第六章-地下水资源管理与保护.ppt

第六章地下水资源管理与保护 6 1我国地下水资源开发利用现状 一 全国地下水资源概况 新一轮地下水资源评价成果 1 地下水资源量 全国多年平均地下资源量为8837亿m3 淡水 约占全国水资源总量的1 3 其中山区为6561亿m3 平原区为2276亿m3 多年平均地下水可开采量为3527亿m3 其中山区为1966亿m3 平原区为1561亿m3 2 地下水资源的变化趋势 与1984年成果比较 北方地下水资源量减少 南方地下水资源量增加 北方 多年平均地下水资源量减少122亿m3 可开采量减少56亿m3 南方 多年平均地下水资源量增加242亿m3 可开采量增加643亿m3 平原区地下水资源量减少 山区地下水资源量增加 平原区 多年平均地下水资源量减少228亿m3 可开采量减少309亿m3 山区 多年平均资源量增加348亿m3 可开采量增加896亿m3 单位面积可开采量减少 全国适宜开采或引用地下水的地区平均地下水开采模数已由15万m3 km2 a减少到6万m3 km2 a 其中南方平原区为17 8万m3 km2 a 山区为6 4万m3 km2 a 北方平原区为6 6万m3 km2 a 山区不足2 5万m3 km2 a 3 地下水资源变化的原因 区域降水量发生了变化人类工程活动使地下水补给量减少部分地区水文地质参数发生了变化地下水可开采资源的评价面积增大 地下淡水可开采资源评价面积增加了近430万km2 评价精度明显提高 二 地下水资源开发利用的特征 1 地下水开采量持续增长 20世纪70年代平均每年地下水开采量为572亿m3 80年代增加到748亿m3 2000年达到1068亿m3 2008年达到1071亿m3 其中北方地区地下水开采量占全国开采量的76 地下水开采程度北方地区高于南方地区 北方地区除青海省外 开采程度均超过20 其中天津市 河北省和北京市开采程度超过100 开采程度超过或接近70 的有山东 河南 山西 辽宁 南方地区地下水开采程度除上海超过90 贵州 江苏 重庆超过20 外 其它省 区 市 均小于20 2 地下水开采程度地区差异较大 3 地下水供水比例与用水结构发生变化 供水比例 地下水占总供水量的比例呈先增长再到基本稳定的趋势 1980年为14 0 2000年为19 8 2003年为19 1 2005年以来基本稳定在18 4 左右 用水结构 农业灌溉用地下水占地下水总用水量的比重呈递减趋势 已从80年代的88 下降到2008年的62 工业和生活用地下水的比重明显上升 80年代工业和生活用地下水的比重为12 0 到1999年工业用地下水的比重为18 生活用地下水的比重为20 城市地下水开采 全国有400多个城市开采利用地下水 在城市用水总量中 地下水占30 北方城市以开采地下水为主 华北 西北城市利用地下水比例分别高达72 和66 6 2地下水资源开发利用中存在的问题 近20年来 全国用水量急剧增长 地下水开采量平均以每年25亿m3的速度增加 目前 全国600多座城市中有一半左右不同程度地存在缺水问题 但水资源浪费问题仍相当突出 我国的万元工业产值耗水量一般是发达国家的10 20倍 每公斤粮食的耗水量是发达国家的2 3倍 一 地下水资源紧缺和水资源浪费并存 二 地下水资源超采严重 地下水超采是指一定地域内多年平均地下水实际开采量超过了多年平均地下水可开采量 并造成了地下水位多年持续下降的现象 严重超采区判断的依据 实际开采系数大于1 2 年平均地下水位下降速率大于1 5m 引起地面沉降 且沉降速率大于10mm a 发生了海 咸 水入侵或荒漠化现象 水源地超采状况 行政区域超采状况 三 地下水资源超采引发的生态环境问题 地下水超采 其实质是破坏了地下水及其赋存介质天然状态下固有的生成 赋存 运动之间的平衡关系 地下水原有补排平衡关系的失调 必然要在新的条件 即开采条件 下寻求新的平衡 在寻求新的平衡过程中 对原有的生态环境产生了一系列影响 地下水超采引发的生态环境问题 地面沉降 地面塌陷 泉水断流 海水入侵 土壤次生盐碱化 荒漠化 地面沉降是一种地面变形现象 地面沉降是由于开采深层承压地下水 降低了开采含水层的水头压力 从而导致粘土 淤泥 质隔水层及含水层中粘土 淤泥 质透镜体被压缩 引起地面区域性下沉的现象 1 地面沉降 全国有40多座城市由于不合理开采地下水而发生了地面沉降 其中沉降中心累计最大沉降量超过2m的有上海 天津 西安 太原 天津塘沽个别点最大沉降量已达3 1m 西安市钟楼累积下沉了75 1cm 大雁塔什字下沉225 2cm 大雁塔向北倾斜88 4cm 后果 地面沉降使建筑物基础下沉 公路 桥梁开裂 地下管道断裂等 表6 1 2 地面塌陷 地面塌陷也是一种地面变形现象 多发生在隐伏岩溶地下水开采区 因此 又称岩溶塌陷 由于过量开采岩溶地下水 疏干或部分疏干了溶洞 受重力作用 溶洞之上的松散覆盖物塌落 地面形成坑 槽 沟等塌陷现象 即为地面塌陷 地面塌陷具有突发性 所以破坏性很大 往往造成人身伤亡和重大经济损失 尤其是在人群密集区及交通枢纽地带 危害特别大 城市地面塌陷 3 泉水断流 由于地下水超采 地下水位大幅度下降 使泉水断流 4 海水入侵 海水入侵是海岸地区地下淡水超量开采而造成的海水向陆地流动的地下径流 海水入侵示意图 原理 在天然条件下 沿海地区的地下淡水和咸水建立了水动力平衡 伸入陆地的楔形咸水和淡水体形成天然的交界面 如果大量开采地下淡水 则会由于降落漏斗的扩大使天然地下水位降低 破坏了咸淡水体之间的平衡 为了达到新的平衡 淡水和咸水界面就会向陆地方向推移 造成淡水体的污染 直接后果 地下淡水的矿化度和氯离子浓度增高 水质变差 从而失去了原有的利用价值 5 土壤次生盐碱化 在一些地表水资源比较丰富 引水条件较好的半干旱 半湿润地区 由于大量引用地表水 进行大定额溉灌 造成浅层地下水水位长期处于高水位状态 强烈的蒸发作用 导致地下水中的盐分在土壤中积累而使土壤盐碱化 这种现象称为土壤次生盐碱化 土地盐碱化 6 荒漠化 在内陆干旱区 人工生态林和下游荒漠河岸林及灌丛是绿洲生态环境安全的屏障 这些植被的生长对土壤水分状况和地下水位的变化反映敏感 有研究资料表明 内陆干旱区沙枣生长的最佳地下水位埋深为3 梭梭为3 5 柽柳为5 白刺 沙拐枣为4 当地下水位埋深超过最佳地下水位埋深后 土壤水分便会下降 植被根系因吸收不到地下水而逐渐衰败 甚至死亡 进而导致土地沙化 甘肃民勤沙化状况 四 地下水环境污染严重 污染原因 由于工业废水和生活污水排放量的增加 以及受农业大量使用农药 化肥的影响 使我国地下水污环境受到染 污染区域 地下水污染严重地区主要分布在城镇周围 排污河道两侧 地表污染水体分布区及引污农灌区等 污染趋势 地下水环境污染呈现出由点向面 由城市向农村扩展的趋势 6 3地下水资源管理 在掌握地下水资源分布 数量 质量的基础上 通过人为对地下水资源的一种干预和组织 使地下水资源得到合理开发和有效保护 以获得最大的经济 社会和环境效益 一 地下水资源管理的目的 二 地下水资源管理的内容 1 基本内容 地下水位的控制与优化地下水质保护 控制及分质供水人工回灌与地下水库的建立与调蓄健全的水资源管理机构和完善的水资源法规 2 为专门目的服务的地下水资源管理内容 1 为城市生活和工业用水服务的地下水资源管理 控制城市发展规模 调整产业布局 合理配置水资源 控制地下水过量开采 开发地下水库 进行水资源的时空优化调蓄 合理开发利用水资源 实行分质供水 2 为农业用水服务的地下水资源管理 井灌区用水管理 井灌区用水管理的核心内容是提高井灌效益 降低灌溉成本 需要做好以下几方面的工作 实行计划用水 充分发挥井灌工程效益加强机井配套 提高抽水设备装置效率提高田间工程标准 以实现节水灌溉选用合理的灌水方法 提高井灌效益建立健全井灌区管理体制 实行水资源统一管理 机井的养护 机井的管理与养护 机井管理的责任制 建立健全机井技术档案做好机井运行记录 防止井台沉陷定期进行维护性抽水定期进行维护性清淤 机泵的维修管理 加强水泵的运行管理加强动力机的管理提高管路效率检修保养机泵各个部件 机井管理的技术经济指标 机井完好率 完好机井数占机井总数的百分比 Ea 机井完好率 100 N1 机井完好数 眼 Na 机井总数 眼 设备完好率 完好设备数占配套设备的百分比 式中 Eb 设备完好率 100 N1 完好设备数 台 Nb 配套设备数数 台 能源单耗 从井中提水1kt m时所消耗的能源数量 电能kw h kt m 油料kg kt m 6 3 灌溉成本 单位亩 次的灌溉费用 元 亩 次 6 4 三 地下水资源管理的方法 1 技术方法 2 行政管理方法 3 法律管理方法 水文地质勘察技术方法地下水信息的现代化管理方法地下水优化管理与决策技术方法 6 4地下水资源保护 一 地下水资源保护的原则 开发利用与保护并重的原则维护地下水资源多功能性的原则流域管理与行政区域相结合的原则地下水资源保护的经济原则取水 用水及排水全过程的保护原则 二 建立地下水动态监测体系 1 地下水动态长期观测的目的 为水利建设规划和抗旱 除涝 治碱提供设计依据 为地下水水源地建设和管理 为地下水资源评价 保护和合理利用提供依据 2 地下水动态长期观测的任务 通过对地下水动态监测资料的整理 发布地下水情公报 通过对地下水动态监测资料的分析 查明其补排条件 对地下水进行合理调控 利用地下水动态资料 推求论证有关水文地质参数或其他参数 依据地下水动态变化趋势 制定合理的地下水开采方案 通过对地下水质的监测 了解污染和盐化情况 提出合理的防治对策 3 地下水长期观测站网的建设 1 水位观测 2 开采量监测 3 水质监测 4 水温观测 1 观测站网规划的原则 2 观测站网的布设 基本观测井网专门观测井网 4 地下水动态观测内容 4 地下水动态资料的整理与分析