大同市地下水超采引起的环境地质问题及对策
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山西省地下水超采与防治对策水是生命之源,对于人类的生存和发展至关重要。
在山西省,地下水作为重要的水资源,长期以来为工农业生产和居民生活提供了有力的支撑。
然而,由于各种原因,地下水超采问题日益严重,给当地的生态环境和可持续发展带来了巨大的挑战。
山西省地处我国北方干旱半干旱地区,水资源相对匮乏。
随着经济社会的快速发展,对水资源的需求不断增加。
过度开采地下水成为满足用水需求的一种常见方式。
长期超采地下水导致了一系列严重的问题。
首先,地下水位持续下降。
许多地区的地下水位大幅降低,形成了区域性的地下水降落漏斗。
这不仅影响了地下水的储存量,还使得地下水的取水难度加大,成本增加。
其次,地面沉降现象频发。
由于地下水的过度抽取,地层失去了支撑,地面出现下沉,这对建筑物、道路和桥梁等基础设施造成了严重的威胁,增加了维护成本和安全隐患。
再者,地下水资源的水质也受到了影响。
超采使得地下水的循环过程受到破坏,污染物更容易在地下水中积聚,导致水质恶化,威胁居民的饮水安全。
那么,造成山西省地下水超采的原因有哪些呢?一方面,工农业用水需求过大。
山西省是我国的重要能源基地和工业省份,煤炭、化工等行业耗水量巨大。
同时,农业灌溉也大量依赖地下水,尤其是在干旱季节。
另一方面,水资源管理不善。
缺乏有效的水资源规划和监管机制,导致地下水的开采缺乏科学合理的控制。
为了解决山西省地下水超采问题,我们需要采取一系列综合的防治对策。
加强水资源管理是关键。
政府应建立健全水资源管理制度,严格控制地下水的开采量,实行取水许可制度,并加强对违规开采的处罚力度。
同时,要加强水资源的统一规划和调配,优化水资源的配置,提高水资源的利用效率。
推广节水技术和措施。
在工农业生产中,大力推广节水灌溉技术、工业水循环利用技术等,减少水资源的浪费。
对于居民生活,倡导节约用水的生活方式,普及节水器具。
加强生态补水。
通过引黄工程、南水北调等跨区域调水工程,增加水资源的供给,对地下水资源进行补充,逐步恢复地下水位。
2020年11月第42卷第6期地下水Ground waterNov. ,2020Vol.42 NO.6DOI:10. 19807/ki.DXS.2020 -06 -021大同市地下水超采区生态修复量计算及修复对策探讨邢冬霞(山西省大同市水文水资源勘测分局,山西大同037008)[摘要]大同市水资源严重短缺,地下水超采严重,由于多年地下水位的下降及超采区范围不断扩大,形成 了以城市水源地为中心的地下水位降落漏斗,同时引发了地面沉降、地裂缝、水井枯竭、水质恶化等诸多环境地质问 题=在具备超采区生态修复条件的基础上,对地下水水量进行修复计算研究,是非常可行和必要的。
采用基本估算法和疏干体积法,把大同市超采区划分为9个分区,对大同市地下水超采区生态修复量进行计算,并在评价计算成果 的基础上提出相应的修复对策,结果可知:大同市地下水超采区累计地下水生态修复总量为63 372万m3。
在后续 的地下水管理保护工作中,应坚持落实节水优先政策,优化水资源配置,统筹生活、生产和生态等用水需求,最关键 和最有效的修复措施还是要积极寻找替代水源和补水水源,加大地表水源地建设力度,逐步加大地表水水源地供水能力,减少对城区地下水开采力度,涵养城区地下水,促进地下水逐步得到保护和恢复。
[关键词]地下水;超采区;生态地质问题;水量修复;修复对策;大同市[中图分类号]P641.8 [文献标识码]B[文章编号]1004 - 1184(2020)06 -0063 -011大同市地下水超采区现状及引发的地质生态问题分析大同市作为国家资源型经济转型综合配套改革试验区山 西省的一部分,水资源严重短缺,地下水超采严重,由于多年 地下水位的下降及超采区范围不断扩大,主要形成了以城市水源地为中心的地下水位降落漏斗,主要有城西、城南和城北三大水源地漏斗区,总面积506 km2(其中严重超采区面积 163 km2)。
其中御河流域超采区面积319 km2,口泉河流域 超采区面积50 km2,桑干河流域超采区面积137 km2,地下水 累计超采量达21亿m3以上。
地下水开发利用中的环境地质问题及防治措施摘要:我国经济的发展,可谓世界瞩目,但是经济的发展,并没有为人们带来良好的生存环境,由于过渡追求经济效益,使得人们的对于环境的保护以及资源的利用有所忽视,很多不合理的资源开发行为,导致了非常恶劣的环境问题,本文以地下水资源的开发和利用为研究内容,对其中存在的问题以及影响做了全面的分析,并提出了具体的解决对策,在资源与环境问题日益严峻的形势下,只有正视自己的行为,秉持可持续发挥的理念,才能够构建一个人与自然和谐相处的社会。
关键词:地下水开发利用;环境地质问题;防御对策引言:水资源的开采和利用,一直都是国家政府以及各生产领域都广泛关注的问题,在水资源日益紧缺,水资源需求量不断增加的大背景下,地下水的开采也更频繁,由于一些不合理的开采行为,使得地下水明显下降,补给无法与开采的速度相匹配,从而导致了河流量减少,海水入侵以及地面下沉等现象。
在自然环境中,所有的消耗活动与补给行为必须要持平,一旦打破这个规律,那么生态系统必然会失去平衡,人类以及动植物都会因此受到威胁。
科学,合理的开采地下水,全面分析地下水开发利用中的环境问题,并采取积极的治理措施,是非常必要的。
一、地下水资源开发现状我国虽然地大物博,物产丰盈,但是由于人口众多,人均占有资源的数量非常少,再加之,南北跨度大,水源分布不均匀,人们节约用水的观念淡薄,用水行为不规范的等众多问题相互作用,使得我国地下水源的开发现状如容乐观。
从近些年来,我国地下水的开采情况来看,其受到一些不合理开采行为的制约,所带来的环境问题非常严重,水质变差,地面下沉的问题,频繁出现,除此之外,地下水资源的不合理开发,还会在很大程度上导致水源的污染,并对人们的身体健康产生威胁,导致用水紧张。
面对如此严峻的现状,找到一个合理开采和适用的地下水资源的方法,提高水资源年利用率,缓解环境问题,已经迫在眉睫。
二、地下水开发利用中引起环境地质问题分析2.1 地下水位下降的环境地质问题如果抽取地下水的速度高于补给的速度,那么非承压含水层中就会出现地下水漏斗的情况,如果在某个地域内出现多个这样的地下水漏斗,那么其叠加效果就会导致下水位的再次下降,从而造成水资源失衡,对居民的生产和生活都会造成影响。
大同市水资源现状和存在问题及其对策摘要:文中分析了大同市水资源的总体状况及其特点,提出了存在的主要问题及相应的对策,为大同市水资源的开发利用和保护提供了科学依据。
关键词:水资源,水环境,对策,大同市大同市位于山西省北部,为全国煤炭能源基地,总土地面积14 097 km 在行政区划上辖二区七县,2000年全市常住总人口300.31万人,其中市区(包括南郊区、新荣区)152.82万人,其余七县147.49万人。
非农业人口与农业人口之比为1∶1.19。
工业以煤炭、电力、冶金、建材、机械、医药为主导产业,农业以种植业为主,耕地面积44.3万hm 2。
1水资源状况及特点1.1水资源量大同市1956~2000年的降水量均值为421.4 mm,折合水体59.4亿m 3。
全市系列中年最大降水量为1959年的671.0 mm,年最小降水量为1965的239.9 mm,实际本地天然水资源总量9.8711亿m 3。
1.2水资源特点(1)本地水资源严重缺乏,全市人均水资源占有量415.8m 3,中本地水资源占有量325 m 3,占全省人均水资源占有量的85.3%,占全国人均占有量的12.0%,远小于国际公认的人均500 m 3的严重缺水界限。
这充分说明了大同市水资源严重短缺的特点。
(2)水资源丰枯悬殊,年内年际变化大。
大同市降水量季节分配极不均匀,季节变化非常明显。
一般来说,冬季干旱少雨,夏季雨水充沛,秋雨多于春雨。
(3)水资源地区分布不均。
河川径流主要以唐河区以及洋河区为富水区,其他地区则相对分布较少,而作为水资源的另一部分地下水,则为盆地区相对较大,而山丘区由于补给单一,相对贫乏。
2水资源供需状况2.1用水现状大同市每家每月平均用水量为5~7吨,用水过程中饮食用水、冲厕、家务用水的比例较大,但是家里安装节水装置的不多,部分家庭有安装节水龙头。
不过有些地区的家庭对饮用水的质量不太满意,可能是由于自来水中的杂质较多。
不用长流水洗漱,随手关水龙头,大部分家庭可以做到;对于洗澡,很多人表示夏天用淋浴次数多,而冬天用浴缸次数则较多。
大同市地下水水质现状及保护措施彭振丽( 大同市水务局)摘要:水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源,是人类赖以生存和发展的宝贵财富。
大同市水资源贫乏,是全国 1 1 0座严重缺水城市之一。
随着工业的发展,大同市地下水水源地的水质受到不同程度的污染,给工农业用水特别是居民生活的饮水安全造成严重威胁。
根据大同市地下水水源地水质监测情况,分析了污染物的来源,提出了地下水水源的保护措施。
关键词:地下水水质污染水源地保护大同市中图分类号:X 5 2 3 ;T V 2 1 3 .4 文献标识码:C 文章编号:】0 0 8 - 0 1 2 0 ( 2 0 1 0 ) 0 3 - 0 0 3 2 - 0 2大同市地处干旱少雨、生态脆弱的晋北黄土高原,属温带大陆性季风气候,年均降雨量4 0 0 mm左右,年均水资源总量9 .5 1 亿m ,人均占有量不足全国平均值的1 /8 。
市区更是少之又少,人均水资源占有量仅为8 1 m ,占全国平均值的3 %,远远小于国际公认的人均5 0 0 m 的严重缺水界限,因此被列入全国1 1 0座严重缺水城市之一。
为了维持居民生活用水和工农业生产需求,每年超采地下水多达5 0 0 0—8 0 0 0万t n ,地下水超采区面积达3 9 4 k m 。
另外,由于大同市多年原煤高强度开采和其他工业及生活废水的排放,直接导致地表水的污染,境内已无一类地表水。
而且由于水循环的影响,市区部分区域浅中层地下水也受到了一定污染,已不宜饮用。
由此可见,大同市的水资源现状令人堪忧,以水资源短缺、地下水污染严重为特征的水危机已经成为经济社会可持续发展的重要制约因素,解决水源污染特别是地下水污染问题已成为所面临的一项刻不容缓的任务。
l 地下水水源地地质特征大同市用水结构是畸重地下水,畸轻地表水,地下水的开发利用程度较高,在国民经济和社会发展中所占的比重达8 0 %。
市区有水源地6处,分别为白马城、城西、十里河、高庄、城南和开发区。
过量开采地下水的弊端及防治诠释地下水是自然界中的重要水资源,是人类生产和生活中不可缺少的一种水源。
但是由于人类过度开采地下水,导致地下水位下降,引发了一系列的环境问题和社会问题,造成了严重的后果,因此必须采取措施遏制过量开采地下水的现象。
本文将从过量开采地下水的弊端和防治措施两个方面进行阐述。
一、过量开采地下水的弊端1. 地下水位下降过量开采地下水是导致地下水位下降的主要原因,这种现象不仅仅是在干旱地区出现,而且在湿润地区也存在。
过量开采地下水会导致地下水下降,致使河流水位下降,湖泊干涸,造成水资源短缺,影响当地的生产和生活。
2. 土地沉降过量开采地下水会导致地下水位下降,进而引起地层变形,形成土地沉降。
土地沉降不仅影响道路交通的安全和城市建设的稳定,还会引发地下水污染和地质灾害的发生。
3. 生态环境损失地下水是生态系统的基础水源,如果过度开采地下水,则会导致湿地、河流、植物和动物栖息地的损失,危及生命物种的生存和生态平衡的维持。
4. 水质污染过量开采地下水会造成地下水位下降,会导致污染物向地下水体移动,影响水质安全。
地下水超采现象造成水质污染的原因之一就是,地下水采取不平衡,空隙水和毛细水等不同附属地下水的位移不一致,导致水质的异质性扩散。
二、防治措施1. 限制地下水开采量政府应制定相关的法规和政策,开展地下水管理,明确地下水开采的数量和范围,加强地下水监控和管理,切实控制地下水的开采量,保护地下水资源。
2. 科学调配水资源政府应采取措施推行科学的水资源调配方案,加强各地水资源的整合和分配,同时在全社会宣传节水意识,倡导人们养成良好的用水习惯,从源头上避免过度开采地下水。
3. 推广节水技术大力开展科技创新和节水技术的推广,推动农、工、城、居等各个领域的生产生活节水,尽可能地降低对地下水资源的开采,构建互补型的水资源利用模式,增加用水的可持续性。
4. 加强监管执法加强对地下水开采和污染行为的监管执法,制订严格的地下水资源管理规定,加大对违法开采、超采等行为的惩处力度,保护地下水资源。
大同市区地下水开采引起的环境地质问题及对策
邢冬霞
(山西省大同市水文水资源勘测分局大同037008)【摘要】文中根据地下水开发利用情况,列举由于地下水开采引发了一列环境地质
问题,并提出了解决地质问题的对策。
【关键词】地下水;开采;环境地质问题;对策
中图分类号:X14 文献标识码:B
1 大同市地下水开发利用现状
大同市区位于山西省最北端,北、东与内蒙古自治区及河北省相接,西、南与本省
朔州市、忻州地区为邻,总面积2 080km 2。
属高原地带半干旱大陆性季风气候。
由于地表水资源紧缺,不能满足工农业生产和人民生活的用水需求,形成了以地下
水作为本区的主要供水水源,其开发利用程度较高,2007年地下水资源量为62 798 万
m3,地下水开采量为51 648.1万m3,占总资源量的60.6%,但由于有限的地下水资源不能承受无节制的开采,导致了本市的许多地方出现了地下水位大幅下降.
2 地下水开采引起的环境地质问题
随着大同市能源重化工基地建设和农业生产的发展,需水量越来越大。
长期以来由
于对地下水的开发缺乏统一规划和管理,造成水源地布局不合理,开采井群在空间分布
上高度集中,不合理的开采状况改变了区域地下水天然流场,形成了以城市水源地为中
心的大面积地下水位降落漏斗,并由此引发了含水层疏干、地面沉降、水井枯竭、泉水
衰减或断流、水质恶化等多种环境地质问题。
2.1地下水过量开采,形成了大范围的地下水位降落漏斗
大同市区由于对地下水缺乏统一规划、统一管理、高强度不合理的开采,改变了区
域地下水天然流场,出现了水井分布不均、地下水水位下降、局部地区超采,使区域内
地下水位持续下降,形成了四个地下水位降落漏斗。
截止2008年底漏斗面积已扩展为
117.0km2。
(1)城西漏斗。
1982年首先在十里河西水磨开采出现了机车厂、柴油机厂两个地
下水位降落漏斗,漏斗面积分别为 3.2km2和 2.3km2,1990年两个漏斗合并,面积
21.17km2,中心水位标高1 024.80m, 2006年中心水位为1 005.72 m,2007年为1 001.13 m,2008年1 000.55 m。
该漏斗在横向上呈扩大趋势,扩大范围是由北向陈庄、安家小村发展,东南向与城南漏斗连通的趋势,同时漏斗不断向纵深发展,漏斗中心为36号马营。
(2)城北铁路桥漏斗。
1984年在御河铁路桥下出现了1.4km2的降落漏斗,漏斗中心水位1 029.57m, 2006年中心水位为1 000.95m,2007年为1 002.55 m,2008年为1 002.62 m。
该漏斗在向更深方向发展的同时,向西南方向发展,并逼近城西漏斗,漏斗中心为42号新民。
(3)城北白马城漏斗。
1988年城北白马城出现了1.6km2的降落漏斗,漏斗中心水位1 038.16m, 2006年中心水位为992.78m,2007年为992.50 m,2008年为987.90 m,漏斗在纵向发展更快,漏斗中心为28号金家湾。
(4)智家堡漏斗。
1991年在城南水源地东南部,出现了9.9km2的智家堡漏斗,漏斗中心水位1 003.90m, 2006年中心水位为992.33 m,2007年为991.83 m,2008年为994.87 m,该降落漏斗纵横都有进一步的发展,漏斗中心为A16号智家堡。
综上所述,四个漏斗2006年漏斗面积为111.5 km2,2007年为114.0 km2,2008年为117.0 km2。
经分析,反复查证核实,大同市区御河铁路桥漏斗、城南智家堡漏斗、城北漏斗已经形成了复合漏斗,见表1
水源区地下水降落漏斗特征值统计表
表1
2.2地下水过量开采引起地面沉降
2.2.1.地面沉降
目前大同市有两个地面沉降中心,中心区分别位于十里河南岸的时庄-西韩岭一带和御河两侧利群制药厂-梓家村一带,其中最大累积沉降量为124mm,平均沉降速度为24.8mm/a,一般累积沉降量为40~50mm,平均沉降速率为8~10mm/a,大于大同盆地区域性沉降速率3mm/a。
2.2.2.地裂缝的产生
目前大同市区在大同机车厂、铁路分局、五里店、马军营、322医院、文化里及凿井队出现了7条地裂缝,长度20.6km。
2.2.3.地面沉降、地裂缝与地下水开采的关系
根据监测资料分析,地下水位降落漏斗与地面沉降中心在时空分布上两者位置基本相对应,认为地下水过量开采是产生地面沉降的主要因素之一;同样地裂缝也处在沉降区的边缘。
经分析认为:由于中心周边地层间地下水的疏干,加剧了地面沉降,在疏干地层土壤重力作用下,加速了隐伏断层带的活动,从而引起地面沉降区边缘地裂缝的产生。
2.3地下水水质污染加剧,水环境条件恶化
据监测调查资料分析计算,大同市市区地下水入渗回归量多年平均1 120.8万m3,市区的浅层地下水已经遭到了污染。
大同市市区主要污染途径有,一是污水在排放过程中沿渠道河道入渗,二是农业引污灌溉。
由于区内地下水位的大幅度持续下降,使各种水体悬于地下水位之上,加速了包括污水在内的各种水体向地下水的转化速率,水体中的污染组分在地下岩土没有得到充分降解的情况下,大部分进入地下水中,引起水质污染。
而在地下水漏斗区由于地下水位不断下降、地下水开采深度不断加大,加之有的水井井壁封闭不严或不加封闭,有些水井为混合水,这些井实际上成为浅层污染水进入中、深层的通道,使中深层水亦遭到不同程度的污染。
3 解决地下水开采引起的环境地质问题及对策
要解决地下水超采引起的环境问题,必须加强水资源管理,合理控制地下水开采量,治理污染源,建立节水型城市,以确保地下水资源的可持续利用.
1)加强水资源管理,优化开采布局。
在空间上要根据地下水资源的分布特点,在现有的水资源条件下,优化水源井的地域分布,避免局部地区过量开采,以调控地下水水位和降落漏斗的形态,逐步达到地下水补给与开采量的动态平衡。
在时间上,实行地表水、
地下水联合调度系统,根据来水量、蓄水量和需水量,制订合理的水量分配和调度方案,充分合理地开发利用地下水资源量。
2)加强用水管理,增强节约用水意识。
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,水资源的需求量会大量增加。
为缓解供需矛盾,必须开源与节流并重,坚持节约用水,建立节水型城市.农业井灌区应适当发展低压管道灌溉及喷灌、滴灌,实行科学灌水,降低灌溉定额。
应合理调整工业布局,引进先进技术,提高水的重复利用率。
对城市生活用水,则可通过调整水价,推广节水设备,达到节水目的。
3)治理污染源,防治地下水污染。
根据”谁污染谁治理”的原则,实行水污染物的排放许可制度,严格要求工业和生活污水污染物排放总量不超过允许排放量。
对污水进行处理,使之达到灌溉用水标准后排放,既增加了灌溉水量,又可防止对土壤和地下水的污染。
禁止工业及生活污水就地排放,严禁利用渗井、渗坑直接排污。
农田施用化肥农药的淋失,会造成地下水的污染,应因土施肥施药,实施节水灌溉,减少化肥农药淋失。
4)兴建地下水库,扩大地下水调蓄能力。
对于山丘和坡度较大的河谷平原区,地下储水层厚度不大,且地下水力坡度大排泄快,故地下调蓄能力小。
在干旱年份,由于开采量大,地下水水位下降快,易形成超采漏斗区,甚至出现无水开采的局面。
为了增大地下水含水层调蓄能力,可选择储水性能好的区域,在地下水排污口处兴建地下防渗墙,形成地下水库。
5)采取工程措施,提高矿坑排水利用率。
矿坑水是地下水资源的一部分,其利用途径:一是就地使用,做为洗煤选矿用水;二是用于农田灌溉,非灌溉期的矿坑水可兴建水库存放或回灌于地下含水层。
6)建立完善的地下水监测网络。
加强地下水的监测工作,建立地下水动态数据库,做到及时准确地掌握地下水的变化动态,及时作出预报,完善地下水开发利用方案,从而保证地下水资源的可持续利用。
作者简介: 邢冬霞 ,女,1976年生,2005年毕业于华北水利水电学院,助理工程师,主要从事地下水观测研究工作。
[收稿日期:2008-12-24 修回日期:2009-01-15]
On Environment Geology Problems Caused by Groundwater Exploitation in Datong
Urban Area and Countermeasure
XING Dong-xia
Abstract: On the basis of groundwater development situation in Datong urban area,
a series of environment geology problems caused by groundwater exploitation are given, and the countermeasures to solve geology problems are put forward.
Key words: groundwater exploitation environment geology problem countermeasure。