地下水资源状况分析.ppt

地下水资源状况分析,济南市地下水源状况及其保护,目录,上篇 地下水的形成及组成成分 地下水水质的影响因素 地下水污染与人体健康 地下水污染源及其途径 地下水污染的调查、监测 下篇 济南地下水源涵养环境 济南地下水资源状况 保护方案,地下水是由各种有机物和无机物组成的天然复杂溶液。从化学成分来看，地下水是在天然条件下溶解了气体、离子、分子、胶体及有机物质的复杂综合体。,水中溶解的气体它们是O2、H2、CO2、H2S、CH4、Rn及少量惰性气体Ar、Kr、Xe、He、Ne。 地下水中的离子、络离子及分子成分地下水中的离子成分有些含量较大，有些则很微，常见的有：H+、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、OH-、Cl-、SO42-、NO3-、CO3-、PO43-及络离子和未溶解分子：MeBn-i、Fe2O3、Al2O3。H2SiO3等等。 胶体成分当风化作用很强时，土壤和风化壳中几乎所有的固体都处于胶体状态，或者在其形成过程中均经历胶体状态。 悬浮物成分自然界一些易溶盐以离子和分子状态形成真溶液而进入地下水，基本上以悬浮物的形式存在于水中。,此外，水中还有很多微量组成成分，具有非常重要的意义，对提取工业原料以及医疗卫生防护、人体健康方面都具有非常重要的作用,上 篇,不同成因的地下水有不同的原始化学成分，他们在形成过程中与周围的介质不断作用，水的化学成分也随之发生变化。,影响地下水化学成分形成的基本作用 溶滤作用 浓缩作用 混合作用 阳离子交替吸附作用 生物化学作用 脱碳酸作用,地下水化学成分的形成除了需要各种作用综合演变外，又离不开地下水所处的环境。,影响地下水化学成分形成的主要因素 自然地理因素（地形、水文、气候、风化作用、土壤） 地质因素 水文地质因素 物理化学因素 物理因素（温度、压力、时间、空间） 生物因素 人为因素,你知道吗：自从第一次工业革命以来人类对环境 的影响远远大于以往所有因素的总合，尤其是水 资源，人为因素对其的破坏已经超出了其所能承 受的自净限度，可持续发展已成为当今世界的主 题！,地下水污染,所谓地下水污染是指由于人类活动直接或间接的影响，致使水可能利用范围与原来的水质相比受到了全部或部分的限制。 小知识：地下水从开始污染到污染严重乃至达到不可饮用的地步，应该有一个从量变到质变的过程，特别是地下水一旦发现某些元素超标后，再进行治理就比较困难了。,地下水中的主要污染物,金属（包括类金属砷、硒）污染物其中汞的脂溶解性很强，会导致“水俣病”；镉的积聚会引起慢性中毒，导致“痛痛症”；铬导致血细胞携氧机能发生障碍，血中含氧减少导致窒息；砷中毒表现为慢性肝、肾炎症，癌变几率增大。 呈酸根形式的阴离子污染物氟有助于防止蛀齿，但长期饮用含氟量过高的水会导致氟骨症；亚硝酸根和硝酸根是水受有机物污染的主要标志，进入血液后与血红蛋白结合使组织缺氧中毒；氰酸盐在高温条件下可分解出氢氰酸，使人缺氧窒息。 有机化合物污染物酚透过人体会引起皮肤中毒，有腐蚀作用；农药的大量使用对人畜饮用水源危害极大。 放射性污染物 微生物污染物饮用水标准规定，经24小时培养后，每升水中细菌总数不得超过一百个，大肠杆菌不得超过三个。,地下水的主要污染源 工业“三废” 农业活动 城镇其它污水 采矿活动石油污染 海水入侵 污染途径 通过泡气带断续渗入 通过泡气带连续渗入 由井、孔、坑道、岩溶通道等直接注入 由地表水侧向渗入 涵水层之间的垂向越流,人类的活动是社会发展的前提，但人类也为此付出了沉重的环境代价,地下水受到人类活动的威胁，主要来自于地表或土壤水的下渗，农用氮肥以及垃圾中的油、酚污染着地下水，氮肥中的硝酸盐一旦进入地下，便转变为亚硝酸盐，它在人体中能够转变成致癌物质。地面植被的破坏和湿地的排水减少了地表水的渗透，从而降低了潜水面。由于城市和工业的过度需要，淡水不断被抽出作为生活和工业用水，然后作为地表污水重新排放，因而还会导致潜水面的进一步下降。另一方面，大量频繁的灌溉可以增强渗透作用，使潜水面一直升到地表。而在干旱地区，被水渗透的土地由于异常的蒸发作用，引起地下水中盐类的沉淀，迟早会变成不能耕作的盐碱地。,这不是我们想看到的！,我国一半城市地下水污染比较严重 水质开始下降 新一轮全国地下水资源评价与战略问题研究显示，全国约有一半城市市区的地下水污染比较严重，地下水水质呈下降趋势。 新一轮全国地下水资源评价结果显示，目前，全国地下淡水天然资源多年平均为八千八百多亿立方米，约占全国水资源总量的三分之一。另外，全国地下微咸水天然资源为二百七十七亿立方米，半咸水天然资源为一百二十一亿立方米。但国土资源部地质环境司长姜建军在该部举行的新闻发布会上说，中国地下水资源的分布和组成，南北差异十分明显。北方地区降水稀少，补给量小，西北地区地下淡水天然资源更加贫乏。 评价显示，按照地下水质量标准进行区域评价，按分布面积统计，有六成三的地下水资源可供直接饮用、一成七需经适当处理后方可饮用，一成二不适宜饮用但可作工农业供水水源，约百分之八的地下水不能直接利用，需要经过专门处理后才能利用。全国约有一半城市市区的地下水污染比较严重，地下水水质呈下降趋势。全国约有七千多万人仍在饮用不符合饮用水水质标准的地下水。 另据了解，近二十年来，全国地下水开采量平均以每年二十五亿立方米的速度增加，地下水占总供水量的比例已从一九八零年的一成四增长到二000年的近两成。全国有四百多个城市开采利用地下水，在城市用水总量中，地下水占到三成。尽管中国水资源十分匮乏，但姜建军认为，目前地下水资源紧缺和资源浪费并存。据统计，中国的万元工业产值耗水量一般是发达国家的十至二十倍，每公斤粮食的耗水量是发达国家的二至三倍。（摘自中国人文网）,从一个真实的例子说起,座落在黄河岸边的郑州市，是一个守着黄河缺水吃的严重缺水城市，人均水资源占有量仅为全国平均水平的十分之一。 超量开采地下水已经导致郑州地下水水位下降，单井出水量大幅下降，单井出水量由原来的每小时50-70立方米降至30-50立方米，平均下降20立方米左右，既影响了工业、生活用水，又增加了开采成本。对于地下水这个城市重要供水水源和战略储备资源的管理乏力，也导致了大量的地下水白白浪费。从2002年起，郑州市却开始关停作为城市供水重 要水源的地下水自备井，迄今已经 关停400多眼在备井。一个严重缺水 城市为何要“封井”呢？为保证城 市水资源的可持续利用，为给子孙留 一眼清泉，“封井”只是郑州采取的应 急措施。,下 篇济南地下水资源保护,“封井”带给我们什么样的反思呢？,作为山东省省会的济南市，其所处地理环境及自然资源状况和郑州毕竟有所区别。保护济南地下水资源，不能照搬其他地方的经验，需要结合济南实际情况，制定切实可行的方案。下面从济南地下水源涵养环境和地下水资源状况两方面深入了解济南地下水保护所需条件。,济南地下水源涵养环境,济南南部山区主要形成两条地表水分水岭：第一道分水岭从摩天岭往西南经界首火车站（205米，海拔，下同）拐往西北，经五花岩山（660米）至双山（281米）往西经小泰山玉皇顶（527米）、兴隆镇东331高地拐向西南，经分水岭村南西鞍部（142米）、白雁泉东366高地至偏山（271米）拐向西北在师耳山（247米）西北接黄河。从摩天岭往东北经清阳台（770米）、长城岭（870米）、梯子山（976米，即在跑马岭野生动物园东南最高峰，为济南第二高峰）至大高尖山（857米）东拐，经三平山（925米），曹峪顶（603米）往东北经该段最低处城墙岭庄（325米）继续往东北经九顶山（834米）至天仓岭四鸡山（783米）拐向东南至淄博、莱芜、济南三市交点霹雳尖（836米）后出境。,南部山区地形地貌图,植被现状,可将南部山区的植被类型分为两类： A、荆条黄背草群丛。灌木层及全为荆条，偶见酸枣。草本层主要以黄背草、矛叶荩草为主偶见桃叶鸦葱、米口袋、绵枣儿、远志等。这一群丛是原生植被被破坏后天然恢复的次生植被。通过对表2-2的分析，可发现荆条苗在草本层中的重要值较高，这表明荆条种群具有较强的更新能力，可稳定生长。 B、侧柏荆条中华卷柏群丛（。乔木层全为侧柏。灌木层多为荆条，偶见酸枣。草本层以中华卷柏为主，也有丛生隐子草、长芒草、矛叶荩草、白羊草等（表2-3）。侧柏林为人工营造，树龄30年左右。通过对表2-4的分析，可发现侧柏苗在草本层中的重要值较低，这表明侧柏种群的更新能力较弱。,两种植被类型的效益分析,a. 荆条黄背草群丛。由于没有乔木层的郁闭，植物体蒸腾量及地表蒸发量很大，保水能力极弱。所以目前迫切需要解决的是在适宜地段配置乔木层，增加保水能力。 b. 侧柏荆条中华卷柏群丛。作为石灰岩山地的保水树种，侧柏与其它树种相比有明显优势（见表），但是，侧柏群丛却存在着景观价值较低，群落更新慢的缺陷。,岩溶地下水是济南市工业及生活用水的主要来源。五十年代末期济南岩溶水的开采量不足10万m3/d，七十年代末期济南岩溶水的开采量已逾30万m3/d，八十年代中期以后济南岩溶水的开采量超过80万m3/d。1972年济南泉水开始在枯水期出现断流，以后每年的断流期逐年延长，泉水由常年喷涌演化为季节性出流。近十年来，由于岩溶水水位的持续下降，泉水流量的逐年减少，即使在丰水期泉水喷涌的壮观也不复存在。泉水断流不仅关系到泉城的美誉，而且影响着济南旅游经济的发展。因此，保护济南泉群，恢复名泉喷涌已引起广大人民以及省、市以及中央领导的高度关注。济南泉水断流是济南岩溶水开采过量的结果。济南泉域是一个完整的岩溶水系统，泉群分布于岩溶水系统的排泄点，其补给范围远在广大的南部山区。多年来，从补给到排泄形成了济南岩溶水平衡系统，自从五 十年代末期开始开采岩溶水，实际上是在原有的排 泄系统之上增加了排泄量。当岩溶水开采量增大到 一定程度后，影响到原有的排泄量，必然破坏岩溶 水系统的平衡，影响到泉水的喷涌。在岩溶水开采 的四十年内，岩溶水系统内城区、西郊及东郊水源 地地下水开采量持续超采，泉域岩溶水系统长期处 于亏损状态。,我们的子孙还能否看到趵突泉美丽的泉涌？,济南地下水源状况简述,地下水流向,英雄关断裂带（太平庄土屋庄地带）位于西千佛山断层；东羊头峪断层之间，加上南方地势较高，地下水只能向北方泉群流动（见图）。 枯水期地下水开采量控制在100万m 3/d 以内前提下，济南市区水位大于28 m， 丰水期地下水开采量控制在120万m 3/d 以内前提下，济南市区水位大于29 m， 可实现济南泉群常年喷涌。,地下水流向模式图,地下水源保护方案,现行方案简述： 1、人工补给分析研究人工回灌水源条件，研究岩溶含水层入渗性能、回灌水引渗技术方法以及岩溶地下水库调蓄功能，根据人工补给地下水动力场与化学场的变化特征，采用地下水人工补给渗流方法 2、封井保泉 3、加大宣传，提高全民节水意识。 4、加强监管力度，治理污染源区。,总的来说，济南现行方案以保水为主，解决当前缺水危机，但从长远来说，济南地下水保护需要从可持续发展角度考虑，重在“保源”！面对日益严重的水资源紧缺问题，光靠补水渗透和封井节水远远满足不了要求。既然济南地下水源于南部山区，那么通过对南部山区的综合治理，进行植被恢复，覆盖涵水效率高的优势植物，长远效果比现行方案要好得多。,方案设计,采用围点打圆法，将南部山区的一类地下水源区屏蔽，让其休养生息。 步骤： 1、采用优势种，进行植被覆盖。 2、建设水源区周围相关的旅游景点，使相关景点成为“生态栏”，为植被恢复赢得时间。 3、水源区生态系统稳定后，各景点向里生态扩张，使整个南部山区成为一个生态脉络。 4、最后使南部山区变成一个集水源涵养、空气净化、文化旅游于一体的国家森林公园。,进行植被恢复，必须满足三点要求： .配置乔木层，提高群落的保水能力。 .提高景观价值。 .提高群落更新速度。,两套优势植物群落图,荆条黄背草群丛演替关系图,侧柏荆条中华卷柏群丛演替关系图,注重生物群落的引入,初、次级生产力的转化速率比较。在生态系统的物质循环与能量流动中，动物作为消费者及分解者是必不可少的。现以衡量土壤肥力变化的三个指标（土壤微生物的数量变化、土壤酶的变化和土壤理化性质的变化）之一：土壤微生物的数量变化来验证次级生产力与初级生产力相比具有占绝对优势的高转化速率。 土壤微生物数（106个g-1干土） 这说明动物尸体比枯枝落叶具有 显著的高转化率。因此，在植被 恢复中进行动物群落的引入，可 以大大加快群落的更