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什么是地下水?

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发布日期:2018-07-18 浏览次数:1009
核心提示:地下水是指赋存于地面以下岩石空隙中的水,狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。本文主要介绍了地下水的概述、水域划分、补给方式等内容,地下水对农业、工业以及人类生活都有不可或缺的重要意义。

地下水(ground water),是指赋存于地面以下岩石空隙中的水,狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。在国家标准《水文地质术语》(GB/T 14157-93)中,地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。人们对地下水的应用也十分广泛,农业、工业、生活等都需要地下水的支持,但随着发展的不断深入,地下水污染的情况也越来越严重,想要使水质复原更是需要很长的时间,地下水污染情况十分严峻。

国外学者认为地下水的定义有三种:一是指与地表水有显著区别的所有埋藏在地下水的水,特指含水层中饱水带的那部分水;二是向下流动或渗透,使土壤和岩石饱和,并补给泉和井的水;三是在地下的岩石空洞里、在组成地壳物质的空隙中储存的水。

地下水是水资源的重要组成部分,由于水量稳定,水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。但在一定条件下,地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。

水域划分

补给程度

全国地下水天然补给资源评价面积914.97万平方千米,地下水天然补给资源总量9234.72亿立方米/年,平均补给模数为10.09万立方米/平方千米/年。我国地下水资源补给量具有从东南沿海地区向西北内陆地区减少的规律,海南、广东等省的地下水补给资源量最大,在50万立方米/平方千米。年以上,新疆、内蒙古自治区最小,不足5万立方米/平方千米/年。《中国地下水补给资源量分布图》以水文地质单元为基础,以单位面积地下水天然补给资源量为依据编制而成,用个五级别来反映地下水补给的丰富程度。

地下水补给丰富区。单位面积地下水补给量大于50万立方米/平方千米年,主要分布在海南省、广东省、湖北省和广西壮族自治区的部分地区,黑龙江省、吉林省、四川省、台湾省、陕西省、宁夏回族自治区也有零星分布。地下水资源补给丰富区的面积约18.56万平方千米,占全国总面积的1.96%。

地下水补给较丰富区。单位面积地下水补给资源量20—50万立方米/平方千米/年,分布在海南省、广西壮族自治区、广东省、福建省、贵州省和上海市的大部分地区,江苏省、重庆市、山东省、辽宁省、北京市、湖南省、西藏自治区和新疆维吾尔自治区也有分布。地下水资源补给较丰富区的面积约137.64万平方千米,占全国总面积的14.51%。

地下水补给中等区。单位面积地下水补给资源量10—20万立方米/平方千米?年,主要分布在北方地区的黄淮海平原区、南方地区的云南省、贵州省、四川省、江西省、湖南省等地的岩溶石山地区,西北地区、东北地区、西南地区的平原河谷地带也有分布。地下水资源补给丰富区的面积约178.34万平方千米,占全国总面积的18.79%。

地下水补给较贫乏区。单位面积地下水补给资源量小于5—10万立方米/平方千米?年,从东部沿海地区到西部内陆地区均有分布,主要集中分布在中部地区,范围几乎涉及全国所有省份,主要包括东北三省、山东、山西、河北、河南、安徽、江西、四川、重庆等省(市)的丘陵山区,其它省份也有零星状分布。地下水资源补给丰富区面积约236.03万平方千米,占全国总面积的24.87%。

地下水补给贫乏区。单位面积地下水补给资源量小于5万立方米/平方千米?年,分布在我国西北的绝大部分地区、东北西部、华北北部和西南的部分地区,主要分布在新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、宁夏回族自治区、陕西省、甘肃省的大部分地区,青海省、山西省、河北省、西藏自治区的也有分布。地下水资源补给丰富区面积约378.37万平方千米,占全国总面积的39.87%。

全国地下淡水可开采资源量3527.79亿立方米/年,现状(1999年)实际开采量1058.33亿立方米/年,地下淡水剩余量为2469.45亿立方米/年。从全国总的来看,地下淡水剩余量还比较多,占可开采资源量的70%。但地下淡水剩余量的分布极不均一,北方地区剩余量为744.77亿立方米/年,南方地区余量为1724.69亿立方米/年,分别占全国地下水淡水剩余量的30.2%和69.8%,占当地地下水可开采资源量的48.5%和86.8%。

开采程度

《中国地下水资源开采潜力图》根据全国地市级行政单位的统计结果编制而成,划分为六个潜力等级,基本反映了我国地下水资源开采潜力的总体规律。北京、天津、河北、河南、山东、山西、陕西、甘肃、新疆的许多地区地下水超采;“三北”地区北部的广大地区地下水开采潜力较小;东北平原、塔里木盆地、四川盆地、江汉平原、巴颜喀拉山区、以及南方的部分地区,地下水开采潜力中等;长江流域、淮河流域、珠江流域的地下水开采潜力较大或大。

超采区。地下水开采潜力小于0,需要采取调整开采布局、调引客水补源、推行节约用水等措施,缓解地下水紧张矛盾。主要分布在北京市、天津市、河北省的大部分地区,上海市、山东省、河南省、陕西省的部分地区,新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐、哈密、吐鲁番等地区,辽宁省的营口、铁岭等地区及台湾省。地下水超采区面积62.35万平方千米,占全国总面积的6.6%。

基本平衡区。地下水开采潜力0—1万立方米/平方千米?年,不能盲目扩大开采。北方地区应该把这部分水留作生态用水。主要分布华北、西北、东北地区的北部,包括内蒙古自治区、西藏自治区的大部分地区,甘肃省的酒泉、新疆维吾尔自治区的部分地区,以及四川省、陕西省、湖北省、江西省、福建省的部分地区。地下水采-补平衡区面积273.64万平方千米,占全国总面积的28.8%。

开采潜力较小区。地下水开采潜力1—5万立方米/平方千米?年的地区,可适度开发利用地下水。主要分布在青海、新疆、重庆、福建的大部分地区,黑龙江、吉林、辽宁三省的松嫩、松辽平原区,以及云南、贵州、湖南等省份的部分地区。地下水开采潜力较小的地区面积429.85万平方千米,占全国总面积的45.3%。

开采潜力中等区。地下水开采潜力5—10万立方米/平方千米?年的地区,可以适当增加地下水开采强度,减少地表水的利用。主要分布于长江流域和华南地区,包括四川省、贵州省、湖南省、湖北省、安徽省、广东省、广西壮族自治区等的大部分地区,北方地区仅在三江平原等局部地区分布。地下水开采潜力中等区面积100.58万平方千米,占全国总面积的10.6%。

开采潜力较大区。地下水开采潜力10—20万立方米/平方千米?年的地区,应该鼓励开发利用地下水,充分利用地下水水质优良、动态稳定和多年调节的特点。主要分布在长江沿岸、淮河沿岸和华南地区,包括江苏、安徽、广东、海南省的大部分地区,贵州省、湖南省、湖北省也有零星分布。地下水开采潜力较大区面积47.70万平方千米,占全国总面积的5.0%。

开采潜力大区。地下水开采潜力大于20万立方米/平方千米?年的地区,主要分布在广西壮族自治区、广东省、海南省的小部分地区。虽然这些地区地下水开采潜力大,但由于降水充沛,地表水丰富,社会经济对地下水的依赖程度不高,地下水开采潜力的实际价值不大。地下水开采潜力大区面积4.82平方千米,占全国总面积的0.5%。备注:

1、地下水资源及其开采潜力的分布,主要依赖于不同级次水文地质单元的补给条件与开采状况,按照行政单位进行地下水开采潜力分析,其结果难免有与局部地区事实不相符的地方。

2、地下水是一种就地资源,在一个区域内往往是超量开采与资源剩余并存,区域平均结果有时掩盖了一些地方局部剩余与局部超采的客观实际,希望在使用这张图时有所辨别,以免产生误解。

污染程度

《中国地下水污染状况图》以国家地下水质量标准(GB/T 14848-93)为依据,将人类活动影响下的地下水质量现状与天然条件下的地下水质量“背景值”相对照,确定地下水污染超标组分,按照单要素评价与多要素综合评价相结合的原则编制而成,反映了城市地下水污染程度和污染组分二方面内容。地下水污染程度分为污染严重、污染中等和污染较轻三级,反映的地下水污染组分包括硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、铅、砷、汞、铬、氰化物、挥发性酚、石油类、高锰酸盐指数等指标。

东北地区重工业和油田开发区地下水污染严重。东北地区的地下水污染,不同地区有不同特点。松嫩平原的主要污染物为亚硝酸盐氮、氨氮、石油类等;下辽河平原硝酸盐氮、氨氮、挥发性酚、石油类等污染普遍。各大中城市地下水的污染程度不同,其中,哈尔滨、长春、佳木斯、大连等城市的地下水污染较重。

华北地区地下水污染普遍呈加重趋势。华北地区人类经济活动强烈,从城市到乡村地下水污染比较普遍,主要污染组分有硝酸盐氮、氰化物、铁、锰、石油类等。此外,该区地下水总硬度和矿化度超标严重,大部分城市和地区的总硬度超标,其中,北京、太原、呼和浩特等城市污染较重。

西北地区地下水受人类活动影响相对较小污染较轻。西北地区地下水污染总体较轻。内陆盆地地区的主要污染组分为硝酸盐氮;黄河中游、黄土高原地区的主要污染物有硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、铬、铅等,以点状、线状分布于城市和工矿企业周边地区,其中,兰州、西安等城市污染较重。

南方地区地下水局部污染严重。南方地区地下水水质总体较好,但局部地区污染严重。西南地区的主要污染指标有亚硝酸盐氮、氨氮、铁、锰、挥发性酚等,污染组分呈点状分布于城镇、乡村居民点,污染程度较低,范围较小。中南地区主要污染指标有亚硝酸盐氮、氨氮、汞、砷等,污染程度低。东南地区主要污染指标有硝酸盐氮、氨氮、汞、铬、锰等,地下水总体污染轻微,但城市及工矿区局部地域污染较重,特别是长江三角洲地区、珠江三角洲地区经济发达,浅层地下水污染普遍。南方城市中,武汉、襄樊、昆明、桂林等污染较重。 七 《中国地下水质量分布图》根据建国50年来,特别是近20年来,地下水勘查开发与地下水环境监测资料,参照不同用途的水质标准,在地下水水质评价和地下水污染评价基础上,经过系统分析与综合研究编制而成。地下水质量共分为四级:可供饮用的地下水、适当处理后可供饮用的地下水、不宜直接饮用但可供工农业利用的地下水、不宜直接利用的地下水。

我国地下水质量分布的总体规律是:南方地下水质量优于北方地下水质量,东部平原区地下水质量优于西部内陆盆地,山区地下水质量优于平原,山前及山间平原地下水质量优于滨海地区,古河道带的地下水质量优于河间地带,深层地下水质量常常优于浅层地下水。

东北地区地下水质量优劣不均局部污染。东北地区地下水质量从山区到平原由优变劣,基岩地区地下水质量优于松散岩类地下水,承压地下水质量优于潜水。该区大部分地下水为可供生活与工农业供水水源,松辽盆地中部地下水质量差,不宜直接利用。重工业和油田开发导致部分城市和地区的地下水遭受污染。

华北地区地下水质量分带明显污染普遍。华北地区是人类活动最强烈的地区之一,地下水环境受人类活动的干扰影响大。该区地下水主要赋存于黄淮海平原及其外围山区,浅层地下水质量分布具明显的分带规律,从山区、平原到滨海,地下水质量由优变劣,且城市地区地下水污染普遍。大部分地区的地下水可供直接饮用。

西北地区地下水质量总体较差污染较轻。西北地区地下水质量天然不良,并呈由山区向盆地、由盆地边缘向盆地中部,地下水质量呈现出由优变劣的变化特点,表现为环带状分布特点,不宜直接利用的地下水分布面积占全区总面积的18%。在西北地区,人类活动对地下水的干扰影响主要表现为开采造成的生态环境变化,地下水污染程度总体较轻。

南方地区地下水质量总体优良局部污染。南方大部分地区的地下水质量优良,可供直接饮用,其中江西、福建、广西、广东、海南、贵州、重庆等省(区、市),可供直接饮用地下水的分布面积占全省面积的90%以上。但在一些平原地区,经济发达,城市化进程较快,人类活动对地下水影响较大,浅层地下水遭到污染。长江三角洲、珠江三角洲等经济发展核心地区,浅层地下水质量差,人们对浅层地下水的开采越来越少,对深层地下水的开采越来越多,诱发了严重的地面沉降。 地下水

八 随着社会经济的快速发展和地下水开发技术的不断提高,我国地下水开发正在向“深”、“广”发展,开采层不断加深,开采范围不断扩大。全国660个城市中,开采地下水的城市400多个;地下水有效灌溉面积7.48亿亩,占全国耕地总面积的40%;过去东南沿海从不开采地下水的地区,大量开采地下水;华北平原、长江三角洲等地区,因浅层地下水污染,地下水开采大量转向深层地下水。地下水的开发利用,一方面给社会经济发展提供了水源支撑,另一方面不合理超量开采地下水,诱发了许多环境地质问题。特别是以地下水为主要供水水源的北方城市和地区,掠夺式开采现象严重,引发的环境地质问题突出。

《中国地下水环境地质问题图》根据全国地下水环境调查监测资料编制而成,反映的主要环境地质问题有区域地下水降落漏斗、地面沉降、地面塌陷、地裂缝、海水入侵和土壤盐渍化等,主要分布在地下水集中开采和超量开采地区。

补给方式

地下水主要有降水入渗、灌溉水入渗、地表水入渗补给,越流补给和人工补给。在一定条件下,还有侧向补给。地下水的排泄主要有泉、潜水蒸发、向地表水体排泄、越流排泄和人工排泄。泉是地下水天然排泄的主要方式。

主要功能

地下水与人类的关系十分密切,井水和泉水是我们日常使用最多的地下水。地下水可开发利用,作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源。地下水具有给水量稳定、污染少的优点。含有特殊化学成分或水温较高的地下水,还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素的原料。在矿坑和隧道掘进中,可能发生大量涌水,给工程造成危害。在地下水位较浅的平原、盆地中,潜水蒸发可能引起土壤盐渍化;在地下水位高,土壤长期过湿,地表滞水地段,可能产生沼泽化,给农作物造成危害。不过,地下水也会造成一些危害,如地下水过多,会引起铁路、公路塌陷,淹没矿区坑道,形成沼泽地等。同时,需要注意的是:地下水有一个总体平衡问题,不能盲目和过度开发,否则容易形成地下空洞、地层下陷等问题。

地下水作为地球上重要的水体,与人类社会有着密切的关系。地下水的贮存有如在地下形成一个巨大的水库,以其稳定的供水条件、良好的水质,而成为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源,成为人类社会必不可少的重要水资源,尤其是在地表缺水的干旱、半干旱地区,地下水常常成为当地的主要供水水源。

据不完全统计,70年代以色列国75%以上的用水依靠地下水供给,德国的许多城市供水,亦主要依靠地下水;法国的地下水开采量,要占到全国总用水量1/3左右;像美国,日本等地表水资源比较丰富的国家,地下水亦要占到全国总用水量的20%左右。中国地下水的开采利用量约占全国总用水量的10—15%,其中北方各省区由于地表水资源不足,地下水开采利用量大。根据统计,1979年黄河流域平原区的浅层地下水利用率达48.6%,海、滦河流域更高达87.4%;1988年全国270多万眼机井的实际抽水量为529.2亿立方米,机井的开采能力则超过800亿立方米。

问题的另一面,由于过量的开采和不合理的利用地下水,常常造成地下水位严重下降,形成大面积的地下水下降漏斗,在地下水用量集中的城市地区,还会引起地面发生沉降。此外工业废水与生活污水的大量入渗,常常严重地污染地下水源,危及地下水资源。因而系统地研究地下水的形成和类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系,具有重要意义,解决地下水污染问题也迫在眉睫,为了更好地利用地下水资源,我们需要用合理的方法进行污染治理。

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