第六章-地下水资源管理与保护.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,第六章 地下水资源管理与保护,6.1,我国地下水资源开发利用现状,一、全国地下水资源概况,(,新一轮地下水资源评价成果）,1.,地下水资源量,全国多年平均地下资源量为,8837,亿,m,3,（淡水），约占全国水资源总量的,1/3,，其中山区为,6561,亿,m,3,，平原区为,2276,亿,m,3,；,多年平均地下水可开采量为,3527,亿,m,3,，其中山,区为,1966,亿,m,3,，平原区为,1561,亿,m,3,。,2.,地下水资源的变化趋势,（与,1984,年成果比较）,北方地下水资源量减少，南方地下水资源量增加。,北方,：,多年平均地下水资源量减少,122,亿,m,3,，可开采量减少,56,亿,m,3,;,南方,：多年平均地下水资源量增加,242,亿,m,3,，可开采量增加,643,亿,m,3,。,平原区地下水资源量减少，山区地下水资源量增加。,平原区,：多年平均地下水资源量减少,228,亿,m,3,，可开采量减少,309,亿,m,3,。,山区,：多年平均资源量增加,348,亿,m,3,，可开采量增加,896,亿,m,3,。,单位面积可开采量减少。,全国适宜开采或引用地下水的地区,平均地下水开采模数,已由,15,万,m,3,/km,2,.a,减少到,6,万,m,3,/km,2,.a,。其中,南方,平原区,为,17.8,万,m,3,/km,2,.a,，山区为,6.4,万,m,3,/km,2,.a,；,北方,平原区,为,6.6,万,m,3,/km,2,.a,，山区不足,2.5,万,m,3,/km,2,.a,。,3.,地下水资源变化的原因,区域降水量发生了变化,人类工程活动使地下水补给量减少,部分地区水文地质参数发生了变化,地下水可开采资源的评价面积增大（地下淡水可,开采资源评价面积增加了近,430,万,km,2,）,评价精度明显提高,二、地下水资源开发利用的特征,1.,地下水开采量持续增长,20,世纪,70,年代平均每年地下水开采量为,572,亿,m,3,，,80,年代增加到,748,亿,m,3,，,2000,年达到,1068,亿,m,3,，,2008,年达到,1071,亿,m,3,。,其中北方地区地下水开采量占全国开采量的,76%,。,地下水开采程度北方地区高于南方地区。,北方地区除青海省外，开采程度均超过,20%,。其中,天津市、河北省,和,北京市,开采程度超过,100%,，开采程度超过或接近,70%,的有,山东、河南、山西、辽宁,。,南方地区地下水开采程度除上海超过,90%,，贵州、江苏、重庆超过,20%,外，其它省（区、市）均小于,20%,。,2.,地下水开采程度地区差异较大,3.,地下水供水比例与用水结构发生变化,供水比例：,地下水占总供水量的比例呈先增长再到基本稳定的趋势，,1980,年为,14.0%,，,2000,年为,19.8%,，,2003,年为,19.1%,，,2005,年以来基本稳定在,18.4%,左右。,用水结构：,农业灌溉用地下水占地下水总用水量的比重呈递减趋势，已从,80,年代的,88%,下降到,2008,年的,62%,；工业和生活用地下水的比重明显上升，,80,年代工业和生活用地下水的比重为,12.0%,，到,1999,年工业用地下水的比重为,18%,，生活用地下水的比重为,20%,。,城市地下水开采：,全国有,400,多个城市开采利用地下水，在城市用水总量中，地下水占,30%,。北方城市以开采地下水为主，华北、西北城市利用地下水比例分别高达,72%,和,66%,。,6.2,地下水资源开发利用中存在的问题,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,m,3,的速度增加。目前，全国,600,多座城市中有一半左右不同程度地存在缺水问题，但水资源浪费问题仍相当突出，我国的万元工业产值耗水量一般是发达国家的,10-20,倍；每公斤粮食的耗水量是发达国家的,2-3,倍。,一、地下水资源紧缺和水资源浪费并存,二、地下水资源超采严重,地下水超采是指一定地域内多年平均地下水实际开采量超过了多年平均地下水可开采量，并造成了地下水位多年持续下降的现象。,严重超采区判断的依据：,实际开采系数大于,1.2,；,年平均地下水位下降速率大于,1.5m,；,引起地面沉降，且沉降速率大于,10mm/a,；,发生了海,(,咸,),水入侵或荒漠化现象。,水源地超,采状况,全国,240,个大型、特大型地下水源地中，有,53,个处于超采状态，年平均超采地下水,6.42,亿,m,3,；,超采水源地个数最多和年平均超采量最多的是山东省，仅大型、特大型地下水水源地就有,13,个超采，年均超采量近,l,亿,m,3,；,辽宁、江西、河北三省的大型、特大型水源地年超采量都在,0.5,亿,m,3,以上。,全国有,24,个省,(,自治区、直辖市,),存在地下水超采问题。,河北省超采面积最大，达,66973km,2,，占该省平原区面积的,91.6%,；超采区面积超过,10000km,2,的还有甘肃、河南、山西、山东等四省；超采区面积在,1000,10000km,2,的有新疆、江苏、上海、安徽、北京、天津、黑龙江、辽宁、内蒙古、陕西和浙江等,11,个省,(,自治区、直辖市,),；超采区面积在,100,1000km,2,之间的有宁夏、海南、江西、云南、广东和吉林省；广西和湖北省的超采面积不到,l00km,2,。,行政区域超采状况,三、地下水资源超采引发的生态环境问题,地下水超采，其实质是破坏了地下水及其赋存介质天然状态下固有的,生成,赋存,运动,之间的平衡关系。地下水原有补排平衡关系的失调，必然要在新的条件,(,即开采条件,)下寻求新的平衡，在寻求新的平衡过程中，对原有的生态环境产生了一系列影响。,地下水,超采引,发的生,态环境,问 题,地面沉降,地面塌陷,泉水断流,海水入侵,土壤次生盐碱化,荒漠化,地面沉降是一种地面变形现象。,地面沉降是由于开采深层承压地下水，降低了开采含水层的水头压力，从而导致粘土,(,淤泥,),质隔水层及含水层中粘土,(,淤泥,),质透镜体被压缩，引起地面区域性下沉的现象。,（,1,）地面沉降,全国有,40,多座城市由于不合理开采地下水而发生了地面沉降，其中沉降中心累计最大沉降量超过,2m,的有,上海,、,天津,、,西安,、,太原,，,天津塘沽个别点最大沉降量已达,3.1m,。,西安市钟楼累积下沉了,75.1cm,，大雁塔什字下沉,225.2cm,，大雁塔向北倾斜,88.4cm,。,后果：,地面沉降使建筑物基础下沉，公路、桥梁开裂，地下管道断裂等,。,雁塔区地裂缝,大雁塔倾斜,表,6-1,（,2,）地面塌陷,地面塌陷也是一种地面变形现象，多发生在隐伏岩溶地下水开采区，因此，又称,岩溶塌陷,。由于过量开采岩溶地下水，疏干或部分疏干了溶洞，受重力作用，溶洞之上的松散覆盖物塌落，地面形成坑、槽、沟等塌陷现象，即为地面塌陷。,地面塌陷具有突发性，所以破坏性很大，往往造成人身伤亡和重大经济损失，尤其是在人群密集区及交通枢纽地带，危害特别大。,城市地面塌陷,（,3,）泉水断流,由于地下水超采，地下水位大幅度下降，使泉水断流。,（,4,）海水入侵,海水入侵是海岸地区地下淡水超量开采而造成的海水向陆地流动的地下径流。,海水入侵示意图,原理：,在天然条件下，沿海地区的地下淡水和咸水建立了水动力平衡。伸入陆地的楔形咸水和淡水体形成天然的交界面。,如果大量开采地下淡水，则会由于降落漏斗的扩大使天然地下水位降低，破坏了咸淡水体之间的平衡，为了达到新的平衡，淡水和咸水界面就会向陆地方向推移，造成淡水体的污染。,直接后果：,地下淡水的矿化度和氯离子浓度增高、水质变差，从而失去了原有的利用价值。,（,5,）土壤次生盐碱化,在一些地表水资源比较丰富、引水条件较好的半干旱、半湿润地区，由于大量引用地表水，进行大定额溉灌，造成浅层地下水水位长期处于高水位状态，强烈的蒸发作用，导致地下水中的盐分在土壤中积累而使土壤盐碱化，这种现象称为,土壤次生盐碱化,。,土地盐碱化,（,6,）荒漠化,在内陆干旱区，人工生态林和下游荒漠河岸林及灌丛是绿洲生态环境安全的屏障，这些植被的生长对土壤水分状况和地下水位的变化反映敏感。,有研究资料表明，,内陆干旱区,沙枣,生长的最佳地下水位埋深为,3,，,梭梭,为,3,5,，,柽柳,为,5,，,白刺、沙拐枣,为,4,，当地下水位埋深超过最佳地下水位埋深后，土壤水分便会下降，植被根系因吸收不到地下水而逐渐衰败，甚至死亡，进而导致土地沙化。,甘肃民勤沙化状况,四、地下水环境污染严重,污染原因：,由于工业废水和生活污水排放量的增加，以及受农业大量使用农药、化肥的影响，使我国地下水污环境受到染。,污染区域,：,地下水污染严重地区主要分布在城镇周围、排污河道两侧、地表污染水体分布区及引污农灌区等。,污染趋势：,地下水环境污染呈现出,由点向面,、,由城市向农村扩展的趋势,。,6.3,地下水资源管理,在掌握地下水资源分布、数量、质量的基础上，通过人为对地下水资源的一种,干预,和,组,织,，使地下水资源得到合理开发和有效保护，以获得最大的经济、社会和环境效益。,一、地下水资源管理的目的,二、地下水资源管理的内容,1.,基本内容,地下水位的控制与优化,地下水质保护、控制及分质供水,人工回灌与地下水库的建立与调蓄,健全的水资源管理机构和完善的水资源法规,2.,为专门目的服务的地下水资源管理内容,(1),为城市生活和工业用水服务的地下水资源管理,控制城市发展规模、调整产业布局，合理配置水资源。,控制地下水过量开采、开发地下水库，进行水资源的时空优化调蓄。,合理开发利用水资源，实行分质供水。,(2),为农业用水服务的地下水资源管理,井灌区用水管理,井灌区用水管理的,核心内容是,提高井灌效益、降低灌溉成本,。需要做好以下几方面的工作：,实行计划用水，充分发挥井灌工程效益,加强机井配套，提高抽水设备装置效率,提高田间工程标准，以实现节水灌溉,选用合理的灌水方法,提高井灌效益,建立健全井灌区管理体制，实行水资源统一管理,机井的养护,机井的管理与养护,机井管理的责任制,建立健全机井技术档案,做好机井运行记录、防止井台沉陷,定期进行维护性抽水,定期进行维护性清淤,机泵的维修管理,加强水泵的运行管理,加强动力机的管理,提高管路效率,检修保养机泵各个部件,机井管理的技术经济指标,机井完好率：完好机井数占机井总数的百分比。,E,a,机井完好率,(100,),；,N,1,机井完好数（眼）；,N,a,机井总数,(,眼）。,100,（,6-1,）,设备完好率：完好设备数占配套设备的百分比。,式中,：,E,b,设备完好率,(100,),；,N,1,完好设备数（台）；,N,b,配套设备数数,(,台）。,100,(6-2),能源单耗：从井中提水,1kt,m,时所消耗的能源数,量,(,电能,kw,h /,kt,m,，油料,kg/,ktm,),。,式中：,e,能源单耗,(,kw,h /,ktm,或,kg/,ktm,）,;,某一时段消耗的电能或油料（,kw,h,或,kg,）,;,同一时段的抽水总量（,t,）,;,H,i,抽水净扬程（,m),。,（,6-3,）,灌溉成本：单位亩,次的灌溉费用（元,/,亩,次）。,式中：,C,n,灌溉成本（,元,/,亩,次）,；,C,0,年费用（包括年运行管理费和折旧费）；,年内灌溉亩次,(,亩,次）,。,(6-4),三、地下水资源管理的方法,1.技术方法,2.,行政管理方法,3.,法律管理方法,水文地质勘察技术方法,地下水信息的现代化管理方法,地下水优化管理与决策技术方法,6.4,地下水资源保护,一、地下水资源保护的原则,开发利用与保护并重的原则,维护地下水资源多功能性的原则,流域管理与行政区域相结合的原则,地下水资源保护的经济原则,取水、用水及排水全过程的保护原则,二、建立地下水动态监测体系,1.,地下水动态长期观测的目的,地下水监测规范,为水利建设规划和抗旱、除涝、治碱提供设计,依据；,为地下水水源地建设和管理，为地下水资源评,价、保护和合理利用提供依据。,2.,地下水动态长期观测的任务,通过对地下水动态监测资料的整理，发布地下水,情公报；,通过对地下水动态监测资料的分析，查明其补排,条件，对地下水进行合理调控；,利用地下水动态资料，推求论证有关水文地质参,数或其他参数；,依据地下水动态变化趋势，制定合理的地下水开,采方案；,通过对地下水质的监测，了解污染和盐化情况，,提出合理的防治对策。,3.,地下水长期观测站网的建设,（,1,）水位观测,（,2,）开采量监测,（,3,）水质监测,（,4,）水温观测,（,1,）,观测站网规划的原则,（,2,）,观测站网的布设,基本观测井网,专门观测井网,4.,地下水动态观测内容,4.,地下水动态资料的整理与分析,（,1,）长期观测资料的整理内容,（,2,）长期观测资料的分析计算,利用地下水动态资料，计算水文及水文地质,参数；,进行地下水动态分析和预测。,三、地下水超采区生态环境治理与保护,1.,科学规划、综合治理,2.,突出重点、全面推进,3.,合理配置水资源、合理调控地下水位,4.,总量控制、定额管理,5.,实施地下水保护行动计划,建议参考,超采区地下水资源开发利用管理办法,四、城市地下水资源保护,健全地下水监管机制,加大污染防治力度,构建地下水预测预警系统,建立水源地保护带,