淺談地下水過量開采的危害及防治

　　1.1地下水超采造成地面沉降

　　由于連年超采地下水,水位持續(xù)下降,易造成地面沉降。超采范圍之內(nèi)的巖土層地下水釋放,土層被壓密,厚度降低,引起其上部巖土體沉降,上覆土層因自重和疏水向下移動(dòng)、彎曲變形,一直發(fā)展到地表,引起地面變形,使建筑物傾斜、墻體開裂,造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。與巖土工程中的降水開挖相比,超采地下水造成的地面沉降影響范圍非常大,據(jù)資料顯示,美國長灘市1961年累計(jì)沉降量達(dá)9 m,休斯頓市1978年的沉降影響范圍達(dá)到12 000 km2。需要說明的是地面沉降的原因包括自然原因和人為原因,超采地下水并非引起地面沉降的唯一原因,但是這種因抽取地下水而形成的地面沉降,是地面沉降現(xiàn)象中發(fā)育最普遍、危害性最嚴(yán)重的一類。國土資源部南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所主持的《長三角地區(qū)地下水資源與地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)》顯示,由于過量開采地下水形成“地面沉降”,對上海市造成了2 900億元的損失,長三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)損失近3 150億元。

　　1.2造成局部地區(qū)水資源衰減并伴隨地下水污染

　　水源地超量開采造成水資源衰減主要是井位布局不合理,供水井集中,以及超量開采,導(dǎo)致水源地地下水水位降深過大,形成地下水漏斗并逐年擴(kuò)展。水資源衰減影響生產(chǎn)用水,造成的經(jīng)濟(jì)損失難以估量。地下水超采造成的地下水污染主要有兩個(gè)方面的原因:第一,由于過量開采地下水導(dǎo)致巖溶塌陷,破壞上覆第四系隔水層,地表污水及劣質(zhì)潛水通過塌陷段滲入;第二,由于過量開采地下水,造成水位降低,水量減少,同時(shí)水在地下凈化時(shí)間變短,此外,水位降低和地下水漏斗的擴(kuò)展則增加了地下水接受補(bǔ)給的范圍以至于超出水源地保護(hù)區(qū)范圍,實(shí)際就是擴(kuò)大了受污染面積。這些原因都會(huì)造成水質(zhì)變化。

　　對于農(nóng)田,灌區(qū)內(nèi)地下水鹽堿不能向外排除,但同時(shí)增加了地下水補(bǔ)給區(qū)范圍,周邊沙漠等含堿地下水地區(qū)還要向灌區(qū)補(bǔ)給,含堿地下水不斷下滲到深層,易造成土壤鹽堿化。

　　1.3對于沿海地區(qū),造成海水入侵,地下淡水鹽堿化

　　一般情況下,陸地含水層的淡水水位比海水水位高,但經(jīng)過長期大量抽取陸地淡含水層,會(huì)使其地下淡水水位低于海水水位,導(dǎo)致海水通過透水層(弱透水層)滲入陸地淡含水層中,這種現(xiàn)象稱為海水入侵。它使地下淡水鹽堿化,從而破壞地下水資源。

　　2.1在政策和法規(guī)上

　　行政管理方面,建立統(tǒng)一的地下水資源管理機(jī)構(gòu),實(shí)行規(guī)劃開發(fā),統(tǒng)一合理調(diào)度,如在市區(qū)內(nèi)逐步停止自采井,統(tǒng)一調(diào)度使用城市供水;培養(yǎng)一批地下水資源監(jiān)測、科研隊(duì)伍,加強(qiáng)對事故處理的能力,同時(shí)為科學(xué)管理提供依據(jù),建立完備的應(yīng)急預(yù)案、水質(zhì)監(jiān)測、預(yù)警監(jiān)控體系和嚴(yán)格的監(jiān)管制度。在資金支持上,完善投入補(bǔ)償機(jī)制。要加大對飲用水水源保護(hù)區(qū)的投入,研究制定優(yōu)惠政策,多方籌集資金,用于飲用水水源地環(huán)境保護(hù)工作。法制管理方面,認(rèn)真貫徹國家有關(guān)地下水資源管理的方針、政策及法規(guī),制定符合地方實(shí)際情況的地下水管理?xiàng)l例,加強(qiáng)地下水資源環(huán)境保護(hù)與節(jié)約用水的宣傳教育。

　　2.2在地下水開采管理上

　　2.2.1分區(qū)控制開采地下水

　　根據(jù)地下水超采造成危害的程度的預(yù)測評(píng)估,并考慮地下水資源的恢復(fù)、補(bǔ)給能力,將地下水開采管理劃分為禁采區(qū)、限采區(qū)和控采區(qū)或不同的保護(hù)區(qū),進(jìn)行分區(qū)開采。深層地下水和淺層嚴(yán)重超采區(qū)實(shí)行禁采政策,如市區(qū)內(nèi)、長期農(nóng)業(yè)灌溉的嚴(yán)重超采區(qū);淺層地下水一般超采區(qū)、已引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)和受污染地區(qū),并具有一定的補(bǔ)給及恢復(fù)能力的地區(qū)實(shí)行限采政策;輕微超采區(qū)實(shí)行控制開采,實(shí)現(xiàn)采補(bǔ)平衡。并通過適當(dāng)調(diào)整不同地區(qū)的水資源費(fèi)來協(xié)助施行分區(qū)管理的政策。

　　2.2.2加強(qiáng)地下水信息監(jiān)控管理

　　進(jìn)一步完善地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和地面沉降的檢測,改進(jìn)監(jiān)測手段,如采用GPS技術(shù),實(shí)現(xiàn)CPS監(jiān)測與分層監(jiān)測標(biāo)組監(jiān)測自動(dòng)化,提高監(jiān)測成果的時(shí)效性和服務(wù)水平。從而及時(shí)掌握地下水開采與地面沉降動(dòng)態(tài)情況,適時(shí)調(diào)整地下水開采計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)地下水資源的動(dòng)態(tài)管理,所得數(shù)據(jù)對科研工作也具有重要意義。2.2.3充分利用雨水資源、加強(qiáng)水循環(huán)利用等方法,減少對地下水的開采

　　充分利用雨水灌溉,開展人工增雨作業(yè),增設(shè)人工增雨作業(yè)點(diǎn),灌溉季節(jié)增加有效降雨,工業(yè)生產(chǎn)和民用中盡量多的利用中水,據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),城市供水的80%轉(zhuǎn)化為污水,經(jīng)收集處理后,其中70%的再生水可以再次循環(huán)使用。合理利用中水、雨水,減少地下水的開采量,以恢復(fù)和養(yǎng)蓄地下水,改善水文地質(zhì)環(huán)境。

　　此外,還可以加強(qiáng)生態(tài)治理、加強(qiáng)地下水污染治理,通過攔蓄工程、濕地工程等,提升水體自我降解和生物降解能力。

　　2.3在地下水超采造成的各種地質(zhì)問題防治方法研究上

　　2.3.1加強(qiáng)對大范圍地面沉降的研究

　　在第七屆國際地面沉降學(xué)術(shù)研討會(huì)(2005)上,國土資源部副部長貟小蘇講話:“各個(gè)地區(qū)都根據(jù)自身實(shí)際,開展了深入和系統(tǒng)的地面沉降防治工作,并逐步形成和推進(jìn)了區(qū)域聯(lián)動(dòng)。其中以上海、江蘇、浙江為主體的長江三角洲地區(qū);以北京、天津、河北等地為主的華北平原地區(qū);以西安、太原為代表的構(gòu)造盆地地區(qū),其地面沉降監(jiān)測、防治與研究都取得顯著的成效”。在測量學(xué)上應(yīng)加強(qiáng)對城市大范圍進(jìn)行地表沉降測量的研究,結(jié)合水文數(shù)據(jù),對地下水超采形成地面沉降的研究工作具有重大意義。

　　2.3.2對于地下水超采的治理辦法可以采用回灌方法,恢復(fù)養(yǎng)蓄地下水

　　因地制宜開展地下水人工回灌。人工回灌是防治地面沉降的有效手段之一,且方法簡單,并能起到蓄水儲(chǔ)能的綜合效果,但需水量大。應(yīng)積極創(chuàng)造條件,在保證水質(zhì)的前提下,進(jìn)行回灌。各含水層組之間水力聯(lián)系較好的地區(qū),具有接受大氣降雨入滲與河水補(bǔ)給的特點(diǎn),建設(shè)引雨回灌工程,利用雨洪資源滲漏回補(bǔ)地下水。

　　2.3.3沿海地區(qū)海水入侵的防治方法

　　采取的措施有:在供水井與海水之間打一排井,利用抽水造成水位低槽,或用注水方法形成水力屏障;在有利地質(zhì)條件下,也可修建地下防水堤,這些方法,均可起到防止海水入侵的效果。應(yīng)加強(qiáng)對這些工程地質(zhì)方法在處理海水入侵中的研究。