沧州地下水超采与地面沉降关系的分析与探讨
- 格式:pdf
- 大小:165.00 KB
- 文档页数:2
探讨超采地下水所引发的环境地质问题【摘要】文章中提出了超采地下水形成的区域降落漏斗、引发地面沉降、地下水水质恶化等环境地质问题,并提出防治措施。
过量开采深层水导致地下水位不断下降,引发地面沉降等环境地质问题,研究取得如下主要认识和进展。
【关键词】超采地下水环境地质解决对策中图分类号:p315.72+3 文献标识码:a 文章编号:随着工农业和城市居民需水要求的急骤增长,地下水开采强度也逐年增加。
因地下水超采引发的一系列环境地质问题相继出现, 而且程度越来越严重。
现已影响和制约到城市建设的进一步发展,如任其恶化,将造成无法挽回的损失。
因此,已出现的一些环境地质问题必须引起我们的高度重视,同时采取相应措施,加以控制和恢复。
已引发地质的问题(山东省潍坊市)地下水位持续下降:地下水的动态变化实质上是补给与排泄两个环节的宏观表现,地下水的动态平衡体现了补给和排泄的平衡,随着人类的生产活动的加剧,过量开采地下水,破坏了地下水的平衡,消耗含水层的储存量,其结果便导致了地下水位的逐年下降。
据地下水观测资料分析,全市平原区地下水位大幅度下降始于1980年,平均地下水位埋深由1980年的5.41m下降到20年的4.71m,年平均下降0.4 m,最大年下降达1.62m。
几个漏斗区的地下水位下降更为严重, 如寿光一昌邑漏斗区的中心地下水位埋深从1980年的3.20m下降到2仪旧年的 9.40m,年均下降1.25m,潍坊城区漏斗区中心地下水位埋深从1980年的8.38 m 下降到1998年的49.90m,共下降31.52m,年均下降1.75m,地下水位已低于海平面25.51m。
由于地下水长期处于超采状态,自1980年起,在地下水集中开采区先后形成了不同程度的地下水漏斗区并不断扩展。
据统计,1980年全市平原区有漏斗区4处,范围面积265000㎡,无水位负值区,到1984年漏斗区发展到6处, 漏斗范围面积扩展到885000㎡,水位负值区面积35000㎡。
地下水超采地下水,是贮存于包气带以下地层空隙,包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。
地下水是水资源的重要组成部分,由于水量稳定、水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。
但在一定条件下,地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。
一、地下水超采的危害第一,地下水超采会造成地面沉降;第二,造成局部地区水资源衰减并伴随地下水污染;第三,对于沿海地区,造成海水入侵,地下淡水盐碱化。
二、防治地下水超采的方法遏制地下水过度开采的主要途径是明确科学评价地下水含水系统的可开采量及其承载能力,并合理确定开采井和开采量的时空分布,通过法律、行政及经济等手段,对地下水的开发利用进行科学管理,以实现地下水资源的可持续利用。
第一,根据地下水超采造成危害程度的预测评估,综合考虑地下水资源的恢复、补给能力,将地下水开采管理划分为禁采区、限采区和控采区或不同的保护区,进行分区开采;第二,进一步完善地下水动态监测网络和地面沉降的检测,改进监测手段,如采用GPS 技术,实现CPS监测与分层监测标组监测自动化,提高监测成果的时效性和服务水平;第三,加大对饮用水水源保护区的投入,研究制定优惠政策,多方筹集资金,用于饮用水水源地环境保护工作;第四,认真贯彻国家有关地下水资源管理的方针、政策及法规,制定符合地方实际情况的地下水管理条例,加强地下水资源环境保护与节约用水的宣传教育;第五,充分利用雨水资源、加强水循环利用等方法,减少对地下水的开采,改善水文地质环境;第六,建立统一的地下水资源管理机构,实行规划开发,统一合理调度,如在市区内逐步停止自采井,统一调度使用城市供水;第七,培养一批地下水资源监测、科研队伍,建立完备的应急预案、水质监测、预警监控体系和严格的监管制度,为科学管理提供依据。
地下水环境是地下水及其赋存空间环境在内外动力地质作用和人为活动作用影响下所形成的状态及其变化的总称,是地质环境的重要组成部分。
合理开发利用地下水,保护地下水环境,关系子孙后代、关系国计民生,因此,改善和保护地下水这一有限的战略资源已刻不容缓。
地下水超采引起的地裂缝的相关研究摘要:水资源是人们生存的必需资源,但随着地表水的污染和浪费,可用地表水的数量在急剧减少,在此情况下,地下水开采成为人们新的选择。
地下水开采在一定程度上解决了人们的用水问题,但无节度的开采也带来了一些负面影响,地裂缝便是其中之一。
论文就地下水超采引起的地裂缝开展研究,对低下水超采引起地裂缝的原因进行分析,就一些变形机理进行详细说明,并对因地下水超采所引起的地裂缝的监测工作进行介绍,为人们探索更加合适的应对措施。
关键词:地下水;超采;地裂缝一、地下水超采引起地裂缝的原因分析想要对地下水超采所引起的地裂缝进行研究,首先需要对其形成机制进行充分地了解。
关于地裂缝的形成机制的研究数不胜数,不同的专家学者在此问题上均有自己的见解,这也就使得地裂缝形成机制的难以得到统一的说法,现就学界中流传较为广泛的几种变形机理进行介绍。
(一)差异沉降学说关于地裂缝形成的学说中,差异学说是出现最早,也是目前最为人们所接受的,早在20世纪90年代,人们的研究便已验证了差异沉降学说。
在差异沉降学说中,地裂缝的产生机制如下:人们对地下水进行无节制的开采,致使土地出现压缩变形。
在此情况下,一旦地质结构出现基层的起伏状况,或压缩层厚度不一,则会导致差异沉降。
在此情况下,土层将会受到剪力,致使结构受到破坏,严重时则会出现地裂缝。
由于沉降裂缝在现实生活中较为普遍,差异沉降学说在地裂缝研究中也得到了人们的广泛认可。
因此,人们在对地裂缝形成机制进行研究时,往往会将更多的注意力放在差异沉降学说上,甚至在后续的研究中,部分研究人员直接将地裂缝归于沉降次生地质灾害。
在研究中,研究人员为对差异沉降学说的正确性进行验证,在研究中借助水平应变传感器,对地裂缝中的应变情况进行监测,同时,还对该位置的抽水、降水数据进行收集、分析,研究结果表明,地裂缝的形成与地下水的开采速度、有一定的关系,并且数据显示地裂缝位移与沉降值直接存在一定的联系。
《地面沉降的解决措施》地面沉降,作为一种严重的地质灾害现象,给人类社会的发展和经济建设带来了诸多严峻挑战。
它不仅会导致建筑物、道路等基础设施的损坏,危及人民的生命财产安全,还会对城市的可持续发展造成深远影响。
探寻有效的解决措施,对于应对地面沉降问题、保障社会稳定和经济发展具有至关重要的意义。
一、地面沉降的成因分析要有效地解决地面沉降问题,首先必须深入了解其成因。
地面沉降的形成原因较为复杂,主要包括以下几个方面:1. 地下水过度开采地下水是地面沉降的主要诱因之一。
随着城市的发展和人口的增加,对水资源的需求不断增大,导致大量地下水被开采。
过量开采地下水会引起地下水位的持续下降,土层中的孔隙压力减小,土层发生压缩,从而引发地面沉降。
2. 工程建设活动大规模的工程建设活动,如地铁施工、建筑物基础开挖、大型桥梁建设等,会对地下土体产生扰动,改变土体的应力状态,引起土体的沉降。
特别是在软弱土层分布地区,工程建设活动更容易引发地面沉降。
3. 开采石油、天然气等矿产资源石油、天然气等矿产资源的开采过程中,会抽取大量的地下流体,导致地下水位下降和地层压力变化,进而引发地面沉降。
4. 地质构造因素某些地区存在特殊的地质构造条件,如松散沉积层、深厚软土层等,这些地质因素本身就容易导致地面沉降的发生。
二、地面沉降的危害地面沉降所带来的危害是多方面的、严重的:1. 建筑物和基础设施损坏地面沉降会使建筑物出现不均匀沉降,导致墙体开裂、屋顶漏水、地下室进水等问题,严重影响建筑物的使用功能和安全性。
道路、桥梁等基础设施也会因地面沉降而出现变形、开裂,缩短其使用寿命,增加维护成本,甚至影响交通的正常运行。
2. 水资源供需矛盾加剧地面沉降会导致地下水位下降,影响水资源的开采和利用。
原本充足的地下水供应可能变得紧张,加剧水资源的供需矛盾,给城市的供水安全带来隐患。
3. 生态环境恶化地面沉降会改变地表水系的分布和流向,导致河流改道、湖泊萎缩等现象,破坏生态平衡。
关于我省地下水超采治理的思考与建议摘要:随着经济的发展和居民生活水平的不断提高,我省用水量不断增加,地下水成为支持经济社会发展的主要供水水源。
但由于无节制的开发利用地下水现象普遍存在,产生了一系列生态、地质问题。
本文通过分析地下水超采的原因,提出了通过健全市场化管理机制、科学调整种植结构、大力发展农业节水灌溉、加强地下水采取管控、做好外来水和地表水存蓄、充分发挥专项治理资金效益等有效措施。
关键词:地下水超采;超采现状及原因;治理措施近年来,我省用水量不断增加,在地表水日渐匮乏、再开发潜力不大的情况下,地下水则成为支持经济社会发展的主要供水水源。
但由于水资源供需矛盾异常突出,大范围、超常规、掠夺性地开发利用地下水现象普遍存在,致使生态环境急剧恶化,地质灾害不断增加,对人们生活及经济社会发展产生了一系列严重后果。
地下水超采已成为各级政府及社会各界关注的重点问题。
一、地下水资源超采现状随着我省经济的发展、人口的增加和有效灌溉面积的逐渐扩大,用水总量不断增加,由20世纪80年代的100多亿立方米急剧增加到目前的220亿立方米。
而外来客水由50年代的99亿立方米缩减到现在的不足30 亿立方米,此外,我省每年还要将19.6亿立方米水无偿调给京津,用水供需矛盾比较突出。
为维持经济社会的发展,满足用水需求,在水资源匮乏的情况下,我省不得不长期依靠超采地下水维持。
自上世纪80年代以来,年均超采50亿立方米,累计超采1500亿立方米,超采面积达6-7万平方公里,超采量和超采面积均为全国的1/3。
截止目前,我省深层地下水位仍以每年0.5-1米的速度下降,造成农村群众饮水困难,引发了地面沉降、海水入侵、河流干涸、湿地萎缩等地质环境灾害。
我省95%以上的平原河道干涸,90%湿地消失,最大的两个湿地白洋淀和衡水湖都靠人工调水维持一定的水面,邢台百泉、保定一亩泉、邯郸黑龙洞泉已断流20多年。
据河北省国土资源厅发布的《2012年河北省地质环境状况公报》显示,全省共有地下水位降落漏斗25个,其中漏斗面积超过1000平方公里的有7个,部分地市甚至出现了大地裂缝,最长达到8公里。
第11卷 第2期中 国 地 质 调 查Vol.11 No.22024年4月GEOLOGICALSURVEYOFCHINAApr.2024doi:10.19388/j.zgdzdc.2024.02.10引用格式:王振华,郭睿,李彦彬,等.超采引起的河北平原东部地下淡水和地下咸水变化———以廊坊市东部和沧州市东部为例[J].中国地质调查,2024,11(2):81-89.(WangZH,GuoR,LiYB,etal.Changeofundergroundfreshandundergroundsaltwatercausedbygroundwaterover-extractionintheeasternHebeiPlain:AcasestudyoftheeasternLangfangCityandtheeasternCangzhouCity[J].GeologicalSurveyofChina,2024,11(2):81-89.)超采引起的河北平原东部地下淡水和地下咸水变化———以廊坊市东部和沧州市东部为例王振华,郭睿 ,李彦彬,李振雄,郭鑫鑫(河北省地质矿产勘查开发局国土资源勘查中心(河北省矿山和地质灾害应急救援中心),河北石家庄 050081)摘要:自1975年以来,河北平原东部地下水严重超采引起一系列地质环境问题。
基于河北平原东部(廊坊市东部和沧州市东部)2017年高密度地下水位统测数据、地下水开采量数据,判断河北平原东部地下水开发现状。
通过分析研究区深浅层地下水水位数据、开采量和资源潜力,认为近年来河北平原东部地下淡水存在严重超采情况。
通过对研究区深层地下水取样分析数据与水质历史背景数据开展对比分析,同时布设高密度电法进行物探解译,得出现状地下咸水底界,将之与20世纪70年代研究区的地下咸淡水分界数据对比认为,研究区地下淡水超采,引发地下咸淡水分布产生较大变化,同时对引起变化的主导因素进行了分析。
关于地下水超采的几点建议地下水作为重要的水资源,对人类的生产生活具有不可或缺的作用。
然而,随着社会经济的发展和人口的增长,地下水超采问题日益严重,由此引发的环境问题也逐渐凸显出来。
为了保护地下水资源,确保其可持续利用,本文提出以下几点建议。
一、加强立法和监管首先,政府应加强地下水管理的立法工作,制定严格的法律法规,明确地下水资源的产权归属、开采权限、用水计量和水质监测等方面的规定。
同时,建立健全的监管体系,强化对地下水开采活动的监管力度,严格执法,对违法开采行为进行严厉打击。
二、推广节水技术和意识节水是解决地下水超采问题的根本途径之一。
政府应加大对节水技术和设备的研发支持,推广节水型农业、工业和生活用水器具,提高水资源利用效率。
同时,加强节水宣传教育,提高全社会的节水意识和责任感,形成节约用水的良好风尚。
三、合理配置和调度水资源针对地下水超采问题,应统筹考虑地表水、地下水、雨水的开发利用,进行水资源合理配置。
在缺水地区,应限制地下水的开采量,充分利用雨季丰水期的雨水资源,进行存储和调配。
同时,加强水资源调度管理,合理安排农业、工业、生活等各行业用水的优先顺序和供给量。
四、修复和保护地下水生态环境地下水超采会导致地下水位下降、地面沉降、水体污染等问题,进而影响生态环境。
因此,应采取有效措施修复和保护地下水生态环境。
例如:加强水源地保护,划定饮用水源保护区;实施生态补水,增加地下水位;开展地下水污染治理和修复工程等。
同时,还应加强对地表水与地下水的联结机制的研究,以更好地保护地下水资源。
五、完善水资源价格机制完善的水资源价格机制是解决地下水超采问题的重要手段之一。
政府应建立合理的水资源价格体系,充分反映水资源的稀缺性和市场供求关系。
通过实行阶梯式水价、累进加价等政策措施,提高水资源利用效率,引导企业和居民合理用水。
同时,加强对高耗水行业的监管力度,推动其开展节水技术改造和产业升级。
六、建立地下水资源管理机构为了更好地管理地下水资源,政府应建立专门的地下水资源管理机构,负责制定和实施地下水资源管理政策、规划和标准;开展地下水资源调查评价和监测工作;审核和监管地下水开采活动;协调处理地下水资源管理中的重大问题等。
2 2 1183地下水超采区治理体制机制建设现状与探讨喻光晔1 李丽华1 徐 康1 杨 运2(1.淮河流域水资源保护局淮河水资源保护科学研究所 蚌埠 233000 2.水利部淮河水利委员会 蚌埠 233000)1 概况地下水是淮河片区特别是淮河以北地区生活用水、农田灌溉、工业生产的重要供水水源,也是维系区域生态、地质环境的重要要素,对保障区域饮水安全、粮食安全和生态安全等具有十分重要的作用,同时也支撑和保障了流域国民经济建设和社会的发展。
自20世纪70年代初以来,淮河流域开发利用地下水的规模不断扩大。
由于历史上对地下水资源的有限性认识不足,在水资源供需矛盾日益突出的情况下,不合理开发利用造成的地下水过量开采问题凸现。
一些地区由于过量开采,导致地下水水位持续下降,大批生产井吊泵报废,并引发了局部地区的地面沉降、地面塌陷、海水入侵等一系列生态、地质环境问题。
为合理开发利用和有效保护地下水资源,严格控制超采区地下水开采,遏制超采区扩展,改善和保护生态环境,制定并实施超采区的治理和保护措施,至关重要,迫在眉睫。
为治理黄淮海平原的地下水超采问题,自2014年中央一号文件提出华北平原地下水超采漏斗区综合治理以来,国家、流域、地方各省出台一系列政策与措施加强地下水资源保护和遏制地下水超采的进一步恶化。
2018年,淮河流域片区内的河南省、山东省有兰考、金乡、广饶等共8个县(市)纳入国家地下水超采区综合治理工作试点,2019年有兰考、单县、青州等15个县(市、区)纳入国家地下水超采治理试点。
按“先建机制,后建工程”的指导思想,流域内纳入试点综合治理的各县域建设地下水超采综合治理系列体制机制。
2 体制机制建设现状及效益2.1水权交易市场建设淮河流域2018年的8个试点县域均建立了水权市场交易平台,按照“总量控制、动态管理、两手发力、公平效率兼顾”的原则,科学合理地将区域内可持续使用的水量分配给取水单位和个人,对水权进行确权登记和发放水权证。
河北省沧州市第四系咸水分布规律及成因分析本文以华北中部平原的沧州市作为研究区,在系统分析地下水动力场演化的基础上,通过分析研究地下水化学与测井物探资料,来揭示地下水动力场演化及咸水分布规律。
标签:第四系咸水;分布规律;沧州市1、地质环境概况沧州市位于河北省东部,东临渤海,属半干旱暖温带大陆性季风型气候。
区内降水分布不均,多年平均降水量573.5mm,平均蒸发量1692.1mm,约为降水量的3倍。
中西部径流条件相对较好,东部较差,沿海一带近于滞流。
天然状态下地下水的流向与地形倾斜相一致,亦即由西南流向东北,但由于强烈开采地下水,致使出现了区域地下水水位降落漏斗,使地下水向漏斗中心汇流,造成地面沉降。
2、咸水水文地质特征2.1咸水分布及埋藏特征区内咸水体由沿海到内地逐渐变薄,呈一楔形体置于浅层淡水与深层淡水之间,并在青县东北部和狼坨子附近出现全咸区。
浅层咸水主要赋存于第Ⅰ和第Ⅱ含水组,西部地区咸水底界埋深一般为45-65m,中部、东部地区一般为60-65m。
深层咸水主要赋存于第Ⅱ含水组,东部可跨至第Ⅲ含水组。
任丘东南部和河间东北部存有深层咸水,底界埋深一般为90-110m,其余大部没有深层咸水;沧州中部、东部广泛存有深层咸水,中部深层咸水埋藏底界一般为80-100m,东部大都为140-200m。
2.2咸水的赋存条件与分布规律沧州西北部为冲积相,以微咸水为主局部为半咸水,含水层厚度5-15m,水位埋深4-14m;沧州中部受到海浸影响,咸水体增厚,水位埋深一般为4-10m;分布于青县—沧州—盐山一线以东地区以滨海相洼淀沉积为主,水位埋深较浅,一般为1-4m,水化学类型多为Cl-Na型。
子牙河以西地区以淡水为主,水质好,含水层厚度50-100m,咸水主要为微咸水,矿化度为2-3g/L,局部存有半咸水;沧州中部深层咸水广泛分布,咸水体自西向东逐渐增厚,底界埋深由60m变为110m左右,咸水矿化度一般为5-10g/L,水化学类型为Cl·SO4-Na·Mg型;青县、沧县东部、黄骅、海兴、孟村、盐山、南皮东部、东光、吴桥等地含水层厚度大都为10-22m,富水性相对较好,化学类型主要为Cl-Na型,Cl-Na·Mg型次之。
地下水超采区治理第一部分地下水超采区界定与识别 (2)第二部分地下水超采原因分析 (5)第三部分地下水超采影响评估 (7)第四部分地下水超采区治理策略 (10)第五部分法律法规与政策框架 (13)第六部分技术与管理措施实施 (15)第七部分治理效果监测与评估 (18)第八部分长期管理与可持续发展 (21)第一部分地下水超采区界定与识别# 地下水超采区界定与识别引言随着社会经济的快速发展,水资源需求不断上升,导致地下水的过度开采。
地下水超采区是指由于长期过量开采地下水而引发的地面沉降、地裂缝等地质灾害的区域。
合理界定与识别这些区域对于制定有效的治理措施至关重要。
本文将探讨地下水超采区的界定标准、识别方法以及评估体系,旨在为相关决策提供科学依据。
界定标准# 定义地下水超采区通常定义为在一定时期内,地下水开采量超过可开采量的地区。
可开采量是指在不影响生态环境和地质环境的前提下,地下水系统能够持续提供的最大水量。
# 指标体系界定地下水超采区需要考虑以下关键指标:1.水位下降速率:长期观测数据显示,如果地下水位年降幅超过一定阈值(如 0.5 米/年),则可能表明该区域存在超采现象。
2.水位埋深:水位埋深是衡量地下水补给条件的直观指标。
当水位埋深超过某一临界值(如 20 米)时,通常意味着地下水补给不足,可能存在超采问题。
3.开采系数:开采系数是实际开采量与可开采量的比值。
当开采系数大于 1 时,即表明存在超采现象。
4.地质灾害:地面沉降、地裂缝等地质灾害的发生往往与地下水超采密切相关。
5.生态与环境效应:包括水质恶化、湿地萎缩、河流断流等生态退化现象。
识别方法# 遥感技术遥感技术可以用于监测地表形变,从而间接反映地下水位的变化情况。
通过分析卫星图像,可以识别出地面沉降、地裂缝等超采引起的地质灾害。
# 水文地质调查通过对超采区进行详细的水文地质调查,收集地下水位、流量、水质等数据,结合地质构造、含水层特性等信息,可以评估地下水的开采状况及超采程度。
沧州地下水水文地质特征1 自然地理、水文、气象1.1 地理位置沧州市地理坐标为北纬37°28′-38°57′,东经115°42′-117°51′,东西长187km,南北宽165km,总面积14056 km2(图1-1)。
图1-1 沧州市地理位置图沧州地处河北省东南,东临渤海,北靠京津,南与山东省及衡水市交界,西与保定市相连,与山东半岛及辽东半岛隔海相望。
距首都北京240km,距天津120km,距省会石家庄221km,处于环渤海中心地带,是河北省确定的“两环”(环京津、环渤海)开放一线地区,也是京津通往东部沿海地区的交通要冲。
沧州市设新华区、运河区2个区,辖泊头市、任丘市、黄骅市、河间市4个市,沧县、青县、东光县、海兴县、盐山县、肃宁县、南皮县、吴桥县、献县和孟村回族自治县10个县。
全市总人口680万。
1.2 气象沧州市属半干旱地区,暖温带半湿润大陆性季风气候特点,日照比较充足。
冬季受西伯利亚大陆性气团控制,寒冷干燥,春季受蒙古大陆性气团影响,降雨稀少,蒸发强烈,干燥多风;夏季受太平洋高压和西部或西南部低压影响,有时炎热干旱,有时暴雨倾盆;秋季易受高压控制,天高气爽,少雨干旱。
多年平均气温12.2℃,最高月平均气温为26.5℃(7月份),历年极端最高气温43℃(1961年6月12日)。
最低月平均气温-4.3℃(1月),历年极端最低气温-24.8℃(1972年1月26日)。
本区四季分明,季间温差变化显著。
多年平均日照时数2758.48小时,多年平均无霜期188天。
本区多年平均年降水量573.5mm,多年平均蒸发量1692.1mm,约为降水量的3倍。
降水特点为年内分布不均,年际变化大,6-9月份为汛期,汛期多年平均降雨量为449.6mm,约占多年平均降雨量的78.4%。
其余8个月降雨量只占21.6%,降水量自西向东呈逐渐增加趋势,相差100mm左右。
1.3水文沧州位于研究区东部,黑龙港河下游,地势由西向东略有倾斜,西部较高,地面高程在15m左右,东部沿海较低,一般地面高程2m左右。