第八章地下水与环境保护.ppt

第八章 地下水与环境保护 一、地下水超采引起的环境地质问题 1 地下水严重超采 概念：一定地域内多年平均地下水实际开采量超过了该地域的多年平均地下水可开采量，并造成了地下水水位多年持续下降的现象。 地下水实际开采系数K K=AGW/GW 若K1且地下水位持续下降，该区域即为地下水超采区。 严重超采区： 实际开采系数1.2 年均地下水位下降速率大于1.5m 引起地面沉降，其速率大于10mm/yr 发生了海（咸）水入侵或荒漠化现象 地下水超采状况 地下水位下降 地面塌陷 地面沉降 海水入侵 土壤次生盐碱化 荒漠化 3 深层承压水的开采与地面沉降问题 （1）地面沉降的外因 地面沉降与地下水开采的时间密切相关 地下水主要开采区与地面沉降区的中心密切相关 地面沉降范围与地下水位降落漏斗的范围相关 地面沉降量与地下水位降幅相关 （2）地面沉降的内因 含水砂层：在含水砂层被过量开采条件下，砂层中的水被部分抽取或全部抽取，含水砂层本身的压力被部分释放，同时，因周围岩层压力并没有得到释放，压力高于含水砂层。因此，遭到周围岩层的挤压，使其体积减小。 软土层：软土层具有吸水膨胀和排水固结性，排水时体积缩小。 （3）地面沉降的主要过程 地面沉降缓慢期 地面沉降显著期 地面沉降急剧期 地面沉降延续期 二、地下水环境污染与防治 1 地下水污染 （1） 污染状况 我国64%的城市地下水受到严重污染，33%受到轻度污染，仅3%的城市地下水基本清洁。 （3）污染源 工业污水 生活污水 生活污水中悬浮杂质有泥沙、矿物质、各种有机物、胶体等 农业面源污染 成因分析之一：农田施肥不合理: 我国化肥施用量为4339.5万吨(2002)，占世界的30%； 发达国家化肥利用率达50%-60%，而我国只有30%左右； 成因分析之二：农药施用不合理: 我国农药年使用量约为30万吨，每公顷耕地农药用量达39.3kg； 成因分析之三：集约化养殖场污染物排放 美国环保组织1998年的报告指出：造成江河水质未能改善甚至恶化的头号污染源为两岸养殖业及其附属产业； 目前，全国禽畜排泄粪便已达约10亿吨，大部分未经处理直接排入江河湖泊。 成因分析之四：污水灌溉： 污水灌溉面积从1963年的63万亩发展到1998年的5427万亩，占全国灌溉总面积的7.3％； 由于污水处理水平低，导致部分农田土壤、地下水受到污染。 （4）污染的危害 感官污染 有机污染物：耗氧有机物、难降解有机物 植物营养素污染：富营养化 含氮化合物： 重金属污染 石油类污染 酚类化合物污染 2 污染质的弥散作用 弥散：多孔介质里，地下水渗流过程中，溶质的分布范围能超过平均流速所形成的分布范围，占据越来越大的流域部分，这种非稳定和不可逆的稀释分散现象为弥散现象。 分子扩散 对流弥散 3 海水入侵 定义：沿海地带海水侵入地下含水层或河口地带海水倒灌使咸潮影响扩大，并发生海水补给地下水的现象，称为海水入侵。 类型：未入侵型，轻度入侵型，重度入侵型 危害： 4 地下水保护与治理措施 （1）地下水保护立法与统一管理 建立流域管理机构 建立完善的法律体系和执法体系 （2）地下水与地表水的联合应用 （3）地下水人工补给 目的：补给地下水源；控制地面沉降；防止海水入侵 要求：回灌水源水质比原地下水质好；回灌前需对补给地点水文地质条件进行调查和研究。 方法：地表入渗法；井内灌注法；诱导补给法 4 地下水污染的治理 换土法； 物理—化学法 生物净化法 抽水处理法 水力截获净化法 * * 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 全国共有地下水超采区164片，总面积181291km2，其中浅层潜水超采面积99999km2，深层承压水面积87035km2；严重超采区面积77590km2,占总超采区42.6%。 全国有53个大型、特大型地下水源地处于超采状态，年均超采地下水6.42亿m3。 北方各流域片地下水超采问题较大，其中海滦河问题严重。 地下水资源评价 2 地下水超采引起的环境地质问题 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 （2） 地下水污染特点：缓慢 地下水污染途径： 间歇入渗型、连续入渗型、越流型、径流型 地下水资源评价 点源污染、线源污染、面源污染 大量的化肥N等物质通过挥发、淋失进入水体，导致地表水富营养化、地下水的硝酸盐富集等。 地下水资源评价 30-40%农药被作物吸收，其余的大多进入水体、土壤及农产品中。 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 地下水资源评价 *