水多年平均补给量约为8000亿m3，与多年平均河川径流量的比例约为1:3.4，在北方地区，这一比例为1:1.58。地下水资源不仅在数量上具有举足轻重的地位，而且还具有水质好、分布广泛、便于就地开采利用等优点。据统计，我国约有70%人口以地下水为主要饮用水源。由此可见，地下水的利用和保护是关系到我国经济和社会可持续发展的战略问题。2 地下水开发利用中的环境问题地下水资源是我国水资源的重要组成部分，特别是在地表水资源相对贫乏的干早、半干早地区，地下水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着不可替代的作用。最新的全国地卜水资源分省评价报告表明，因开发利用不合理，目前我国地下水资源面临着供需紧张、污染严重、地质灾害影响大等问题。（1）地下水开采过渡会造成区域地下水位下降。由于地下水位降低，在上覆岩层及沉积物的压力作用下，特别是第四纪沉积物的压力作用，孔隙被压缩，储水空间变小，会造成地下水含量的减少，甚至会导致地下水枯竭。（2）地下水开采会造成地面沉降与塌陷。大量开采地下水流体是引起地层压密、地面沉降的原因.天然条件下，承压水与其上下隔水层之间处于平衡状态，一旦抽水使水头下降，引起向上的浮托力减小，承压水所受的应力一部分就转移到含水层颗粒的骨架上来，使颗粒间隙变小，孔隙度因而变小，地层遭受压缩，产生地面沉降.研究表明，沉降量和沉降速度除了与抽水量大小、水位下降速度有关外，还与孔隙地层的颗粒大小有关.粗颗粒释水压密为弹性变形，当水位恢时土层不能回弹，复后，砂层可以还原，沉降消除；而细粒的粘性大，颗粒间具有较强的粘结力，形成结构孔隙，释水压密所引起的地面沉降也不能消除。由此可见，压缩地下水开采量和向含水层进行人工补给，是控制地面沉降的有效措施。（3）地下水开采会造成海水入侵。在沿海地区，当含水层与海水直接接触时，天然条件下，地下水位高于海平面，并向海里排泄。由于海水与淡水比重不同，淡水可浮托于咸水之上，咸水呈楔形插入淡水的底部。当含水层受到开采时，就会破坏咸淡水的平衡关系，引起海水入侵。防止海水入侵的关键是保持淡水含水层的水位高度，其方法除了控制抽水量外，积极的办法是进行人工回灌，以控制海水入侵。回灌时可以引用河水，也可以在抽水井与生活海岸间打一排回灌井，形成一个水位高于海平面的压力脊；或者相反，在沿海岸布置一排抽水井，使其形成一条较深的水位低槽，以防止海水向内陆入侵，在有利的地质条件下，还可以进行帷幕灌浆，形成地下隔水层，以阻挡海水入侵。（4）地下水污染。由于人类的活动使地下水受到不同程度的污染。据统计，中国的大多数城市地下水已受到一定程度的污染，部分地区的地下水水质指标超标，主要有矿化度、总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、铁、锰、氯化物、硫酸盐、氟化物和pH值等，其中硝酸盐、亚硝酸盐和气态氨氮污染在全国均较为突出。同时在一些地方看到，很多河流、水沟都是污水，有的水甚至像墨一样黑。人多的地方，各种生活污水直接排放，流入河里、渗入地下，污染了地表水和浅层地下水。在对晋江市地下水污染进行调查时，主要是对其中的矿化度、总硬度、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、氯化物、硫酸盐、氟化物以及pH值等常用的化学指标进行测定，作为评价的依据。3地下水开发利用环境问题原因及防治3.1地下水开发利用环境问题产生的原因3.1.1“过量开采”地下水的排泄和补给受到气候、岩性、地形、水文和地质构造等方面的影响，在一定条件下是保持着一种动态平衡，一个地区的地下水一旦开采就破坏了原先的平衡状态.晋江居民和工厂用水多为深水井，不少乡镇打井泛滥，造成地下水位下降.在开采区附近形成水位降落漏斗.当开采量小于补给量时，这种水位降落漏斗随季节变化在丰水期水位上升，枯水期水位下降，其交替升降幅度不大，但当开采量超过补给量时，会造成地下水位的持续下降，甚至在丰水期水位也无法恢复，这就是“过量开采”所造成的后果。这种情况很容易出现在以下地区：一是深层水地区，在深层水地区由于补给条件的限制，如果一味追求打深井，就更易造成水源枯竭；二是井网分布过密地区，由于在同一时间内所能抽取的水量增加，势必造成开采过量。3.1.2无节制地排放未经处理的废污水随着经济社会的发展，城市规模的不断扩大，用水量的持续增大，排入江河湖库的废污水不断增加，这些废污水未经处理直接排入江河湖库，成为主要的污染源。3.1.3经济发展与环境保护不协调改革开放后，个地方企业异军突起，成为我国经济发展的生力军，这一方面极大地增强了晋江市的经济实力，另一方面，于乡镇企业技术含量低，能耗高，污染重，给生态环境特别是地下水环境造成严重影响。3.1.4水土流失以及化肥、农药的不合理使用 目前，晋江市大多数湖泊和河流因污染造成了氮、磷的富营养化。据专家估算：近50%的氮、磷来自于水土流失造成的面源污染。这些污染物质渗入地下，成为地下水污染物的主要来源之一。除以上造成地下水污染的土要原因外，对污染治理投入不足、治理技术落后、治理设施正常运转率低，对保护水资源宣传教育和依法管理的力度不够，也是造成水污染的重要原因。3.1.5水土资源的不合理开发利用对地下水无节制的采用，致使地下水大量减少甚至枯竭。由于地表水资源贫乏和水污染加剧，一些地区对地下水进行掠夺式开发，地下水超采现象十分严重，以牺牲环境为代价维持工农业生产和人民生活的用水需求.农业用水大水漫灌，使污染物渗入地下，因而加剧的地下水的污染。3.1.6水资源短缺与水污染互为因果，加剧了地下水环境恶化由于水资源短缺，水体环境容量低，水环境更趋恶化，地下水污染也相应严重。部分地区河道基本上被污染，邻近城市的河道成为排污沟，水污染也进一步加剧了水资源的供需矛盾。3.2防治措施（1）走可持续发展之路走可持续发展之路，以改善生态环境为根本和切入点，制定地下水资源保护规划，实现地下水资源的可持续利用。地下水环境总体恶化，形势严峻，其发展态势令人忧虑。实践证明，以牺牲环境换发展，走先污染后治理的路是行不通的。必须在全社会树立水资源与水环境的忧患意识，走可持续发展之路，使经济发展水平与资源条件、环境保护的要求相符，合理确定与调整经济结构和产业布局，要在保护生态的前提下加快发展，根据水资源条件确定重点发展区域和发展重点，实现资源的优化配置，提高区域的资源环境承载能力。要把地下水资源的开发利用与节约保护结合起来。对于污染严重地区，应将改善地下水环境作为区域社会经济发展的首要目标，果断地关停严重污染环境的小企业，加大污染治理力度。（2）优化管理模式建立地下水管理与行政区域管理相结合的地下水资源保护管理模式，实行水量水质统一管理，健全地下水环境监测网络，实行动态监测、区域联防要以地下水资源优化配置为目标，加强流域和区域的地下水资源统一管理。当前，尤其要注意强化地表水与地下水统一管理，供水与需水统一管理，水量与水质统一管理.搞好水资源的优化配置和保护，努力提高水资源的科学有效利用和保护水平。（3）依法治理地下水完善地下水资源保护立法及法律修改工作依法治理地下水，是改善我国地下水环境的关键所在，各级水利部门要进一步加大对开采地下水许可审批管理的力度，强化开采地下水许可的管理，严格控制取水量，限制耗水量大、污染严重的企业用水，又要严格退水水质管理。对新申请开采地下水许可证的单位，严格按照开采地下水许可水质管理规定，必须提交开采地下水和退水对环境影响的分析报告，方可办理取水许可中请审批手续。4 总结资源分布不均和不合理的开采布局，使城市地下水开发利用中存在着严重问题。在许多地区和城市，局部超采现象较为普遍。而对严峻的地下水资源供需形势，充分发挥中国地质环境监测院和各省、地级的地下水监测体系，对各省主要城市、重要盆地和平原农业区实行长期动态观测，对由开采地下水所引起的相关地质环境问题进行区域性监测，在充分掌握我国地下水资源基本情况的基础上，进行科学合理的开采布局及调工作，控制减少污染源是从根本上解决我国地下水资源开发利用方而问题的重要措施。列举如下：（1）把地下水的利用和地表水的利用有机地结合起来；（2）有效地控制污染源；（3）提高市民的环保意识，加强政府门地地下水的管理；（4）划分出不同的开采区。参考文献 刘润堂，许建中，冯绍元等.农业面源污染对湖泊水质影响的初步分析J .中国水利,2002 , (6) :54-56.2 杨爱玲，朱颜明，等. 地表水环境非点源污染研究J.环境科学进展,1998,(5):60-67.3 陈清山.气地下水开发利用中的环境问题和防治措施研究D.福建:福建农林大学, 2006:8-15.