地下水资源开发利用对地质环境的影响探讨

颜珍鹏

江西省地质环境监测总站 江西 南昌 330001

前言

地下水资源作为地球上人们可以使用的重要淡水资源,我国地下水资源的总量约为8192亿立方米,虽说地下水资源可以再生,但是更新周期较长,使大部分地下水资源在开采后难以再生,所以人们在开发利用过程中必须加强管理,合理开发,防止打破地下水资源的生态平衡。

1 地下水资源的地质作用

1.1 地下水资源的侵蚀作用

地下水资源就好像地球的一个巨大水袋,为人们的生产生活提供了巨大的保障,由于地下水是在地下流动,所产生的侵蚀作用又被称为潜蚀作用,通常地下水的潜蚀作用可以分为化学潜蚀和机械潜蚀两种形式,化学潜蚀主要是指水流在岩石中流经过程中带走岩石中的可溶盐成分,使岩石内部结构松散,为地下水的机械潜蚀的流通创造有利条件。机械潜蚀主要是指地下水在流动过程中对流经地区的土壤、岩石进行冲刷造成破坏,使其结构松散,机械侵蚀的力度较小,侵蚀过程中所带走的冲刷物质大多都是冲散的泥土和粉尘,对土壤和岩石结构上的空隙起到扩张的作用,岩石结构在长时间的冲刷下会造成地下空洞最终容易导致地面塌陷,造成洼地、落水洞现象的产生。

1.2 地下水资源的沉积作用

地下水资源的沉积主要包含化学沉积和机械沉积两部分,在地下水沉积过程中,主要以化学沉积为主要沉积方式。化学沉积主要出现在洞穴内、岩石空隙中以及地下水的出口处。被地下水溶解的物质过度饱和产生的沉积方式是化学沉积中最常见的沉积方式,地下水在流出地表或流入洞穴过程中周围环境不同造成的水压、水温以及蒸发量的不同使地下水中的二氧化碳逸出,水中的溶解物质出现饱和产生沉淀现象。机械沉积主要是指地下水在流经地势较为平坦开阔的地区时,水流速度减缓出现岩石碎片和粉尘出现的堆积现象,在机械沉积中,黏土沉积为主要的沉积方式。

1.3 地下水资源的搬运作用

地下水在流动过程中,会对潜蚀下来的物质进行垂直或水平方向的搬运,由于地下水的流速较慢,大多搬运的物质是细沙或泥土,但是在流速较大的地下河流中,水流搬运的物质也较大,机械搬运能力较强,搬运的物质也转变为体积较大的砂石,且搬运的数量也随着流速增加[1]。

2 地下水资源开发利用对地质环境造成的影响

2.1 地下水资源被污染

大部分地下水资源过度开采的主要原因是由于不合理的井位布局造成的,供水井过于集中以及人们在日常生产生活中过度使用水资源都会造成地下水水位严重下降的现象产生,导致地下水资源形成漏斗状,并且逐年扩张。地下水资源的水位下降对人们生产和生活用水带来极大的影响,过度开采造成的污染现象也极其严重。过度开采地下水会使岩溶产生塌陷,导致第四系水层被破坏,劣质水资源由塌陷的空隙进入地下水系,造成地下水的严重污染。除此之外,地下水资源在过度开采后出现水位下降现象,在可使用的水资源减少的过程中降低了水资源净化的时间,过度开采导致的水漏斗扩展现象也会导致水污染面积扩大。

2.2 海水入侵

地下水资源的过度开采会导致环境地质问题中的海水入侵现象发生,大部分沿海地区的地下水资源过度开采会出现海水倒灌的现象,海水中富含矿物质和盐分,水资源不能够直接引入生产和生活之中,当海水入侵现象发生,原有的地下淡水资源就会受到不同程度的海水污染,将可利用的地下淡水资源面积迅速降低,造成淡水资源的短缺,影响该地人们的生活生产用水。

2.3 地质灾害

2.3.1 山体滑坡

人类过度开采地下水资源导致地下水资源的水位不稳定,特别是在河谷、岸坡、斜坡等地出现地下水位升高的情况时,周围的岩石和泥土会因为上涨的水位浸泡其中,降低其抗剪强度和稳定性,造成不利影响。当地下水位下降时,周围的泥土和岩石会因为地下水对斜坡上的土层产生潜蚀和溶蚀作用受到严重的破坏,导致岩土结构不稳定,严重时会造成滑坡现象的产生,如果人们将生产和生活的地域建设在这个位置,更会对该地造成不利影响,提高安全事故发生概率。这种情况大多数发生在河岸周围和山区,人们通常采用挡土墙或护坡的有效措施降低山体滑坡的事故发生,所以,在河谷、岸坡、斜坡等地建设生活建筑的过程中,必须要进行严格的地质勘察,将该地区的地下水位情况进行完全了解掌握,避免安全事故的发生。

2.3.2 地面塌陷、沉降

随着地下水资源被人们过度的开采,原本应当由自身与岩土颗粒共同承担的外部压力逐渐转移给岩土颗粒的结构承担,过大的压力导致地面沉降问题的发生,当地面沉降过程不均匀时,地面表层会形成不同程度的分裂,也就是地裂情况的发生。以河北等平原地区为例,由于工业区内的井位过深且高度集中,工业生产需要大量的淡水资源,导致该地区的地下水资源被过度开发,增加地面沉降的速度其沉降面积逐渐扩大,地面在沉降过程中出现沉降漏斗现象。该地区因为过度开采地下水导致地面沉降的面积高达4.5万平方米,其中沉降产生的漏斗现象约7处。在城市的建设过程中,地面沉降以及地面沉降产生的地面裂缝问题对基础建设造成严重的影响,管道、桥梁及铁路等基础建筑设施因地面沉降和裂缝等原因出现坍塌、错裂等多种现象的发生。地面沉降事故的发生对市区内建筑物和人们的日常生活造成严重的威胁,必须要引起政府和社会的高度重视[2]。

2.4 生态环境遭到破坏

工业生产和农业生产过程中会用到大量的地下水资源,导致地下水位出现不同程度的下降趋势。地表上大量依附地下水资源生存的绿色植被面积也在逐渐减少,人类未来高效利用水资源,在河流上游修建大量的水库等水利工程设施,导致河流下游径流缩小,使河流下游的生态环境由于水资源减少而遭到破坏,绿色植被逐渐退化,出现大量河滩外漏、土地沙化的现象产生。河流入湖量的持续降低导致湖泊面积急速缩小,湖泊周围的湿地面积也逐渐降低,大量动物失去栖息地,严重影响生态平衡。另外,在农业发展过程中,大量的地下水被人们开采出来用作农业灌溉,地下水的水位降低,下游地区的土壤由于不充足的灌溉水源出现盐渍化现象的发生,使大量土地丧失耕种能力。

3 防治措施

3.1 加强对地下水资源开采的监督管理

政府部门要针对地下水资源的利用和开采颁布相对的政策措施,首先要加强对待地下水资源的过度开采的行为的处理方式,制定严格的处理标准,对地下水的保护建立相关的条例措施,制止地下水过度开采现象的发生。其次,建立相关的地下水资源的信息管理系统,对已开采和未开采的地下水资源建立档案记录,利用先进的信息科学技术对全国的地下水资源进行统计建模,保证地下水资源的整体平衡性。最后,政府要加强对地下水资源的监管、监察力度,对水位过度下降的地区实施地面监测,提前预知地面沉降现象的发生,并采取相关措施,将造成的生命财产损失降到最低,提高人们安全事故的警惕性。

3.2 预防为主,防治结合

在地下水淡水资源的开发过程中,要科学合理地制定开采方案,在开采过程中坚持优先保护、预防为主的开采原则,避免地下水资源出现污染以及土地资源出现沙化和盐渍化现象的发生,在治理地下水污染的过程中,先要找到地下水污染的源头,制定严格的治理方案,对造成地下水资源污染的污染物进行严格治理,特别是要严格治理企业排放的废水、污水和大量垃圾堆放造成的污染,避免污染物渗入地下对地下水造成污染。加强对地下水水质的保护措施。

3.3 加强节约用水

3.3.1 节约工业用水

我国工业发展过程中,除了使用大量的淡水资源还会排放出大量的企业废水,这不仅增加了地下水资源开采力度还对地下水资源造成污染。所以在治理工业用水的过程中,首先要提高对企业技术的科学创新,在城市周边建立集中式大型污水处理厂,利用科学技术的手法对污水进行集中处理,使污水符合排放标准再进行排放或重复使用,提高水资源的重复利用率。在治理的同时,加强对中大型企业节约水资源的措施,将节约用水和水资源的循环利用作为工业生产原则中的第一项,对工厂的实际用水量进行合理规划,加强控制,针对小型的企业工厂,如果废水、污水的排放不符合标准,就要实施关闭整改的处罚措施。

3.3.2 节约农业用水

我国作为农业生产的大国,将近70%的淡水资源用在了农业生产过程中,大部分地区在农业生产过程中采用的都是传统的灌溉方式进行浇水,淡水资源的有效利用率不高于45%,所以加强农业方面的节约用水会取得显著的效果。在农业发展过程中,如何提高农民的节约用水意识,采取科学灌溉的措施是首要解决的问题,首先在选择植物品种的过程中,要选择耐旱、抗旱的优良品种,从植物的种植根本上先节约淡水资源的使用量。结合植物生长的条件,选择科学的灌溉方式,采取滴灌、喷灌等形式进行植物浇灌,提高水资源的利用率,降低水量的消耗,必要时还可以喷洒少量化学药剂降低水资源的蒸发。

3.4 保护水资源

提高水资源的合理利用,对地下水资源制定科学合理的开采计划,对现有的开采井位进行,按照标准将过度集中的井位进行废弃处理,按照标准建立新的开采井位。在农业生产过程中,改善传统的灌溉方式,采用新型节水的灌溉方式,按照标准建设用水管道,减少水资源在使用过程的蒸发量,提高水资源在农业生产中的有效利用率。在工业生产过程中,企业加强对水资源的循环利用,建立水循环系统,提高水资源的重复利用率[3]。

结论

大部分城市中的生产和生活用水都是以地下淡水资源为主,但是淡水资源难以再生且数量有限,过度开采对人们的生命财产安全造成严重的威胁,所以政府必须加强对地下水资源开发利用的监管,避免地下水资源的过度开采带来的不利影响增加人们的安全隐患。