我国地下水开发利用中的水环境问题及其对策

　　引言

　　水是生命之源，是人类赖以生存发展之本，是生态环境控制因素之一，是不可替代的战略性经济资源。地下水是水资源的重要组成部分，具有水质良好、不易被污染、空间分布广和时间上的可调节性等优点，是我国工业生产和人民生活的重要水源。目前，我国70%以上的城市把地下水作为工业和城市生活用水的主要水源，甚至一些地区地下水已成为惟一的水源。

　　然而，近20年来，由于气候变化和人为因素的干扰，特别是各种水利工程的修建和地下水的开采量日益剧增，使水循环条件发生了巨大变化，导致地下水资源无论是在储量上、质量上，还是在循环规律上都发生了很大变化，危及到一些地区社会经济可持续发展和生态环境保护。同时，由于水循环条件改变，进一步造成土壤盐渍化、泉水枯竭、土地沙化等次生生态环境问题。因此，地下水存在地质环境容量问题，必须在地下水环境容量允许的前提下，才能实现地下水的可持续利用。

　　一、我国地下水资源开发利用概况

　　我国地下水资源地域分布差异明显，南方地下水资源丰富，北方相对缺乏。南、北方地下淡水天然资源量分别约占全国地下淡水总量的70%和30%。自20世纪80年代以来，随着国民经济快速发展，我国地下水资源开发利用量增长迅速。80年代地下水开采量每年750亿m3，目前地下水开采量已超过1000亿m3。

　　据资料显示，目前地下水供水量约占全国总供水量的20%，北方地区70%生活用水、60%工业用水和45%农业灌溉用水来自地下水。全国660多个城市中，利用地下水作为饮用水的城市有400多个。全国城市总供水量中，地下水的供水量占30%，供水人口1.16亿，华北、西北和东北地下水供水人口占城市总供水人口的比例分别高达66%、65%和47%。

　　二、地下水开发利用的水环境问题

　　2.1 超采地下水引起地面沉降

　　地面沉降与深层地下水超量开采密切相关，只要存在可压缩地层，地下水位降低，砂层的有效应力增加，砂层受到压密，即会引起地面变形而导致地面沉降。我国许多地区如银川平原、呼包平原、汾渭地堑、太原盆地、黄河下游三角洲、安阳盆地、苏锡常地区、环渤海地区等均有区域性整体沉降的特点，范围从1 km2到数百km2以上，沉降中心幅度达10 mm/a以上，对人类工程经济活动和生存环境产生极大的危害。尤其是沿海低地的地面沉降与海平面上升叠加在一起，将进一步丧失地面标高，降低泄洪功能和抵御风暴潮的能力。

　　地面沉降已经成为我国东部平原地区、尤其是沿海地区，制约地区经济社会可持续发展的重要环境因素。比如，长江三角洲是我国地面沉降最为严重的地区之一。截至2004年，累计沉降量超过1 m的地区约300 km2，超过0.2 m的地区近1万km2，造成直接经济损失超过200亿元，间接损失近3500亿元。而华北平原则是我国地面沉降面积最大的地区，其中尤其是以天津市区、北京市区和河北省东部的经济发达地区最为严重，已造成不可估量的经济损失，给城市发展和人民群众生活带来了极大的威胁。

　　2.2 超采地下水引起地面塌陷

　　地下水位降落漏斗和地面沉降进一步发展，就会引起地面塌陷，带来更大的破坏。山东秦安和河北唐山是我国北方典型的岩溶塌陷灾害城市，仅1977～1986年秦安市就发生110多次岩溶塌陷;唐山市大型岩溶塌陷达20处，可见深度2～6 m，最深达10 m。南方岩溶塌陷以西南地区最为强烈，如贵州的水城、云南昆明市区的翠湖等;湖南湘潭市因过量开采地下永已发现5处地面塌陷险情，湖北武汉市也已发生多起岩溶塌陷灾害。

　　2.3 地下水严重超采，形成大范围地下水位降落漏斗

　　由于长期过量开采地下水，导致采补失衡，造成区域性地下水位持续下降，形成降落漏斗。据2007年度(中国地质环境公报)，全国有地下水降落漏斗212个，其中浅层地下水降落漏斗136个，深层地下水降落漏斗65个，岩溶地下水降落漏斗11个。另据资料显示，全国已有46个城市出现明显的地面沉降，其中上海、天津、太原等城市的沉降量超过2m。区域性地下水位下降带来的深层次危害是：严重破坏了地下水原有补排平衡，损害了地下水生态系统健康。

　　2.4 地下水过渡开采导致地裂缝发生

　　改革开放以来，我国地裂缝发生的频率明显增高，主要分布在山西、河北、江苏、山东、河南、广西、陕西等省(区、市)，其中山西省截至2007年共发现地裂缝262条，总长度达330km。但从近期大量抽汲地下水，造成地下水位下降，并与地裂缝快速发展在时间上的吻合来分析，超量汲取地下水是西安地裂缝发生和发展的直接诱因。

　　2.5 地下水水质恶化及水污染

　　地下水水质恶化主要表现在地下水矿化度增加和水质恶化。由于超量开采形成了大面积的区域水位数落漏斗，改变了地下水的水动力条件，从而诱导降水垂向和邻区地下水侧向补给开采区，同时伴随地下水硬化成分的迁移，加上Na+与地层中的交换态Ca2+，Mg2+发生置换作用，还有盐效应作用等，使集中开采区地下水硬度逐年升高，离开采中心越近，地下水硬度越高。

　　地下水污染物主要来自城镇生活污水和工业废水，其次是农业施用化肥、农药的污染。根据全国130个城市和地区地下水水质统计分析，全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染。由于北方地区地下水资源相对稀缺，循环补充效率较低，城市污染普遍较南方城市重，污染元素多且超标率高，特别是华北地区，地下水污染最为突出。

　　三、地下水资源合理开发利用及保护的措施

　　地下水资源保护与合理利用是一项涉及到国土资源、水利、农业和环保等多个部门协调的系统工程，当前面临的地下水环境问题，引起了多方面的关注，如何在合理开发利用地下水资源的同时，保护好地下水资源环境，也有多方面的思考。综合经济管理和工程技术方面的研究，针对我国地下水资源开发利用现状和存在的问题，提出如下保护和合理开发利用的建议与综合措施：

　　3.1 转变观点，正确认识地下水资源的自身规律

　　地下水资源量有限，其开发利用更有其环境容量限制，要转变地下水取之不尽、用之不竭的观念。地下水的可开采量取决于过去、现在和为了含水层补给与开采的动态关系，只有保障地下水采补动态平衡，量入为出，同时做好地下水污染防治工作，才能实现地下水资源的永续利用。

　　3.2 加强管理，建立健全政策法规体系

　　科学管理有助于防止地下水水质恶化现象产生，包括减少污染物的产生和防止污染物渗入等。要加强科学管理必须做到：(1)对城市的发展和水源地的建设做出全面规划与合理的利用。(2)清除污染源，大力开展减少污染物排放的环保工程建设，合理开采地下水，制止水源地上游新开耕地，确保自然植被生长。(3)建设水源地各沟系统的管理工程，规划明确的保护界限。 (4)建立科学的管理体系，健全相关的政策法规体系。实行有偿用水制度，以促进节约利用水资源。

　　3.3 加强地下水科学研究和监测工作，实施一些预防措施

　　区域地下水位下降、地面沉降、岩溶塌陷和地裂缝等水环境问题与城市超采地下水有关。要研究开采条件下地下水资源的评价和水环境问题，制定合理开发利用地下水的规划，建立统一的地下水位、水量和水质以及地面变 形的监测网站，及时掌握和预报地下水的动态变化，为保护地下水资源和水环境提供科学的依据。多渠道引蓄洪水，回灌补给地下水，有条件的地方可修建地下水库，从而达到涵养水源，有效控制利用水资源的目的。

　　3.4 加强宣传教育，提高全民意识

　　要更加广泛地向全社会宣传水资源紧缺的形势，保护水资源的重要性和节约用水的重要意义和紧迫性，进一步提高全民的节水意识，水的忧患意识。同时还应当在中、小学的教材中增加保护水资源和节约用水的内容，使儿童从小就树立起保护和节约水资源的意识。要动员各方面的力量，开展和做好保护地下水资源工作。

　　参考文献

　　【1】张立海，张业成，高庆华.津唐地区水资黼矛盾与水环境灾害[J].灾害学.2008.

　　【2】中华人民共和国国土资源部编.2007年度中国地质环境公报[R].2008.

　　【3】盛海洋.我国地下水开发利用中的水环境问题及其对策[J].水资源研究，2004.

　　【4】赵惠君.城市水利环境问题及对策[J].长江职工大学学报. 2004,18(2)5.

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文章名称： 我国地下水开发利用中的水环境问题及其对策

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