地下水資源開發(fā)利用對地質(zhì)環(huán)境的影響探討

顏珍鵬

江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站 江西 南昌 330001

前言

地下水資源作為地球上人們可以使用的重要淡水資源,我國地下水資源的總量約為8192億立方米,雖說地下水資源可以再生,但是更新周期較長,使大部分地下水資源在開采后難以再生,所以人們在開發(fā)利用過程中必須加強管理,合理開發(fā),防止打破地下水資源的生態(tài)平衡。

1 地下水資源的地質(zhì)作用

1.1 地下水資源的侵蝕作用

地下水資源就好像地球的一個巨大水袋,為人們的生產(chǎn)生活提供了巨大的保障,由于地下水是在地下流動,所產(chǎn)生的侵蝕作用又被稱為潛蝕作用,通常地下水的潛蝕作用可以分為化學(xué)潛蝕和機械潛蝕兩種形式,化學(xué)潛蝕主要是指水流在巖石中流經(jīng)過程中帶走巖石中的可溶鹽成分,使巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散,為地下水的機械潛蝕的流通創(chuàng)造有利條件。機械潛蝕主要是指地下水在流動過程中對流經(jīng)地區(qū)的土壤、巖石進行沖刷造成破壞,使其結(jié)構(gòu)松散,機械侵蝕的力度較小,侵蝕過程中所帶走的沖刷物質(zhì)大多都是沖散的泥土和粉塵,對土壤和巖石結(jié)構(gòu)上的空隙起到擴張的作用,巖石結(jié)構(gòu)在長時間的沖刷下會造成地下空洞最終容易導(dǎo)致地面塌陷,造成洼地、落水洞現(xiàn)象的產(chǎn)生。

1.2 地下水資源的沉積作用

地下水資源的沉積主要包含化學(xué)沉積和機械沉積兩部分,在地下水沉積過程中,主要以化學(xué)沉積為主要沉積方式?；瘜W(xué)沉積主要出現(xiàn)在洞穴內(nèi)、巖石空隙中以及地下水的出口處。被地下水溶解的物質(zhì)過度飽和產(chǎn)生的沉積方式是化學(xué)沉積中最常見的沉積方式,地下水在流出地表或流入洞穴過程中周圍環(huán)境不同造成的水壓、水溫以及蒸發(fā)量的不同使地下水中的二氧化碳逸出,水中的溶解物質(zhì)出現(xiàn)飽和產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象。機械沉積主要是指地下水在流經(jīng)地勢較為平坦開闊的地區(qū)時,水流速度減緩出現(xiàn)巖石碎片和粉塵出現(xiàn)的堆積現(xiàn)象,在機械沉積中,黏土沉積為主要的沉積方式。

1.3 地下水資源的搬運作用

地下水在流動過程中,會對潛蝕下來的物質(zhì)進行垂直或水平方向的搬運,由于地下水的流速較慢,大多搬運的物質(zhì)是細(xì)沙或泥土,但是在流速較大的地下河流中,水流搬運的物質(zhì)也較大,機械搬運能力較強,搬運的物質(zhì)也轉(zhuǎn)變?yōu)轶w積較大的砂石,且搬運的數(shù)量也隨著流速增加[1]。

2 地下水資源開發(fā)利用對地質(zhì)環(huán)境造成的影響

2.1 地下水資源被污染

大部分地下水資源過度開采的主要原因是由于不合理的井位布局造成的,供水井過于集中以及人們在日常生產(chǎn)生活中過度使用水資源都會造成地下水水位嚴(yán)重下降的現(xiàn)象產(chǎn)生,導(dǎo)致地下水資源形成漏斗狀,并且逐年擴張。地下水資源的水位下降對人們生產(chǎn)和生活用水帶來極大的影響,過度開采造成的污染現(xiàn)象也極其嚴(yán)重。過度開采地下水會使巖溶產(chǎn)生塌陷,導(dǎo)致第四系水層被破壞,劣質(zhì)水資源由塌陷的空隙進入地下水系,造成地下水的嚴(yán)重污染。除此之外,地下水資源在過度開采后出現(xiàn)水位下降現(xiàn)象,在可使用的水資源減少的過程中降低了水資源凈化的時間,過度開采導(dǎo)致的水漏斗擴展現(xiàn)象也會導(dǎo)致水污染面積擴大。

2.2 海水入侵

地下水資源的過度開采會導(dǎo)致環(huán)境地質(zhì)問題中的海水入侵現(xiàn)象發(fā)生,大部分沿海地區(qū)的地下水資源過度開采會出現(xiàn)海水倒灌的現(xiàn)象,海水中富含礦物質(zhì)和鹽分,水資源不能夠直接引入生產(chǎn)和生活之中,當(dāng)海水入侵現(xiàn)象發(fā)生,原有的地下淡水資源就會受到不同程度的海水污染,將可利用的地下淡水資源面積迅速降低,造成淡水資源的短缺,影響該地人們的生活生產(chǎn)用水。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害

2.3.1 山體滑坡

人類過度開采地下水資源導(dǎo)致地下水資源的水位不穩(wěn)定,特別是在河谷、岸坡、斜坡等地出現(xiàn)地下水位升高的情況時,周圍的巖石和泥土?xí)驗樯蠞q的水位浸泡其中,降低其抗剪強度和穩(wěn)定性,造成不利影響。當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r,周圍的泥土和巖石會因為地下水對斜坡上的土層產(chǎn)生潛蝕和溶蝕作用受到嚴(yán)重的破壞,導(dǎo)致巖土結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,嚴(yán)重時會造成滑坡現(xiàn)象的產(chǎn)生,如果人們將生產(chǎn)和生活的地域建設(shè)在這個位置,更會對該地造成不利影響,提高安全事故發(fā)生概率。這種情況大多數(shù)發(fā)生在河岸周圍和山區(qū),人們通常采用擋土墻或護坡的有效措施降低山體滑坡的事故發(fā)生,所以,在河谷、岸坡、斜坡等地建設(shè)生活建筑的過程中,必須要進行嚴(yán)格的地質(zhì)勘察,將該地區(qū)的地下水位情況進行完全了解掌握,避免安全事故的發(fā)生。

2.3.2 地面塌陷、沉降

隨著地下水資源被人們過度的開采,原本應(yīng)當(dāng)由自身與巖土顆粒共同承擔(dān)的外部壓力逐漸轉(zhuǎn)移給巖土顆粒的結(jié)構(gòu)承擔(dān),過大的壓力導(dǎo)致地面沉降問題的發(fā)生,當(dāng)?shù)孛娉两颠^程不均勻時,地面表層會形成不同程度的分裂,也就是地裂情況的發(fā)生。以河北等平原地區(qū)為例,由于工業(yè)區(qū)內(nèi)的井位過深且高度集中,工業(yè)生產(chǎn)需要大量的淡水資源,導(dǎo)致該地區(qū)的地下水資源被過度開發(fā),增加地面沉降的速度其沉降面積逐漸擴大,地面在沉降過程中出現(xiàn)沉降漏斗現(xiàn)象。該地區(qū)因為過度開采地下水導(dǎo)致地面沉降的面積高達4.5萬平方米,其中沉降產(chǎn)生的漏斗現(xiàn)象約7處。在城市的建設(shè)過程中,地面沉降以及地面沉降產(chǎn)生的地面裂縫問題對基礎(chǔ)建設(shè)造成嚴(yán)重的影響,管道、橋梁及鐵路等基礎(chǔ)建筑設(shè)施因地面沉降和裂縫等原因出現(xiàn)坍塌、錯裂等多種現(xiàn)象的發(fā)生。地面沉降事故的發(fā)生對市區(qū)內(nèi)建筑物和人們的日常生活造成嚴(yán)重的威脅,必須要引起政府和社會的高度重視[2]。

2.4 生態(tài)環(huán)境遭到破壞

工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中會用到大量的地下水資源,導(dǎo)致地下水位出現(xiàn)不同程度的下降趨勢。地表上大量依附地下水資源生存的綠色植被面積也在逐漸減少,人類未來高效利用水資源,在河流上游修建大量的水庫等水利工程設(shè)施,導(dǎo)致河流下游徑流縮小,使河流下游的生態(tài)環(huán)境由于水資源減少而遭到破壞,綠色植被逐漸退化,出現(xiàn)大量河灘外漏、土地沙化的現(xiàn)象產(chǎn)生。河流入湖量的持續(xù)降低導(dǎo)致湖泊面積急速縮小,湖泊周圍的濕地面積也逐漸降低,大量動物失去棲息地,嚴(yán)重影響生態(tài)平衡。另外,在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中,大量的地下水被人們開采出來用作農(nóng)業(yè)灌溉,地下水的水位降低,下游地區(qū)的土壤由于不充足的灌溉水源出現(xiàn)鹽漬化現(xiàn)象的發(fā)生,使大量土地喪失耕種能力。

3 防治措施

3.1 加強對地下水資源開采的監(jiān)督管理

政府部門要針對地下水資源的利用和開采頒布相對的政策措施,首先要加強對待地下水資源的過度開采的行為的處理方式,制定嚴(yán)格的處理標(biāo)準(zhǔn),對地下水的保護建立相關(guān)的條例措施,制止地下水過度開采現(xiàn)象的發(fā)生。其次,建立相關(guān)的地下水資源的信息管理系統(tǒng),對已開采和未開采的地下水資源建立檔案記錄,利用先進的信息科學(xué)技術(shù)對全國的地下水資源進行統(tǒng)計建模,保證地下水資源的整體平衡性。最后,政府要加強對地下水資源的監(jiān)管、監(jiān)察力度,對水位過度下降的地區(qū)實施地面監(jiān)測,提前預(yù)知地面沉降現(xiàn)象的發(fā)生,并采取相關(guān)措施,將造成的生命財產(chǎn)損失降到最低,提高人們安全事故的警惕性。

3.2 預(yù)防為主,防治結(jié)合

在地下水淡水資源的開發(fā)過程中,要科學(xué)合理地制定開采方案,在開采過程中堅持優(yōu)先保護、預(yù)防為主的開采原則,避免地下水資源出現(xiàn)污染以及土地資源出現(xiàn)沙化和鹽漬化現(xiàn)象的發(fā)生,在治理地下水污染的過程中,先要找到地下水污染的源頭,制定嚴(yán)格的治理方案,對造成地下水資源污染的污染物進行嚴(yán)格治理,特別是要嚴(yán)格治理企業(yè)排放的廢水、污水和大量垃圾堆放造成的污染,避免污染物滲入地下對地下水造成污染。加強對地下水水質(zhì)的保護措施。

3.3 加強節(jié)約用水

3.3.1 節(jié)約工業(yè)用水

我國工業(yè)發(fā)展過程中,除了使用大量的淡水資源還會排放出大量的企業(yè)廢水,這不僅增加了地下水資源開采力度還對地下水資源造成污染。所以在治理工業(yè)用水的過程中,首先要提高對企業(yè)技術(shù)的科學(xué)創(chuàng)新,在城市周邊建立集中式大型污水處理廠,利用科學(xué)技術(shù)的手法對污水進行集中處理,使污水符合排放標(biāo)準(zhǔn)再進行排放或重復(fù)使用,提高水資源的重復(fù)利用率。在治理的同時,加強對中大型企業(yè)節(jié)約水資源的措施,將節(jié)約用水和水資源的循環(huán)利用作為工業(yè)生產(chǎn)原則中的第一項,對工廠的實際用水量進行合理規(guī)劃,加強控制,針對小型的企業(yè)工廠,如果廢水、污水的排放不符合標(biāo)準(zhǔn),就要實施關(guān)閉整改的處罰措施。

3.3.2 節(jié)約農(nóng)業(yè)用水

我國作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大國,將近70%的淡水資源用在了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,大部分地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中采用的都是傳統(tǒng)的灌溉方式進行澆水,淡水資源的有效利用率不高于45%,所以加強農(nóng)業(yè)方面的節(jié)約用水會取得顯著的效果。在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中,如何提高農(nóng)民的節(jié)約用水意識,采取科學(xué)灌溉的措施是首要解決的問題,首先在選擇植物品種的過程中,要選擇耐旱、抗旱的優(yōu)良品種,從植物的種植根本上先節(jié)約淡水資源的使用量。結(jié)合植物生長的條件,選擇科學(xué)的灌溉方式,采取滴灌、噴灌等形式進行植物澆灌,提高水資源的利用率,降低水量的消耗,必要時還可以噴灑少量化學(xué)藥劑降低水資源的蒸發(fā)。

3.4 保護水資源

提高水資源的合理利用,對地下水資源制定科學(xué)合理的開采計劃,對現(xiàn)有的開采井位進行,按照標(biāo)準(zhǔn)將過度集中的井位進行廢棄處理,按照標(biāo)準(zhǔn)建立新的開采井位。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,改善傳統(tǒng)的灌溉方式,采用新型節(jié)水的灌溉方式,按照標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用水管道,減少水資源在使用過程的蒸發(fā)量,提高水資源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的有效利用率。在工業(yè)生產(chǎn)過程中,企業(yè)加強對水資源的循環(huán)利用,建立水循環(huán)系統(tǒng),提高水資源的重復(fù)利用率[3]。

結(jié)論

大部分城市中的生產(chǎn)和生活用水都是以地下淡水資源為主,但是淡水資源難以再生且數(shù)量有限,過度開采對人們的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅,所以政府必須加強對地下水資源開發(fā)利用的監(jiān)管,避免地下水資源的過度開采帶來的不利影響增加人們的安全隱患。