世界環境日丨關注地下水危機,保護我們的未來

世界環境日丨關注地下水危機,保護我們的未來

趵突泉位居濟南“七十二名泉”之首,被譽為“天下第一泉”

地下水是世界有限水資源的重要組成部分,在嚴重缺水的我國,地下水的開採更是關係重大,能否科學、安全地使用地下水資源,涉及國家經濟的可持續發展和生態環境保護,關乎千秋萬代。只有認識到不合理開採地下水所帶來的問題和危害,才能更好地去保護我們賴以生存的資源。

地下水是人類社會生存和發展必不可少的水資源。據估算,地球上的地下水總量多達1.5億立方公里,

幾乎佔地球總水量的十分之一。隨著社會經濟發展,地下水開採技術的提高及地表水的大量消耗和汙染的日益加重,人類對地下水的開發利用程度不斷加深、加大,地下水在總供水量中的比重隨之增加,特別是在許多國家的城市和某些乾旱、半乾旱地區,地下水在總用水量中的比重已十分可觀。美國40 %的飲用水依靠地下水提供。我國有2/3的城市供水和大量的農業灌溉用水依靠地下水。

地下水資源可開採量是指在可預見的時期內,通過經濟合理、技術可行的措施,在不引起生態環境惡化的條件下允許從含水層中獲取的最大水量。地下水可開採量的大小取決於地下水資源的補給條件,還取決於含水層的厚度、含水層的滲透性能,以及生產或生活、生態環境需求等開採條件。

我國地下水可開採資源量為3527億立方米每年,北方地下水可開採資源量為1536億立方米每年,南方地下水可開採資源量為1991億立方米每年。在我國北方地區,地下水是許多城市的重要供水水源,開採程度很高。其中,河南、河北和山東是地下水源的開採大戶,全國除青海開採程度為5%外,北方其他省的開採程度均超過20%,而南方各省的地下水開採程度普遍小於20%。隨著我國經濟的發展和產業結構的調整,地下水的用水結構也在發生變化,農業用水在逐漸減少,尤其是南水北調工程運行後,我國北方地區地下水資源短缺的局面有了較大的緩解。

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地下水不僅是一種資源,同時又是地球環境的重要組成部分,其存在狀態的變化必然對環境造成影響。地下水超採是指一定地域內,多年平均地下水的實際開採量,超過了該地域的多年平均地下水可開採量。

如果開採、使用不當便可能產生一系列環境問題,如區域地下水水位下降、地下水資源枯竭、地面沉降、地裂縫、地面塌陷、海水入侵、水質惡化和環境生態失衡等,影響人類的生活、生產甚至危及人類的生存。最常見的情況是由於地下水資源的超量開採,輕者造成區域地下水水位持續下降,降落漏斗不斷擴大,重者造成地下水資源枯竭。

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在美國西部大平原的中部高地平原,地下存在一巨大的含水層,因這裡曾經定居過奧加拉拉蘇族印第安人而被稱作奧加拉拉含水層。它跨越8個州,是世界上較大的含水層之一。奧加拉拉含水層就像一個地下海洋,蘊藏著豐富且優質的地下水資源。據估計,奧加拉拉含水層的含水量足以填滿休倫湖。不幸的是,奧加拉拉含水層是封閉的內部循環系統,很難得到下部含水層的補給。加之高地平原地區氣候乾旱,降水量少且蒸發強烈,奧加拉拉含水層的蓄水能力極低。20世紀30年代開始,該區域農民開始廣泛使用地下水灌溉,隨著灌溉農業及畜牧業的不斷髮展,奧加拉拉含水層地下水的抽取量遠高於自然補給量。地下水大規模開採導致大部分區域水位呈現下降趨勢,奧加拉拉含水層中地下水水位每年下降3~5英尺,水位下降最嚴重的地區是南部高地平原的新墨西哥州和德克薩斯州。德克薩斯州大部分地區水位下降超過15米,最嚴重的區域水位下降超過60米。地下水水位不斷下降造成了奧加拉拉含水層面臨枯竭的局面,在堪薩斯州西部,將近60%的地下水已經消失。

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地下水超採所引發的地面沉降甚至危及文物古蹟

不合理開採地下水致使地下水水位下降的同時也會引起一系列環境地質問題,如地面沉降。我國有40多個城市由於不合理開採地下水而發生地面沉降。資料顯示,華北平原是世界上超采地下水最嚴重的地區,也是地面沉降漏斗最大 、沉降覆蓋面積最大的地區。

地面沉降已經嚴重影響了人類的生活和發展,給人們的生命財產造成了嚴重損害。中國地質調查局2008年發表的《華北平原地面沉降調查與監測綜合研究》資料顯示,華北平原地面沉降所造成的直接經濟損失達404.42億元,間接經濟損失2923.86億元,累計損失達3328.28億元。

過量抽取地下水引起的不均勻地面沉降可導致地裂縫。20世紀80年代以來,河北地裂縫頻繁出現,從20 0 6年至2010年,衡水市共發生10起比較大的地裂縫,最長的達8公里,資料顯示其與開採深層地下水有關。西安由於地下水超採,已經出現了11條明顯的地裂縫,幾乎覆蓋了整個西安城郊。據不完全統計,西安地區地裂縫和地面沉降災害造成的直接經濟損失達40億元。據不完全統計,至2002年,因地裂縫與地面沉降超常活動毀壞樓房170餘棟,廠房、車間57座,民房近2000間,74條道路遭到破壞,累計挫斷供水、供氣管道50餘次,立交橋2座。另有數十口深井因地面沉降井管上升而報廢。地面沉降還危及多處文物古蹟的安全,如著名的唐代大雁塔等。在隱伏岩溶分佈區,地下溶洞多被泥沙和水充填,大量或大強度開採地下水會迫使地下水加快流動,大量的泥沙被帶出,如此洞中的岩土層便會一點點向下脫落,溶岩中空洞擴大,覆蓋土層的結構及其穩定性遭到破壞,從而導致地面塌陷。20世紀60至90年代,貴州水城盆地內大量的岩溶地下水開採,導致了該區大面積的岩溶地面塌陷。據不完全統計,自20世紀60年代中後期以來,該區歷史塌陷已達1800餘個,產生塌陷直徑大多為1.5 ~8米,亦有個別達到45米,塌陷深度大多在0.4~5.5米,個別甚至達到15米。

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在沿海地區,地下水超採導致地下水水位下降,當地下水面低於海平面時,在壓力差的“驅趕”下,海水就會侵入到淡水含水層中,造成濱海區地下水水質惡化。如果飲用被海水鹹化的地下水,會引發如氟骨症、甲狀腺腫等危害身體健康的地方病。海水入侵還會造成沼澤化和土壤鹽鹼化。美國加利福尼亞州的濱海地區,由於地下水過量開採,使地下水水位降至海平面以下5. 2米,引起嚴重的海水倒灌,鹹水入侵沿海的13個含水層,使灌溉水質嚴重惡化,54萬畝良田變為鹽鹼地。

河岸附近,開採淺層含水層中的水可改變河流與淺層地下水的補排關係,襲奪河流流量。一旦地表河流遭到汙染,必然汙染含水層導致地下水水質惡化。在我國,瀋陽市渾河沿岸的諸多水源地、鞍山太子河岸邊的首山水源地、蘭州和西安的大型傍河水源地的水質惡化問題嚴重。

地下水的不合理開採還可能破壞生態環境。因地下水水位大幅下降,1974年泉城濟南出現趵突泉斷流,1989年71眼泉全部乾涸。此外,地下水水位下降直接造成土壤水分減少,可導致地表植被枯亡、草叢衰退,進而使土地沙化。


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