地下水环境问题论文

2022-05-09

本论文主题涵盖三篇精品范文,主要包括《地下水环境问题论文(精选3篇)》,供需要的小伙伴们查阅,希望能够帮助到大家。摘要达茂旗位于内蒙古自治区包头市北部,属于严重缺水的牧业旗之一,具有北方干旱半干旱牧区的基本特点。但是目前地下水遭到了不合理的开采,地下水环境遭到了严重的破坏。对此,众多科学家一直在对地下水进行不断的探索研究。同时,随着信息技术的发展,基于GIS的水文地质空间信息系统(HSIS)便是专门应用于对地下水及其环境研究的产品。

地下水环境问题论文 篇1:

地下水开发引起的环境问题与治理

摘要:随着社会经济的飞速发展,人民生活对水资源的需求量日益增加,水资源开发已然成为备受社会各界关注的一项话题。而若是未能重视资源开发合理性与适宜性,必然会造成一定的环境污染。本文阐述了我国水资源开发与利用现状,分析了地下水开发引起的环境问题,并探究了新形势下治理地下水开发环境问题的有效对策。

关键词:地下水开发;环境问题;有效对策

DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.037

Key words:Groundwater development;Environmental problems;Effective countermeasures

地下水是人們生存的主要资源之一,在人们的生产实践活动中有着不可替代的作用,同时亦与生态环境有着直接的关联。随着人口的不断增长,水资源开发已成为满足人们基本需要的关键,但若是以不合理的方式进行资源开发,就会带来一系列环境问题,影响经济的发展。因此,现阶段相关部门应当加强对水资源合理开发与利用的研究与探索,结合我国实际情况来不断调整与优化开发方案,并提前制定针对性的环境治理措施,进而在提高水资源利用率的同时实现对生态环境的全面改善。

1 我国水资源开发与利用现状

从广义上看,地下水是存在与地面以下岩石空隙当中的水,从狭义上看则是其饱和含水层当中的水。我国相关文献中提出地下水是地表以下的多元化重力水。2018年水利部调查报告显示,我国的地下水资源量为8 246.5亿m3,相较于前两年8 854.8亿m3、8 309.6亿m3水资源量呈现一定的下降趋势。而2018年全国供水量高达6 017.86亿m3,其中地下水源供水量976.4亿m3,占比为16.2%。国务院常务会议指出,现阶段我国400个以上的城市水资源主要来源为地下水,尤其是在北方地区,65%以上的生活用水均来自于地下水。相较于地表水资源来说,地下水资源自我恢复周期较长,地下水具有敏感性、多变性的特点,尽管现阶段我国已经展开了全面监控地下水污染源治理的工作,但在种种因素的影响下其重视程度还远不如土壤治理。据不完全统计,近些年我国多个城市,如西安、上海等,均发生地面沉降的现象,而归根结底引发这一现象的主要因素在于地下水超采或者开发不合理。

2 地下水开发引起的环境问题

2.1 地下水位持续下降

大量研究表面,若地下水长期处于“开采量>补给量”的状态,则必然会导致地下水位持续下降。2015年,济南新闻电视台报道,受种种因素的影响,全市地下水位持续下降,在5d时间内跌破27.60m红色警戒线,而水利局则表明应当采取应急措施,实施封井保泉工程,降低地下水开采量,并启动大型工业企业水源置换项目,以此来逐步缓解水位下降情况。2013年新疆水利厅表明,截止年末昌吉回族自治州地下水位呈现出了下降趋势,该州共设有99个动态检测点,其中69个监测点的水位均出现水位下降现象,而所涉及的地域面积占比高达87%左右。经过调查研究分析,导致这一现象的主要因素在于开采量与补给量严重失衡。用水数据显示昌吉回族自治州2011~2013年地下水开采量逐年上涨,其中农业用水占比高达84%以上,其中阜康市、奇台县水位下降速率每年1.3m。除以上地区之外,全国各地均出现水位下降现象,直接影响着当地的经济发展。以上述济南地区为例,因当地水位下降问题未能及时解决,趵突泉及其附近地区的自然景观受到了一定影响,致使景区经济效益难以得以有效提升,限制着城市经济发展。

2.2 地面沉降现象严重

地下水开采不合理会改变地下水压力,出现压缩反应,进而引起地面沉降现象。2016年,北京市相关专家研究表明因长期处于地下水过量开采状态,局部地区地面沉降现象极为严重,其中北京东部地区沉降趋势最为明显,通过雷达卫星检测,发现每年平均沉降量高达10cm。截止2012年底,北京平原地区有4 000km2左右的土地地面沉降大于10cm。近些年,在各项开采制度约束治理措施有效实施的共同作用下,北京市地面沉降问题有了一定的缓解,如2014年实行“南水北调”工程后,地面沉降趋势明显降低,预估于2025年就可实现水位回升。而针对以上问题,北大某一院长呼吁应当尽可能减少地下水开采,并同步对水资源展开全面保护,居民也必须树立环境保护意识。地面沉降会引发城市规划失真、房屋大面积开裂等隐性问题,对人们的日常生活造成一定危害。地面沉降是一个持续的变化过程,因此现阶段必须要从多个角度出发探索更为适宜、更为高效、更为全面的挽救方式,逐渐化解城市出现的问题。

2.3 出现海水入侵问题

由于过度开发,海水直接进入到地下水资源系统当中,使其水质发生变化,也对人们的健康安全造成一定威胁。2012年,中国海洋环境公报中表明,因地下水过量开采,海水以地下漏斗为载体侵入土壤,滨海局部地区海水入侵问题加剧。通过调查与分析,渤海地区某一农村地区为获得水资源极其密集地打了400多口井,若浅井难以取到淡水,则越打越深,最深可达100m。2015年,新华社报道中国渤海沿海平原地区出现严重的海水入侵问题,并造成直接经济损失。

2.4 地下水资源被污染

在过度开发的影响下,水资源动力逐渐发生相应变化,致使地面上大量污染物直接进入到地下水资源当中,形成较为严重水质污染问题。相关调查报告显示,我国现阶段仍旧有90%以上的水资源受到不同程度的污染,其中60%以上的污染较为严重。这一污染问题的主要形成因素为:第一,沿海地区地下水开采过度,出现水位下降现象,导致海水入侵直接污染水资源;第二,工业三废等有害物质随着水动力进入到水体以及土壤当中,造成直接性污染;第三,农业生产过程中的农药、化肥等随着水动力渗透于地下,其中有害物质使浅层地下水受到污染。地下水污染帶来的严重后果有危害人体健康、影响农作物质量、破坏整个生态环境、造成巨大经济损失等。而污染问题治理是一个长期的过程,必须从源头开始预防。

2.5 土壤盐碱化较严重

土壤盐碱化问题集中于我国西北地区,而造成这一问题的核心因素也是开发不合理。土壤盐碱化情况下,土壤当中会直接出现白、青、红色霜,而颜色的逐渐加深直接反映土壤盐碱化的严重程度。2017年,甘肃日报表明,截止年底甘肃省土地盐碱化问题逐渐加剧,造成1×105t以上的粮食损失,多处地区农作物绝产。这一严重问题的诱发因素可分为多种,其中最为明显的应为灌溉不当。在常年不合理灌溉的作用下,土壤中大量盐分随着灌溉水分的蒸发等过程上升至地表,最终留在土壤表层。另外,新疆地区也是我国土壤盐碱化问题极为严重的“典型地区”,据统计该地区盐碱化土地面积与可重视利用的面积相当,若是未能及时解决并处理这一问题,必然会影响到区域经济发展。

3 新形势下治理地下水开发环境问题的有效对策

3.1 回补地下水,充分利用可地表水资源

为了有效治理北京、河北等地区较为严重较为地下水环境问题,应当采取回补地下水的方式,主要以田面蓄水、沟网蓄水等为核心,在此方式的作用下有效减缓各项环境问题。例如,2019年相关报告显示河北省于2018年9月份开始了相应的试点工作,直至2019年8月份,已经完成了补水13.9亿m3的工作量,并逐渐扩大着地下水回补的影响范围。此项试点工作一方面促进了河道的清洁畅通,另一方面也逐步恢复了河湖的生态功能。再如,2019年新华社报道显示,截止10月底,通过实施“南水进京”工程,北京平原地区地下水已经回升了2.88m,并完成了补水14.8亿m3的工作量,这一回补性的工程极大促进着北京地下水源的休养生息。

3.2 优化管理模式,禁止不合理开采行为

要想实现水资源的合理开发与利用,相关部门必须要重视优化管理模式的必要性以及意义。首先,应当在开发地下水之前对地域情况、环境情况、土壤情况等多项内容展开全面的调查,并制定更为适宜科学的规划方案;其次,应当充分了解地域水文地质,结合当地的实际条件来预测各种可能会发生的环境问题;再次,应当加强对现有水资源的保护力度,避免出现因不合理开采造成污染的问题,鼓励群众积极举报,更为严格的约束此类不合理行为。

3.3 加强监测工作,制定针对性的措施

加强监测工作是有效治理环境问题的必要前提,因此相关部门应当从水位、水质等方面展开全方位地下水水资源监测,确保地下水开发的科学性与适宜性。现阶段,在种种客观因素的影响下,我国水资源监测工作的质量与效率难以达到既定的标准要求,仍旧存在着较多的问题。新形势下,必须对这些因素展开深度剖析,加强监管力度,引入国外的先进监测技术以及监测系统,从根本上完善监测体系建设,使相关人员可以充分利用这些技术展开综合性的监测与管理。2019年我国在引进并自主开发先进自动化技术的作用下,逐渐加快了地下水监测工程建设步伐,现今已经完成了自动监测设备安装工作,并在多个地区内形成数据资源共享的平台。这些监测设备充分利用了云技术、大数据等新技术,具备北斗卫星通信的功能,并应用于新疆、内蒙古等偏远地区。

3.4 解决污染问题,创造更多淡水资源

首先,相关部门可以采取定点净化的方式来针对性地处理不同的污染物,如可以在污染地区开井,并加入无污染的化学药品来使有害物质得以沉淀,达到清除水中无机杂质的效果。另外,还可以通过合理利用生物分解来清除水中的有机杂质,达到环保的效果。其次,相关部门可以采取空气隔离的污染治理方式,主要是指将地下水资源中含有的有机杂质散发至外界环境,以此实现分离与净化。再次,亦可以采用离子交换的治理方式,结合先进高科技技术来实现硬水软化、咸水淡化等。

3.5 加强宣传教育,提升大众环保意识

要想全面确保地下水资源开发的适宜性与合理性,相关部门应当加强此方面知识的宣传教育力度,不断提升大众的环保意识,使他们能够切实认识到结合实际情况合理开发水资源已经成为保障生活的必要前提。同时,通过宣传使大众可以做到节约水资源,并从可从生活中的每一件小事做起,对地下水资源展开更为实际的保护。

4 结语

新形势下如何展开合理的地下水开发已经成为社会各界最为关注的一项话题。因此,现阶段相关部门应当充分认识我国水资源开发现状,全面了解其引发的各项问题,并从回补地下水、充分利用可移动资源,优化管理模式、禁止不合理开采行为,加强监测工作、制定针对性的措施,解决污染问题、创造更多淡水资源,加强宣传教育、提升大众环保意识等方面做起,不断探索有效的治理对策,实现水资源合理开发与利用,为人们提供更为适宜的生活环境,进一步推动加快构建和谐社会的步伐。

参考文献

[1]黄敬军,张丽,缪世贤.江苏省地下水开发利用中的环境地质问题及对策[J].中国地质灾害与防治学报,2014,25(04):101-107.

[2]冀瑞君,彭苏萍,范立民,赵雅楠,李成.神府矿区采煤对地下水循环的影响——以窟野河中下游流域为例[J].煤炭学报,2015,40(04):938-943.

收稿日期:2020-01-09

作者简介:颜久印(1987-),女,汉族,本科学历,助理工程师,研究方向为危险废物管理。

作者:颜久印 马建锋

地下水环境问题论文 篇2:

基于GIS的地下水及其环境问题分析

摘 要 达茂旗位于内蒙古自治区包头市北部,属于严重缺水的牧业旗之一,具有北方干旱半干旱牧区的基本特点。但是目前地下水遭到了不合理的开采,地下水环境遭到了严重的破坏。对此,众多科学家一直在对地下水进行不断的探索研究。同时,随着信息技术的发展,基于GIS的水文地质空间信息系统(HSIS)便是专门应用于对地下水及其环境研究的产品。本文就基于GIS的地下水及其环境问题进行简单地探索分析,为研究草原干旱地区地下水环境的现状评价提供参考。

关键词 GIS;地下水;环境问题;地理信息系统

1 HSIS系统概述

HSIS系统是基于GIS而开发的专门研究地下水和环境问题的信息系统,其中文名称水文地质空间信息系统(hydrogeological spatial informationsystem,简称HSIS)。它能够对地下水和环境进行模拟、预测、分析和评价,可以很准确的探测地下水和环境问题。从软件角度讲,它包含了数据管理、应用模型管理、空间分析、数据转换、空间数据查询与检索、系统管理等6大模块。HSIS是由GIS发展而来,因此它拥有GIS的基本功能,并在GIS的基础对其进行扩充和完善,具有更完善的功能。通过上述六大模块,它能够对地下水和环境进行动态监控、相关数据分析以及环境检测和评价等等。正是由于它可以实现在同一平台上对地下水及其环境问题的信息管理、模拟、分析、预测和评价的一体化。如今,HSIS系统被广泛应用于地下水和环境问题分析。

2 基于GIS的地下水及其环境问题分析

2.1 基于GIS的地下水及其环境问题的分析途径

1)首先是要采集地下水与环境状况数据信息,将采集到的这些信息存储在HSIS系统中。HSIS系统可以很方便的对采集到的信息进行管理、加工和传递以及结果输出。在HSIS系统中,有一块专门管理水文地质空间信息的模块,它是数据库中一个子系统。在HSIS中该子系统以树状形式显示空间数据信息。其一级菜单为水温地质专题,二级菜单包括地质水文研究程度、地下水动态特征、埋藏特征、类型分布等等。该数据库的建立是利用SQL2000软件。该系统实现对空间信息方便、高效的查询、更新、维护等等。注意在对地下水和环境空间信息提取的时候要尽可能的扩大范围,因为不同的地区其地理结构、土壤结构等等都存在差别,要避免所取的信息具有片面性。

2)在采取了水文地质空间信息之后要对其进行综合分析。在GIS系统中有一种专门分析水文地质空间信息的应用-空间叠加分析。它的原理是提取各种地下水和环境图进行叠加,叠加之后再对反应的数据进行计算,以此可以比较系统的对水文地质实体的多要素综合分析。比如说可以对地貌图、地下水等水位线图以及植被、土壤等图件叠加,通过对这些图叠加反应过程分析可以很容易的认识地下水形成和赋存规律。还比如说对潜水埋深分区图和土壤盐渍化图进行叠加分析运算,就能够发现土壤盐渍化发生的位置与潜水水位的距离,根据其距离可以帮助相关管理人员制定合理的治理盐渍化措施。

3)在对水文地质空间信息的综合分析之后,便可以对各项具体信息进行详细的分析,以及在对各项数据信息分析之后对水文地质要素间进行统计分析。HSIS的统计分析根据分析对象的不同而分为多种类型,比如常规统计分析、相关分析、聚类分析、灰色分析和频谱分析等,这些分析方式通过对地下水系统中各因素之间的关系进行分析研究并及时的将分析预测结果报告出来,有效的报告地下水及其环境问题。同时还可以利用计算公式对诸如河床输水量与其单长渗漏率之间的关系等类型的计算,还能够对各区域的水样水化学分析,以帮助研究人员分析地下水水化学的形成与水平分带规律。在传统的分析计算中,这些方面的计算是依靠研究人员纯手工的分析计算,不仅工作量大,而且容易在计算过程中出现错误。采用HSIS系统可以很方便、快捷的完成其查询、分析和计算,并且准确率很高,其工作效率得到了大大提高。

4)计算地下水资源量和模拟地下水数值。利用HSIS系统可以很方便、准确的计算出地下水资源量,包括其开采量、剩余量等等。在计算的过程中,首先要进行区域划分,确定每个区域的边界条件,然后将各项相关数据录入HSIS系统,系统可以自动进行图层和相关数据之间的空间运算。通过计算机结果我们可以得到计算域上各种补、排量与重复量等相关数据。研究人员还可以通过这些数据对划分区域内的地下水和环境问题进行分析,同时还可以对各种量进行统计分析与潜力分析。这些计算都不受到其他条件干扰,为了提高计算的准确率,可以在系统中反复计算和验证。

2.2 基于GIS的地下水及其环境问题的分析效果

通过对达茂旗内蒙古牧区的植被总盖度与地下水埋深的相关数据的计算统计分析,可以知道各种影响地下水和环境的因素。最主要的有三个方面:土壤的成分、植被生长状况和水环境状况,在这三个方面中又包含了众多小的指标。HSIS对此设计了众多指标评判标准,可以很准确的分析出地下水和环境的现状以及受影响的程度,为达茂旗内蒙古草原改善牧区内生态环境提供依据。

2.2.1 环境问题的分析效果

干旱会直接导致农作物歉收、绝收。沙尘天气对人们生活的不良影响更是不胜枚举。如果开采地下水对干旱草原的生态系统影响不仅限于草原退化,导致地下水循环系统失衡,大面积的草原不能从地下获得水分供给,草原和沼泽面积缩减、干枯,空气质量和湿度受到严重影响,进而影响整个地区的降水。如果这种情况持续下去,将直接导致草原退化、土壤沙化,最终使广袤的草原逐渐变成沙漠,生活在这一区域的人们将面临长期的干旱和沙尘天气的威胁。可以大量种植适合的植被,并且通过人工降雨的方式进行灌溉,长久的努力将使草原荒漠化的情况得以改善。

2.2.2 基于GIS 的技术方法

制成达茂旗内蒙古牧区的浅层地下水开采耗能的空间分布图, 对其分析得到开采耗能的空间分布特征:自20世纪60 年代以来,浅层地下水水位下降导致牧区植被浅层地下水耗能大幅度增加,开采浅层地下水耗能以及耗能差值都呈递增趋势,地下水耗能差值最大值从4760 kW ·h/km2增加到8568 kW·h/km2。因此,控制达茂旗内蒙古牧区的城市超采浅层地下水,是减少研究区农业生产地下水开采耗能及其生产成本的最主要措施。

3 结束语

如今,我们的环境正在遭受着严重的破坏,对地下水资源和环境的保护迫在眉睫。对地下水和环境的探测技术的利用就成了关键。基于GIS的水文地质空间信息系统HSIS的应用,极大的帮助了研究人员对地下水和环境的研究分析,它通过建立一些数据管理平台,能够很方便、灵活的对各项数据实现存储、统计、计算和分析,并能够模拟低下水和环境,计算出不同时段节点地下水位以及每时刻计算域内各源汇量及边界流入流出量。该系统具有广阔的应用前景。

项目基金

中国水科院科研专项项目(MK2012J03,MK2013J09,MK2013J04,MK2013J11)

参考文献

[1]陶象武.基于GIS的流域地貌形态分形空间变异特征研究[D].中国地质大学(北京),2012.

[2]王伟.转型期中国生态安全与治理:基于CAS理论视角的经济学分析框架[D].西南财经大学,2012.

[3]吴磊.三峡库区典型区域氮、磷和农药非点源污染物随水文过程的迁移转化及其归趋研究[D].重庆大学,2012.

[4]马雷,钱家忠,赵卫东.基于GIS的地下水化学类型空间分区方法[J].煤炭学报,2012(03):490-494.

[5]陈超.基于GIS的第四系地下水资源价值研究[D].中国地质大学(北京),2012.

作者简介

刘华琳(1983-),男,内蒙古多伦人,助理工程师,硕士研究生学位,2010年毕业于内蒙古大学,研究方向水文水

资源。

作者:刘华琳 徐晓民 焦瑞

地下水环境问题论文 篇3:

内蒙古自治区兴和县地下水开采引起的地质环境问题研究

摘要:为了分析内蒙古自治区兴和县地下水开采引发的地质环境问题,采用实地调查和访问的方法,调查该地区农灌区、第四系含水层分布区和地下水位、水质历年变化情况。结果表明:农灌区地下水位大幅下降,浅层第四系含水层局部地区出现了疏干。针对调查结果,提出今后应当充分利用地表水资源并采取节水措施,节约地下水资源,以达到降低灌溉定额及减缓地下水水位下降趋势的目标。

关键词地下水;地质环境问题;开采;兴和县

地下水在国民经济建设中具有至关重要的作用[1-2]。近20 年来,由于我国地下水的开采量日益剧增,导致地下水资源在储量、质量、循环规律上都发生了很大变化[3-5]。一些地区缺乏科学统一的管理,盲目地超量开采地下水,导致采补严重失衡,造成区域性水位持续下降、水质恶化等问题[6-10]。王贵玲等[11]提出我国北方地区地下水资源的合理开发利用与保护建议;于丽丽[12]提出地下水合理开发利用与科学管理措施;张人权[13]分析了地下水资源特性,提出了合理开发利用对策。目前,内蒙古自治区兴和县水文地质工作程度较低,多年地下水开采特别是农业灌溉,对该地地下水环境造成了严重影响。笔者通过野外实地调查兴和县承压水和潜水开采井历年水位变动情况,并收集地下水开采资料,研究了地下水开采对研究区地下水水位的影响,旨在为兴和地区经济发展、工农业生产布局提供水文地质科学依据。

1研究区概况

兴和县位于内蒙古自治区乌兰察布市东南部,东与河北省尚义县相邻,南与河北省怀安县、山西省天镇县、阳高县毗连,西与丰镇市、察哈尔右翼前旗、察哈尔右翼后旗为邻,北与商都县接壤。辖5镇2乡,人口30.1万。地处乌兰察布、大同、张家口市三角中心腹地,具有“两圈两带”(环渤海经济圈、北京2 h经济圈,中部向西部的过渡带,中原向草原过渡带)的复合优势,是我国西部和内蒙古距首都北京最近的县。境内110国道、京藏高速公路和正在建设的京新高速公路、集张铁路、托县至兴和运煤重载高速公路贯穿全县。集商路、兴丰路、苏木山旅游线路等14条交通干线纵横交错,畅达八方。兴和县是以农业经济为主的旗县,而工业经济的支柱产业为物流业,物流业产值占兴和县工业总产值的70%以上。工矿企业主要为碳素精加工、石材加工和石墨矿,这些企业开采地下水量较少,因此现状地下水工业用水量较少,主要用于农田灌溉,其次为城镇居民生活用水(城关镇)和农村人畜饮用水。

兴和县农业生产集中于北部赛乌素镇、大库联乡和中部民族团结乡3个乡镇。这3个乡镇地形平坦,土地肥沃,地下水资源丰富,适于连片大规模种植,历史上为兴和县的重要产粮区,其灌溉方式以大型喷灌为主,1个喷灌系统基本能覆盖33 hm2农田。张皋镇和鄂尔栋镇井灌区农田分散不连片,灌溉面积较小,多数以小型喷灌、滴灌和微灌为主。而城关镇和店子镇井灌区的灌溉方式仍以传统渠灌为主。

2调查内容与方法

2.1调查对象

调查对象为兴和县民族团结乡的潜水农灌区,以及赛乌素镇、大库联乡的承压水农灌区农灌井。

2.2调查内容

调查灌溉区农灌井井深,含水层岩性、地下水位、耕地、水浇地的面积,不同作物播种面积,不同作物不同水平年的浇灌次数,不同岩性分布区,不同作物的用水定额等,地下水开发的历史及现状,开采井层位、开采量等。

2.3调查方法

由于研究区水文地质研究程度较低,1973年内蒙古自治区水文队完成的《1∶10万兴和县农田供水水文地质勘查》未编制全区潜水和承压水地下水等水位线图,难以对比历史时期地下水流场变化情况,特别是缺乏潜水和承压水的系列长观资料。因此,采用历史水位对比法和调查访问法确定农灌区是否出现超采。

由于1973年所施工的勘探孔大部分已填埋或损坏,部分遗留钻孔,也因下入水泵或井孔封闭而难以测量水位。因此,选择与原钻孔相邻、深度接近的机井和施工的钻孔水位与1973年所施工的钻孔水位进行对比,调查一个地区的水位升降情况。

在野外调查之前,首先对1973年在兴和地区施工完成的勘探孔资料进行分析,统计原有地下水位资料和钻孔位置,对照其坐标位置,在原钻孔附近选择与开采层位基本一致的机井或勘探孔,进行地下水位测量。根据测量井点高程,换算实测地下水位标高,与原有地下水位进行对比,判断地下水位升降幅度,并访问当地村民了解近年来地下水位的变化情况。

3调查结果与分析

根据调查结果,区内未出现由于地下水开采和灌溉引发的土壤盐渍化、土地沙漠化和大面积植被退化现象。根据2013年采集的水化学分析样与1973年农田供水勘察时水化学分析结果对比,地下水化学类型基本一致,矿化度也无明显增高的趋势,水质无恶化、变异现象。

兴和县农灌系统发达,地下水开发利用历史悠久,井灌区由于长期开采地下水,已产生与地下水开采有关的地质环境问题,比较突出的是灌区地下水位下降和浅层第四系含水层的局部疏干。

3.1地下水位下降

目前兴和县大库联乡、赛乌素乡和民族团结乡农业灌溉面积最大,其中以大库联乡灌溉面积分布最大、机井数量最多,井灌历史最长。通过历史时期水位资料对比及实际调查,承压水水位下降明显的地区分布于大库联乡和赛乌素镇,潜水位下降明显的地区位于民族团结乡。

3.1.1承压水农灌区。

根据1973和2011年在大库联乡北部地区2个相近井点地下水水位对比,40年间水位下降了17.79~11.06 m,下降速率为0.47~0.78 m/a(表1)。据大库联乡当地农民反映,近年来,由于农灌面积逐年扩大,机井数量和机井密度逐年增加,导致庭院的浅民井在夏季干枯或水量减小。当地有些自流井已停止自流,农灌井的水量已大幅减少,扬程逐步提高。如20世纪 80年代农灌井水泵的扬程为50 m左右,现为100 m左右。

赛乌素镇是兴和县重要的农业灌溉区之一,长期的农业开采,导致局部地区水位下降。根据1973和2011年大赛乌素镇北部地区2个相近井点地下水水位对比,40年间水位下降了5.67~7.86 m,下降速率为0.15~0.21 m/a(表2)。

3.1.2潜水农灌区。

兴和县潜水农灌区主要分布于后河河谷平原区,该区20世纪60年代开始施工农灌井,当时全部为大口井,井深一般不超过15 m。由该调查可知,部分大口井仍能使用,但水位下降很多,部分已干枯。水位下降的区域主要分布于后河河谷平原的支沟中。

开采量调查过程中,在民族团结乡附近地区选择了5个民井进行历史水位对比,其中1973年施工的3个大口井目前仍在使用,另外2个已废弃,选择在附近2个近几年施工的民井进行水位对比。各民井大致分布于沟头位置,水位对比情况见表3。由表3可知,1973~2011年地下水水位下降了2.27~7.00 m。除去气候因素(1973年为平水年,2011年为枯水年),后河河谷区农业灌溉长期高强度开采潜水是造成水位下降的重要原因。

3.2第四系含水层局部疏干

资料表明,40年前,区内小沟谷中均赋存第四系松散岩孔隙潜水,含水层呈条带状分布于各沟谷中。该调查结果表明,部分沟谷中的民井大部分已干枯或水量减少很多,浅部含水层已成为透水不含水层,这主要是由长期农业灌溉影响所致。第四系松散层疏干区主要分布于规模较小、第四系沉积厚度不大的小支沟中。

据调查,团结乡蝠沟村西部6 100 m长的沟谷松散层已成为疏干区,蝠沟村西有1条南北向展布的季节性流水沟谷,为鸳鸯河的支沟,平时干枯,雨季时有短暂的洪水自北向南汇入鸳鸯河,河谷宽270~350 m,沟谷中沉积有厚度近10 m的第四系松散层。野外调查时,上部5.0 m左右的砂层全部为干砂。沟谷东岸的一眼大口井井深3.5 m,井径1.0 m,成井于1980年左右,原为农灌井,现已干枯。现场可清晰地在井壁观察到地表以下1.5 m处有水锈,说明当时成井时,水位在1.5 m左右。蝠沟村有1眼大口井,原为全村的饮水井,成井于1970年左右,井深11.7 m,上部9.0 m为第四系松散层,成井时水位埋深为3.5 m,但目前井水位已降至10.5 m,已近干枯,仅够附近1户村民使用。从这2眼井水位变化情况看,40余年年间,该区域水位下降近7.0 m,年均下降18 cm多。

造成该区域第四系含水层局部疏干的原因为附近地区农业开采量大所致。该沟谷南部为民族团结乡农业灌溉区,开采后河河谷平原第四系松散岩类孔隙潜水,灌区农灌井密集,由于地下水开采量大,已将局部地区的第四系松散含水层疏干,蝠沟村附近地区即为影响区的一部分。

4结论与建议

农灌区由于地下水过量的长期开采,已引起了地下水位的持续下降和第四系松散含水层疏干,对地区生态环境造成影响。为此,提出如下地下水开发利用建议:

①充分利用地表水资源。

兴和县地表水利用设施已初具规模,现正发挥效益,且这些设施将会更加完善,地表水要比地下水用水成本低,且洪水水质好,长期引洪灌溉有利于改善土质,因此,应尽量利用地表水,减少地下水开采量。区内分布有黄石崖水库、皂火口水库。但这2个水库由于年久失修,地表水资源未能充分利用。黄石崖水库设计灌溉面积为667 hm2,实灌133 hm2/a;皂火口水库设计灌溉面积为3 600 hm2,实灌600 hm2/a。根据《兴和县“十三五”规划》,十一五期间要对这2个水库进行灌区配套工程建设,使其充分发挥效益。

②采取节水措施。

现状部分农业灌溉区仍采用渠道大水漫灌的方式,耗水量大,因此,在现有机井总数不变的基础上,应采用喷灌、滴灌和微灌等节水措施,最大限度地节约地下水资源,以达到降低灌溉定额及减缓地下水水位下降趋势的目标。

参考文献

[1] 陈梦熊.现代水文地质学的演变与发展[J].水文地质工程地质,1993(3):1-3.

[2] 陈梦熊.中国水文地质环境地质问题研究[M].北京:地质出版社,1998:6-8.

[3] 李宝兴.我国西北干旱地区地下水资源的合理开发和利用[J].中国沙漠,1982,2(1):1-12.

[4] 陈望和.河北地下水[M].北京:地震出版社,1999:12-16.

[5] 龚家栋,董光荣,李森,等.黑河下游额济绿洲环境退化及综合治理[J].中国沙漠,1998,18(1):44-50.

[6] 丁宏伟,王贵玲,黄晓辉.红崖山水库径流量减少与民勤绿洲水资源危机分析[J].中国沙漠,2003,23(1):84-89.

[7] 贾大林,司徒凇,庞鸿宾,等.农业节水与区域治理[M].北京:中国农业科学技术出版社,1992.

[8] 靳孟贵,张人权,高云福,等.农业-水资源-环境相互协调的可持续发展:以河北黑龙港地区为例[M].武汉:中国地质大学出版社,1999:21-23.

[9] 刘昌明,陈志恺.中国水资源现状评价和供需发展趋势分析[M].北京:中国水利水电出版社,200l:19-24.

[10] 陈兴鹏,康尔泗.河西走廊绿洲生态经济系统良性循环的水资源问题[J].中国沙漠,2000,20(1):90-94.

[11] 王贵玲,陈德华,蔺文静,等.中国北方地区地下水资源的合理开发利用与保护[J].中国沙漠,2007,27(4):684-688.

[12] 于丽丽.地下水合理开发利用与科学管理措施探析[J].海河水利,2012(2):21-22,66.

[13] 张人权.地下水资源特性及其合理开发利用[J].水文地质工程地质,2013(6):1-5.

作者:彭志帆

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