地下水資源開發利用對地質環境的影響探討

顏珍鵬

江西省地質環境監測總站 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,所以人們在開發利用過程中必須加強管理,合理開發,防止打破地下水資源的生態平衡。

1 地下水資源的地質作用

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,為人們的生產生活提供了巨大的保障,由于地下水是在地下流動,所產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潛蝕和機械潛蝕兩種形式,化學潛蝕主要是指水流在巖石中流經過程中帶走巖石中的可溶鹽成分,使巖石內部結構松散,為地下水的機械潛蝕的流通創造有利條件。機械潛蝕主要是指地下水在流動過程中對流經地區的土壤、巖石進行沖刷造成破壞,使其結構松散,機械侵蝕的力度較小,侵蝕過程中所帶走的沖刷物質大多都是沖散的泥土和粉塵,對土壤和巖石結構上的空隙起到擴張的作用,巖石結構在長時間的沖刷下會造成地下空洞最終容易導致地面塌陷,造成洼地、落水洞現象的產生。

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沉積和機械沉積兩部分,在地下水沉積過程中,主要以化學沉積為主要沉積方式?；瘜W沉積主要出現在洞穴內、巖石空隙中以及地下水的出口處。被地下水溶解的物質過度飽和產生的沉積方式是化學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境不同造成的水壓、水溫以及蒸發量的不同使地下水中的二氧化碳逸出,水中的溶解物質出現飽和產生沉淀現象。機械沉積主要是指地下水在流經地勢較為平坦開闊的地區時,水流速度減緩出現巖石碎片和粉塵出現的堆積現象,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,大多搬運的物質是細沙或泥土,但是在流速較大的地下河流中,水流搬運的物質也較大,機械搬運能力較強,搬運的物質也轉變為體積較大的砂石,且搬運的數量也隨著流速增加[1]。

2 地下水資源開發利用對地質環境造成的影響

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生活中過度使用水資源都會造成地下水水位嚴重下降的現象產生,導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和生活用水帶來極大的影響,過度開采造成的污染現象也極其嚴重。過度開采地下水會使巖溶產生塌陷,導致第四系水層被破壞,劣質水資源由塌陷的空隙進入地下水系,造成地下水的嚴重污染。除此之外,地下水資源在過度開采后出現水位下降現象,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,過度開采導致的水漏斗擴展現象也會導致水污染面積擴大。

2.2 海水入侵

地下水資源的過度開采會導致環境地質問題中的海水入侵現象發生,大部分沿海地區的地下水資源過度開采會出現海水倒灌的現象,海水中富含礦物質和鹽分,水資源不能夠直接引入生產和生活之中,當海水入侵現象發生,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用水。

2.3 地質災害

2.3.1 山體滑坡

人類過度開采地下水資源導致地下水資源的水位不穩定,特別是在河谷、岸坡、斜坡等地出現地下水位升高的情況時,周圍的巖石和泥土會因為上漲的水位浸泡其中,降低其抗剪強度和穩定性,造成不利影響。當地下水位下降時,周圍的泥土和巖石會因為地下水對斜坡上的土層產生潛蝕和溶蝕作用受到嚴重的破壞,導致巖土結構不穩定,嚴重時會造成滑坡現象的產生,如果人們將生產和生活的地域建設在這個位置,更會對該地造成不利影響,提高安全事故發生概率。這種情況大多數發生在河岸周圍和山區,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生,所以,在河谷、岸坡、斜坡等地建設生活建筑的過程中,必須要進行嚴格的地質勘察,將該地區的地下水位情況進行完全了解掌握,避免安全事故的發生。

2.3.2 地面塌陷、沉降

隨著地下水資源被人們過度的開采,原本應當由自身與巖土顆粒共同承擔的外部壓力逐漸轉移給巖土顆粒的結構承擔,過大的壓力導致地面沉降問題的發生,當地面沉降過程不均勻時,地面表層會形成不同程度的分裂,也就是地裂情況的發生。以河北等平原地區為例,由于工業區內的井位過深且高度集中,工業生產需要大量的淡水資源,導致該地區的地下水資源被過度開發,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沉降漏斗現象。該地區因為過度開采地下水導致地面沉降的面積高達4.5萬平方米,其中沉降產生的漏斗現象約7處。在城市的建設過程中,地面沉降以及地面沉降產生的地面裂縫問題對基礎建設造成嚴重的影響,管道、橋梁及鐵路等基礎建筑設施因地面沉降和裂縫等原因出現坍塌、錯裂等多種現象的發生。地面沉降事故的發生對市區內建筑物和人們的日常生活造成嚴重的威脅,必須要引起政府和社會的高度重視[2]。

2.4 生態環境遭到破壞

工業生產和農業生產過程中會用到大量的地下水資源,導致地下水位出現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施,導致河流下游徑流縮小,使河流下游的生態環境由于水資源減少而遭到破壞,綠色植被逐漸退化,出現大量河灘外漏、土地沙化的現象產生。河流入湖量的持續降低導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,嚴重影響生態平衡。另外,在農業發展過程中,大量的地下水被人們開采出來用作農業灌溉,地下水的水位降低,下游地區的土壤由于不充足的灌溉水源出現鹽漬化現象的發生,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,制定嚴格的處理標準,對地下水的保護建立相關的條例措施,制止地下水過度開采現象的發生。其次,建立相關的地下水資源的信息管理系統,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技術對全國的地下水資源進行統計建模,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管、監察力度,對水位過度下降的地區實施地面監測,提前預知地面沉降現象的發生,并采取相關措施,將造成的生命財產損失降到最低,提高人們安全事故的警惕性。

3.2 預防為主,防治結合

在地下水淡水資源的開發過程中,要科學合理地制定開采方案,在開采過程中堅持優先保護、預防為主的開采原則,避免地下水資源出現污染以及土地資源出現沙化和鹽漬化現象的發生,在治理地下水污染的過程中,先要找到地下水污染的源頭,制定嚴格的治理方案,對造成地下水資源污染的污染物進行嚴格治理,特別是要嚴格治理企業排放的廢水、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。加強對地下水水質的保護措施。

3.3 加強節約用水

3.3.1 節約工業用水

我國工業發展過程中,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。所以在治理工業用水的過程中,首先要提高對企業技術的科學創新,在城市周邊建立集中式大型污水處理廠,利用科學技術的手法對污水進行集中處理,使污水符合排放標準再進行排放或重復使用,提高水資源的重復利用率。在治理的同時,加強對中大型企業節約水資源的措施,將節約用水和水資源的循環利用作為工業生產原則中的第一項,對工廠的實際用水量進行合理規劃,加強控制,針對小型的企業工廠,如果廢水、污水的排放不符合標準,就要實施關閉整改的處罰措施。

3.3.2 節約農業用水

我國作為農業生產的大國,將近70%的淡水資源用在了農業生產過程中,大部分地區在農業生產過程中采用的都是傳統的灌溉方式進行澆水,淡水資源的有效利用率不高于45%,所以加強農業方面的節約用水會取得顯著的效果。在農業發展過程中,如何提高農民的節約用水意識,采取科學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、抗旱的優良品種,從植物的種植根本上先節約淡水資源的使用量。結合植物生長的條件,選擇科學的灌溉方式,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藥劑降低水資源的蒸發。

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合理的開采計劃,對現有的開采井位進行,按照標準將過度集中的井位進行廢棄處理,按照標準建立新的開采井位。在農業生產過程中,改善傳統的灌溉方式,采用新型節水的灌溉方式,按照標準建設用水管道,減少水資源在使用過程的蒸發量,提高水資源在農業生產中的有效利用率。在工業生產過程中,企業加強對水資源的循環利用,建立水循環系統,提高水資源的重復利用率[3]。

結論

大部分城市中的生產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量有限,過度開采對人們的生命財產安全造成嚴重的威脅,所以政府必須加強對地下水資源開發利用的監管,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。