《水资源评价与管理》小论文

地下水资源开发中产生的地质环境问题姓名：张三学号:2005110001课程：水资源评价与管理指导教师：崔亚莉地下水资源开发中产生的地质环境问题摘要:我国从西向东的三个阶梯基本控制了我国的地貌和地质结构，进而决定了我国的气候类型，水资源分布特点，地质环境的种类等[1]。随着我国经济的迅速发展，人口相对密集，工农业发达。另外我国经济发展不平衡，东部经济相对发达。人口也相对集中在东部。因此我国东部的地下水资源开采的强度大，产生的地质环境问题多。我国由于地下水资源开采中产生的地质环境问题如下：西北干旱山地盆地荒漠化，西南岩溶高原石漠化，东部湿润半湿润平原丘陵区主要有地面沉降，地下水污染，地裂缝，海水入侵等。岩溶塌陷发生在碳酸岩地区。本文在总结前人研究的基础上，进一步认识其产生的机理，并提出一些防治措施和优化地下水开发利用方案。关键词：地下水开发地质环境防治措施优化开发利用1西北干旱山地盆地荒漠化我国西北，在构造的控制下，形成高山和大型盆地相间分布，垂向上，高山降水较多，形成冰雪覆盖，冰雪融水形成河流，山前地带转化为地下水，中游再次溢出地表，形成绿洲，地表水及地下水最终汇入荒漠中的盐湖[2-3]，人口密度低，耕地有限，人均及亩产水资源量较高。昼夜温差大，是我国优质棉花和瓜果产地。20世纪50年代，我国干旱内陆盆地的水资源开发普遍进入误区，地下水位迅速下降，沙漠化，盐碱化及植被衰退过程加快。人口压力下，掠夺性的水资源过量开发，破坏自然规律的水盐调度，是石羊河流域水资源危机及生态危机的根源。调整产业结构，压缩灌溉面积，大力推进节水，将流域用水量降低到水资源承载力允许范围，上下游统一合理调配水源，是解决问题的方向[4]。2西南岩溶高原石漠化石漠化产生的自然因素主要有岩溶地质环境，地形地貌，气象，岩溶植被的限制影响因素，岩溶作用是石漠化的基本营力，其特征变现为频繁的地质构造活动造成节理裂隙发育，有利于垂向岩溶化作用进行。地形地貌陡的地方不利用水土保持，人为因素也与石漠化有密切的关系。石漠化的综合治理应紧紧围绕生态修复、农田基本建设、水资源开发利用、农村能源建设、小集镇建设、土地合理利用等方面进行。3东部平原区地质环境问题3.1地面沉降我国东部北京，天津，上海，苏锡常等城市均有不同程度的地面沉降，而且越演越烈。地面沉降是国内外都十分关注的的复杂环境地质问题，它是由于地下支撑物的移动导致的地面标高的损失。是在经济高速发展过程中不断加大对地下资源开发而产生的环境地质问题，与突发性地质灾害相比，地面沉降是一种不易被人们察觉的缓变型灾害，但他具有易发性，累进性，不可逆的特点，也就是说，地面沉降一旦发生，就难以恢复。而且地面沉降发生在人类居中密集的地区，严重威协着城市的市政建设和人民的正常生活，并造成了巨大的经济损失。开采地下水导致的地面沉降，一般认为是以下几个因素共同作用的结果：（1）有效应力的增加：根据有效压应力理论，抽水以前，上覆土层和水的重力由孔隙水压力和粒间有效压力共同承担。抽水后总压力不变，孔隙水压力降低，有效压力增加，即土颗粒骨架所受应力增加，土层被压缩，微观上表现为颗粒之间的孔隙度降低，宏观上表现为土层压缩沉降。在含水砂层中，由于抽水使砂层中孔隙水压力降低，使砂层压密。而对于弱透水层来说，在抽水过程中抽水含水层的释水速度比弱透水层快，因而含水层水位下降速度也比弱透水层快，因此，在抽水结束后两类含水层之间水位高度不同，存在水位差，表现为弱透水层向含水层释水，弱透水层因而发生固结沉降，且只要有一定的足以克服弱透水层的阻力的水头差的存在就会有弱透水层的固结沉降的发生。（2）由于土体所具有的蠕变性质，即使在水位不发生变化的情况下，土层也会发生沉降变形[5-6]。地面沉降的形成条件包括特定的地质结构和特定的地下水位动态特征，①地质结构，松散多层含水体系，其中承压含水层水量丰富，适宜于长期开采。②开采层影响范围内，尤以其顶板，底版为厚层的正常固结或欠固结的可压缩粘性土层。②地面沉降产生的地下水位动态特征，承压含水层内地下水位具有大幅度的波动下降趋势[7]。地面沉降控制做到以下几点:（1）加强地面沉降监测和研究力度（2）合理开发利用地下水资源，严格控制地下水开采量（3）强化建城市建设中工程管理（4）加强政府管理和社会宣传3.2地下水污染地下水污染污染的含义迄今尚无共识，普遍认为，人类产生的有害组分加入天然地下水，改变其物理，化学及生物性状，导致水质恶化，称为地下水污染，与地表水相比，地下水污染具有隐蔽性及持续性，更加难以发觉，治理难度很大并需付出很大代价。截止于2005年，我国平原区地下水，已有24.95%的面积受到不同程度的污染。195个城市中，97%存在地下水污染，其中40%污染严重[8]。地下水污染的防治的防治问题，重点在于“防”，把防治地下水污染的各项工作摆在首位，切忌先污染后治理。首先建立完善的地下水监测系统，其次合理规划。最后，对于已经遭受污染的局部污染场地，选择相应的，行之有效的治理技术进行恢复治理。3.3海水入侵滨海地区开采地下水形成降落漏斗后，原本向还排泄的地下水，转而接受补给，导致海水入侵淡水含水层。我国的海水入侵，主要发生于濒临黄海及渤海的砂质及基岩海岸带，辽宁，河北及山东29个县市海水入侵面积超过1400平方公里，华北平原部分地区存在地下咸水，开采淡水含水层导致咸水入侵。防治海水入侵淡水含水层的措施：用成排的注水井形成水丘，或用成排的抽水井形成水沟[8]。4岩溶塌陷岩溶塌陷多发生于上覆厚度不大松散沉积物的岩溶发育地区，岩溶洞穴，上覆沉积物及地下水，构成固体，液体及气体三相力学平衡体系，地下水位变动达到一定幅度，平衡破坏，上覆松散沉积物突然塌落，形成上大下小的圆锥形塌陷坑[9-10]。我国发生岩溶塌陷2841处，塌陷坑为40119，主要发生于广西，广东，湖南，湖北，贵州，江西等省区。对于岩溶塌陷的防治首先是探明溶洞发育的位置，接着评估岩溶塌陷的危险性评估，其次进行地下水位和岩土体位移监测。结论本文列举了我国由于地下水开发引起的地质环境问题，在总结了前人研究成果的基础上，基本上弄清了各种灾害的形成机理，同时切合实际的提出一些治理方案与建议。参考文献[1]张人权等.2010.水文地质学基础.北京:地质出版社[2]李文鹏，周宏春等.1995.中国西北典型干旱区地下水流动系统.北京:地震出版社[3]万力，曹文炳等2005.生态水文地质学.北京：地质出版社[4]姚兴荣。2008.河西走廊平原区盐渍化分布特征.甘肃农业，11:67-69[5]张华等2011.滇池流域石漠化特征分析.中国岩溶，30（2）：182-186[6]殷跃平，张作辰.2005.我国地面沉降现状及防治对策研究.中国地质灾害学报，16（2）：1-8[7]黄润秋，徐泽民等.2005.地下水的致灾效应及异常地下水流诱发地质灾害.地球与环境，33（3）:1-9[8]周训等.2007.地下水科学概论.北京：地质出版社[9]张倬元等.2005.工程地质分析原理.北京：地质出版社[10]武雄等.2007.枣庄岩溶塌陷形成条件及主要影响因素.地学前缘，14(6):228-232