简述超采地下水对环境地质的危害

肖敏慧+汤小明

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。

关键字：超采地下水；环境地质；危害

1前言

地下水的补给方式，大体上可分为两类：垂向补给和侧向补给。承压含水层间及潜水层和承压水层的越流补给、地表水的入渗等则为垂向补给；侧向补给则有河流对地下水的侧向补给、山前平原侧向补给等。伴随农业、工业的发展，为确保人类生活的正常进行，近几十年，来我国多地对地下水的开采量超过其补给量，资源型缺水、水质型缺水、工程型缺水类型城市数量越来越多。

地下水的储存量是有限的，并不能取之不尽用之不竭，一旦对地下水的开采量超过其动储存量，易引发各类环境地质问题，比如地面沉降、地下水质污染、海水入侵、土壤盐渍化以及一系列工程危害等。

2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。

比如我国上海，20世纪60年代提出地下水的限量开采，时至今日，上海已由浅层地下水的开采，转变至更深部的第四、第五承压含水层的开采。由于地下水超采等因素，已造成不同程度的地面沉降，其中心城区最为严重，沉降量达3.5米左右[1]。

3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[2]。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[3]。

4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[4]。

5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[5]。

6总结及建议

1、简要分析超采地下水引起的环境地质问题，并逐一举例说明。

2、地下水资源是重要的淡水资源，应做好地下水资源网络的探索和规划，合理利用。

3、调整规划用水结构，节约用水、资源回收利用。

参考文献

[1]张阿根，魏子新.上海地面沉降研究的过去、现在与未来[J].水文地质工程地质.2002.5：73-76

[2]陶虹，丁佳.关中城市群开采地下水有关环境地质问题及其防治对策建议[J].地质论评.2014.60（1）：231-235

[3]杨利锦等.怀柔应急水源地地下水水质变化研究[J].城市地质.2016.11（1）：57-61

[4]黄磊，郭占荣.中国沿海地区海水入侵机理及防治措施研究[J]. 中国地质灾害与防治学报.2008（19）2：118-122

[5] 吏晓杰等.银北地区土壤盐渍化形成机理与模拟研究[J]. 水文地质工程地.2007.6：116-120