临西县水务局 河北邢台 054000
摘要：作为重要的淡水资源，地下水资源直接或间接影响着人类的经济效益。由于地表水资源不足，我国绝大部分地区早已利用地下水资源，用以居民生活、农业灌溉、工业用水等。由于缺乏对地下水资源的管理，超采地下水现象司空见惯，由其引发的环境地质问题阻碍着经济的发展。基于此，文章就地下水开采对生态环境影响及对策展开详细论述。
关键词：地下水开采；生态环境影响；具体对策
引言
地下水是水资源的重要组成部分, 因其分布广、水质好、不易被污染、调蓄能力强、供水保证程度高等特点, 在保障居民生活和生产供水、支持经济社会发展中具有重要作用, 有着重要的战略功能。同时, 地下水在形成、转换和运移过程中, 对维持地表植被、调节江河径流、维系生态环境具有不可替代的作用。2014年, 全国地下水开采总量1117亿m3, 占总供水量的18.3%。在过去一段时期内, 一些地区为了满足经济社会发展用水需求, 长期过量开采地下水, 造成地下水超采严重, 并引发了地下水资源枯竭、环境地质灾害频发、地下水污染加剧、生态系统退化等一系列问题, 给经济社会可持续发展、人民群众身体健康和生态环境带来了严重危害。随着经济社会发展和地下水开发利用程度的提高, 地下水保护和水安全问题越来越突出, 加大对地下水超采治理、强化地下水管理力度的要求越来越迫切。
1地下水开采现状
自上世纪70年代以来, 随着经济社会发展, 我国特别是北方地区地下水开发利用规模不断扩大。2014年全国地下水供水量已是1972年的5.7倍, 北方一些地区地下水供水量甚至超过总供水量的70%以上, 河北、北京、河南、山西、内蒙古、黑龙江、山东等多个省区地下水开采量占其总供水量的比例已超过或接近50%。目前, 全国共有21个省 (自治区、直辖市) 平原区存在地下水超采区, 总面积近30万km2, 地下水超采量约170亿m3。表1为北方地下水超采省区平原区超采现状。其中河北省为超采最严重的省份, 平原区超采面积达7.07万km2, 约占全国的24%, 超采量达59.65亿m3, 约占全国的35%。全国地下水资源状况面临着严峻的形势, 亟需加强地下水管理和保护。
表1 北方省区平原区地下水超采现状
2地下水过度开采对生态环境的影响
2.1地面沉降
地面沉降总体表现为松散土体的压缩、固结，表现最为显著的是弱透水层的沉降。多数情况下，粘土、亚粘土、粉土等是弱透水层的组成物质。人类活动对于地下水的超采，必然会引起地下水位降低，根据太沙基原理，土颗粒骨架所承受的有效应力增加，可引起土体的超固结等。地下水位的下降达到一定深度时，弱透水层土体物质含水量减少，其物理性质也将随之改变。若粘性土的含水量减少，孔隙比降低，进而使其密度增大，造成压缩、固结。
2.2地下水质污染
地下水的超采容易引起地下水质的污染，破坏环境资源。过量开采地下水，扩大了地下水漏斗面积，地下水位下降到某一深度时，破坏了原有的地下水动力平衡，使高于地下水位的地表河流等补给地下水，浅层地下水受到污染后，由于其垂直运动，向下流动污染更深层的地下水。
关中城市群至20世纪90年代，以地下水资源作为单一的供水来源，持续大量开采地下水，致使地下水资源结构受到破坏。关中城市强烈开采地下水，地下水位低于渭河及其支流，致使地下水受到补给。由于渭河水质受到人为污染，当渭河水补给地下水时，也将地下水污染。又如北京市怀柔，过度抽取应急水源地地下水，地下水中的保守污染物Cl–强烈活动于土壤中，地下水位下降，Cl–随地下水向下运移，由于其累积效应，导致地下水Cl–含量过高，水硬度升高，污染地下水。
2.3海水入侵
海水入侵其形式上类似于地下水的侧向补给，近海岸地区过度抽取地下水，降落漏斗边缘延伸到咸淡水分界面，原本高于分界面的地下水水位下降，破坏地下水与海水的水动力平衡条件，引起海水倒灌，咸淡水界面向陆地迁移，达到新的平衡，即为海水入侵。
目前状态下，我国近海城市均出现海水入侵的环境问题，比如：莱州湾、天津、葫芦岛、上海、北海等城市，其中最为严重的当属山东省莱州湾。莱州湾约在上世纪70年代发现海水入侵现象，历经初期发展、加速发展、稳定发展四个阶段，其主要原因为地下水的超采。根据水文化学分析，咸淡水混合区发生系列物理化学反应，使水中的K +、Na +、Mg2 +、SO42 -、Cl–含量增加至異常状态，增强水体矿化度。
2.4土壤盐渍化
我国土壤盐渍化多数发生在干旱、半干旱地区的农业灌溉用地上，主要是土壤或者地下水中的盐分发生运移，累积在表层土壤中，严重影响着农业用地的经济效益。土壤盐渍化的影响因素大致有：化肥使用不当、农业灌溉、耕作不合理、地下水埋深等，此就农业灌溉进行简要分析。
气候干旱、降雨量少而蒸发量大的银川平原北部的银北地区，农业用水严重缺乏，原本引黄灌溉的模式不足以支撑农业发展的用水量，当地政府大量打井，利用地下水灌溉。银北地区由于其固有的气候环境，多年平均降雨量不足200mm，蒸发强烈，浅层地下水矿化度较高。引用高矿化度的地下水灌溉，水分蒸发后，地下水中的离子聚集在土壤表面，使土壤盐分含量过高，进而导致土壤盐渍化。
3改善对策
3.1压减浅层水和封存承压水
(1) 压减浅层地下水
将现状浅层地下水超采量全部压减, 城市自来水管网覆盖范围内浅层地下水取水井全部关停。井灌区通过节水灌溉、地表水源替代等措施压减地下水开采量。
(2) 封存承压水
根据置换水源配套工程的先后顺序, 逐步对现状承压井全部封存。对深层承压水井采取永久填埋和封存备用两种封井方式封存。永久填埋承压井采用黏土球回填井孔, 井口采用混凝土封堵;封存备用承压井采用阀门封井控制, 仅供应急时开启使用。
3.2水源置换
(1) 加快雨洪资源利用工程建设
加快实施新建水库及增容、河道闸坝拦蓄及河湖水系连通等雨洪资源利用工程建设。加强水库蓄水控制运用, 充分滞蓄汛期雨洪资源;加强库库、库河联合调度, 切实增强流域整体防洪能力和雨洪水资源拦蓄利用能力。
(2) 建设完成南水北调配套工程
为合理调蓄利用引江水量, 通过新建水库, 同时利用原有沿线水库进行蓄水调蓄, 将长江水输送至地下水超采区, 替代地下水。
(3) 实施引黄供水提升工程
根据调查计算, 通过对水库坝体与坝基防渗、护坡维修加固、修建防浪墙等措施进行扩建、加固, 提升引黄调蓄能力。
(4) 积极推进非常规水利用
鼓励再生水回用, 加快推进城乡污水处理及再生水回用工程设施建设, 逐步提高污水集中处理率和再生水回用率, 加快推进全市污水处理厂及再生水利用设施建设, 并配套完善现有污水处理厂再生水利用设施。积极推动海水利用, 可将淡化海水作为企业生产用水和城镇居民生活用水的补充水源。电力、化工、石化等行业大力推广直接利用海水作为循环冷却水, 以节约大量淡水资源。
3.3控采限量
根据用水总量分配控制指标, 划定地下水位黄、橙、红警戒线, 实行预警管理。严格执行建设项目水资源论证制度, 对未进行水资源论证或水资源论证未通过的建设项目, 审批机关不得批准取水许可。严格规范地下水取水许可审批管理, 对取用地下水总量已达到或超过控制指标的地区, 暂停审批其建设项目新增取用地下水。
3.4监督管理
推动地下水管理法制建设, 完善和出台相应法规规章, 细化地下水管理制度和措施, 明确监管责任, 强化法律责任, 增强地下水超采区治理法规政策的可操作性和执行力。
结语
地下水超采区是长期过量开采地下水形成的特殊区域，对经济社会发展、人民群众身体健康和生态环境带来的危害是十分严重而深远的。未来继续加快地下水超采区治理与修复，是生态文明建设的必然要求，也是促进区域水资源持续支撑经济社会发展的必然趋势。
参考文献:
[1]蒋亚涛,付扬戬,刘汉启.兰考县地下水超采区综合治理工程的必要性[J].河南水利与南水北调,2018,47(09):20-21.
[2]李振清.关于任丘市地下水超采综合治理的思考[J].水科学与工程技术,2018(03):36-39.
论文作者:魏菲
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/31
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