簡(jiǎn)述超采地下水對(duì)環(huán)境地質(zhì)的危害

肖敏慧+湯小明

摘要：作為重要的淡水資源，地下水資源直接或間接影響著人類的經(jīng)濟(jì)效益。由于地表水資源不足，我國(guó)絕大部分地區(qū)早已利用地下水資源，用以居民生活、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水等。由于缺乏對(duì)地下水資源的管理，超采地下水現(xiàn)象司空見慣，由其引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題阻礙著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

關(guān)鍵字：超采地下水；環(huán)境地質(zhì)；危害

1前言

地下水的補(bǔ)給方式，大體上可分為兩類：垂向補(bǔ)給和側(cè)向補(bǔ)給。承壓含水層間及潛水層和承壓水層的越流補(bǔ)給、地表水的入滲等則為垂向補(bǔ)給；側(cè)向補(bǔ)給則有河流對(duì)地下水的側(cè)向補(bǔ)給、山前平原側(cè)向補(bǔ)給等。伴隨農(nóng)業(yè)、工業(yè)的發(fā)展，為確保人類生活的正常進(jìn)行，近幾十年，來我國(guó)多地對(duì)地下水的開采量超過其補(bǔ)給量，資源型缺水、水質(zhì)型缺水、工程型缺水類型城市數(shù)量越來越多。

地下水的儲(chǔ)存量是有限的，并不能取之不盡用之不竭，一旦對(duì)地下水的開采量超過其動(dòng)儲(chǔ)存量，易引發(fā)各類環(huán)境地質(zhì)問題，比如地面沉降、地下水質(zhì)污染、海水入侵、土壤鹽漬化以及一系列工程危害等。

2地面沉降

地面沉降總體表現(xiàn)為松散土體的壓縮、固結(jié)，表現(xiàn)最為顯著的是弱透水層的沉降。多數(shù)情況下，粘土、亞粘土、粉土等是弱透水層的組成物質(zhì)。

人類活動(dòng)對(duì)于地下水的超采，必然會(huì)引起地下水位降低，根據(jù)太沙基原理，土顆粒骨架所承受的有效應(yīng)力增加，可引起土體的超固結(jié)等。地下水位的下降達(dá)到一定深度時(shí)，弱透水層土體物質(zhì)含水量減少，其物理性質(zhì)也將隨之改變。若粘性土的含水量減少，孔隙比降低，進(jìn)而使其密度增大，造成壓縮、固結(jié)。

比如我國(guó)上海，20世紀(jì)60年代提出地下水的限量開采，時(shí)至今日，上海已由淺層地下水的開采，轉(zhuǎn)變至更深部的第四、第五承壓含水層的開采。由于地下水超采等因素，已造成不同程度的地面沉降，其中心城區(qū)最為嚴(yán)重，沉降量達(dá)3.5米左右[1]。

3地下水質(zhì)污染

地下水的超采容易引起地下水質(zhì)的污染，破壞環(huán)境資源。過量開采地下水，擴(kuò)大了地下水漏斗面積，地下水位下降到某一深度時(shí)，破壞了原有的地下水動(dòng)力平衡，使高于地下水位的地表河流等補(bǔ)給地下水，淺層地下水受到污染后，由于其垂直運(yùn)動(dòng)，向下流動(dòng)污染更深層的地下水。

關(guān)中城市群至20世紀(jì)90年代，以地下水資源作為單一的供水來源，持續(xù)大量開采地下水，致使地下水資源結(jié)構(gòu)受到破壞。關(guān)中城市強(qiáng)烈開采地下水，地下水位低于渭河及其支流，致使地下水受到補(bǔ)給。由于渭河水質(zhì)受到人為污染，當(dāng)渭河水補(bǔ)給地下水時(shí)，也將地下水污染[2]。又如北京市懷柔，過度抽取應(yīng)急水源地地下水，地下水中的保守污染物Cl–強(qiáng)烈活動(dòng)于土壤中，地下水位下降，Cl–隨地下水向下運(yùn)移，由于其累積效應(yīng)，導(dǎo)致地下水Cl–含量過高，水硬度升高，污染地下水[3]。

4海水入侵

海水入侵其形式上類似于地下水的側(cè)向補(bǔ)給，近海岸地區(qū)過度抽取地下水，降落漏斗邊緣延伸到咸淡水分界面，原本高于分界面的地下水水位下降，破壞地下水與海水的水動(dòng)力平衡條件，引起海水倒灌，咸淡水界面向陸地遷移，達(dá)到新的平衡，即為海水入侵。

目前狀態(tài)下，我國(guó)近海城市均出現(xiàn)海水入侵的環(huán)境問題，比如：萊州灣、天津、葫蘆島、上海、北海等城市，其中最為嚴(yán)重的當(dāng)屬山東省萊州灣。萊州灣約在上世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)海水入侵現(xiàn)象，歷經(jīng)初期發(fā)展、加速發(fā)展、穩(wěn)定發(fā)展四個(gè)階段，其主要原因?yàn)榈叵滤某伞８鶕?jù)水文化學(xué)分析，咸淡水混合區(qū)發(fā)生系列物理化學(xué)反應(yīng)，使水中的K +、Na +、Mg2 +、SO42 -、Cl–含量增加至異常狀態(tài)，增強(qiáng)水體礦化度[4]。

5土壤鹽漬化

我國(guó)土壤鹽漬化多數(shù)發(fā)生在干旱、半干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉用地上，主要是土壤或者地下水中的鹽分發(fā)生運(yùn)移，累積在表層土壤中，嚴(yán)重影響著農(nóng)業(yè)用地的經(jīng)濟(jì)效益。土壤鹽漬化的影響因素大致有：化肥使用不當(dāng)、農(nóng)業(yè)灌溉、耕作不合理、地下水埋深等，此就農(nóng)業(yè)灌溉進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

氣候干旱、降雨量少而蒸發(fā)量大的銀川平原北部的銀北地區(qū)，農(nóng)業(yè)用水嚴(yán)重缺乏，原本引黃灌溉的模式不足以支撐農(nóng)業(yè)發(fā)展的用水量，當(dāng)?shù)卣罅看蚓玫叵滤喔?。銀北地區(qū)由于其固有的氣候環(huán)境，多年平均降雨量不足200mm，蒸發(fā)強(qiáng)烈，淺層地下水礦化度較高。引用高礦化度的地下水灌溉，水分蒸發(fā)后，地下水中的離子聚集在土壤表面，使土壤鹽分含量過高，進(jìn)而導(dǎo)致土壤鹽漬化[5]。

6總結(jié)及建議

1、簡(jiǎn)要分析超采地下水引起的環(huán)境地質(zhì)問題，并逐一舉例說明。

2、地下水資源是重要的淡水資源，應(yīng)做好地下水資源網(wǎng)絡(luò)的探索和規(guī)劃，合理利用。

3、調(diào)整規(guī)劃用水結(jié)構(gòu)，節(jié)約用水、資源回收利用。

參考文獻(xiàn)

[1]張阿根，魏子新.上海地面沉降研究的過去、現(xiàn)在與未來[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì).2002.5：73-76

[2]陶虹，丁佳.關(guān)中城市群開采地下水有關(guān)環(huán)境地質(zhì)問題及其防治對(duì)策建議[J].地質(zhì)論評(píng).2014.60（1）：231-235

[3]楊利錦等.懷柔應(yīng)急水源地地下水水質(zhì)變化研究[J].城市地質(zhì).2016.11（1）：57-61

[4]黃磊，郭占榮.中國(guó)沿海地區(qū)海水入侵機(jī)理及防治措施研究[J]. 中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào).2008（19）2：118-122

[5] 吏曉杰等.銀北地區(qū)土壤鹽漬化形成機(jī)理與模擬研究[J]. 水文地質(zhì)工程地.2007.6：116-120