水是人类生存和发展的最基础资源,是人类的生命之源。随着人口的增长和经济的发展,人类对水资源的利用更是达到前所未有的程度。地下水位于地表深层,受污染程度小。正是由于地下水的独特优势,使得人类加速了对地下水开采和利用的步伐。但由于对地下水的开发利用不合理,使得地下水循环系统遭到破坏,从而引发一系列环境问题,严重制约着人类社会的发展,甚至影响着人类的生存。鉴于此,必须充分认清过度开采地下水的危害,采取一定的防范措施,做好地下水的保护工作,从而保证人类的生存环境,保证人类社会的可持续发展。
1 过度开采地下水的危害
1. 1 造成地表塌陷
地表塌陷是由于过度开采地下水资源造成的主要危害之一,由于长时间过度开采地下水,造成地下水水位下降,水位的下降导致上下岩层之间的压力减轻,岩层受重力挤压而发生变形,从而造成地表下沉,严重破坏地表的稳定性,进而造成地面塌陷。地面塌陷会造成地面建筑物的倒塌,不仅造成严重的经济损失,还可能造成严重的人员伤亡。
相关资料表明,我国有五十多个省市地区的地下水位都在下降,地下水漏斗面积已经达到 9 万平方千米[1].个别省市地区由于地下水位被严重开采,地表塌陷事故频发。不仅造成地表建筑物的倒塌,更使城市防洪设施形同虚设,城市给排水系统运行经常发生故障。随着地表下沉塌陷,一些古建筑也在逐渐消失。
1. 2 造成地下水质污染
由于地下水的过度开采,破坏地下水循环系统,致使河流、湖泊干涸,从而破坏了当地的生态环境,这反过来又会破坏地下水水质,其诱发原因如下:
首先,由于地下水的过度开采,造成地表塌陷,地表污水会随着地表径流随着塌陷的断层直接进入地下。例如一些重工业的工业污水如果不经过处理直接排入河流或者湖泊,随着地表塌陷,这些污水就会随着地表进入地下,造成地下水质污染。不仅影响着经济的发展,更会威胁人畜饮水安全。
其次,随着地下水的过度开采,地下水位降低,使得地下水净化能力不足。另外,地下水漏斗面积的扩展扩大了地下水接受补给的面积,个别在水源地保护面积以外的污水则可能进入地下水的补给范围,这就加剧了地下水质污染的概率。例如在农田灌溉区,由于地下水净化能力不足,从而造成地下水盐量过大,灌溉后会造成地表盐化,反过来又进一步影响着地下水质。
1. 3 造成海水倒灌
地下水的长期过量开采破坏了地下水系统的咸淡水等压线,造成压力变化,致使咸淡水平衡能力下降,造成海水入侵地下,不仅影响当地人畜饮水,更严重影响着当地的经济发展。例如,在 20 世纪 70 年代,大连市海水倒灌的速度每年以 12 平方千米的速度递增发加,致使灌溉区 400 多口井眼不能使用,严重影响着当地农业生产。再如,截止目前,烟台市海水倒灌的面积已达 40 平方千米,农业和工业的而损失高达 20 亿元人民币[2].随着对地下水的不断开采,我国沿海地区海水倒灌的面积亦在不断扩大,造成严重的经济损失,因此必须采取相关的预防措施。
2 防治地下水过度开采的措施
2. 1 建立健全我国水资源保护制度
完善的水资源保护制度是防治地下水过度开采的最基本保障,为此,需要国家及各地方政府出台相关的水资源保护制度。禁止掠夺式地开采地下水,禁止以地下水的开采为代价发展经济。各级主管部门要严格执行水资源保护制度的各项要求,对破坏地下水的个人或者企业做到严惩。工业企业在水资源的利用上应该坚持"防治与利用"并重的原则,在保护地下水的前提下实现对地下水的开发利用。另外,政府要适当加大财力、物力的投入,鼓励企业使用清洁的可再生资源,提高地下水的利用率,进而从根本上保护地下水资源。
2. 2 采用回灌技术,恢复地下水位
所谓回灌技术就采用相关措施将其它水源注入地下来补充地下水,回灌技术是防治地表塌陷的主要措施。回灌技术操作简单,不仅能起到补充地下水的目的,还能提高地下水的蓄水能力,提高地下水的净化能力,改善地下水循环系统,从而起到防治地下水过度开采的目的。
在水资源相对丰富的地区可以兴建注水工程,并建立回灌井,定期对地下水进行回灌,保证地下水位的平衡。在水资源相对匮乏的地区,则可以建立引水回灌工程,确保及时补充地下水。需要注意的是,我国幅员辽阔,各地区的地质条件存在差异,在采用回灌技术时应该根据当地的地质条件进行选择,确保回灌水源的水质,从而实现防治水资源过度开采。
2. 3 分区开采地下水,提高再生水利用率
充分评估各个地区地下水的补给能力、净化能力,根据实际评估结果划分地下水开采区。对于长期进行农业灌溉的地区要禁止开采地下水,对于发生地质灾害的地区也要禁止开采地下水。对于地下水补给、蓄水能力较强且用水量不大的地区则可以进行地下水的开采。通过分区开采地下水,可以实现开采和养护并举,在保证地下水系统完整性的前提下实现对地下水的开发。
再生水是经过处理之后的水,相关研究表明,70% 的再生水可以被再次利用[3].达到一定指标的再生水可以应用到多个领域,如园林绿化、农田灌溉、建筑用水都可以使用再生水。提高再生水的利用率,可以改善地下水循环系统,可以保护地下水的补给能力及蓄水能力,改善地下水的水文条件,从而防治地下水的过度开采。
2. 4 其他防治措施
另外,农业对地下水的需求量较大,因此为防治地下水的过度开采,必须提高农业的灌溉技术,使用高效率的灌溉技术及科学的耕作方法,减少化肥、农药的使用量,防止残留的农药化肥随地表径流渗入地下,污染地下水质。为保护地下水质,还应该对生活垃圾进行分类处理,提高垃圾的回收利用率。垃圾中含有多种有害物质,这些有害物质及病菌会随着地表径流渗入地下,为此需要研究垃圾防渗漏技术,防止造成地下水污染。
3 总结
尽管地球有丰富的水资源,但是人类可以直接利用的水资源则是相当少的。在人类可以直接利用的水资源中,地下水又占有较大比重,但是地下水是非可再生资源,其地下水系统一旦遭到不可修复的破坏,将会影响人类的生存。为实现人类的可持续发展,必须采取一定的措施防止地下水被过度的开采,在一定程度上提高地下水资源的利用率,从而达到保护地下水系统,保证人类的可持续发展。
参考文献:
[1]楚学涛,李海峰。 浅谈过度开采地下水的危害与防治[J]. 西部资源,2014(21) : 36 -38.
[2]崔运爱,焦宝柱。 过量开采地下水产生的危害及防治对策[J]. 山东水利,2012(8) : 39 -41.
[3]袁振宙。 地下水开采的不良后果应对措施[J]. 城市地理,2014(25) : 13 -15.