河北黑龙港地区地下水在垂直剖面上多为上咸下淡,由于地下水的超采,浅层咸水含水层与承压含水层之间的水头差增大,使一些地区咸水界面向淡水层移动。例如,河北省沧县1992年地下水咸水层底界面埋深,较1974年下降10m以上的面积达1260km2。有些地区咸淡水界面以每年 0.1-0.2 m的速度不断下移,使承压含水层水质恶化,个别地区地下水矿化度上升至 14.3 g/L。山西太原市由于地下水的超采,地表污水向深层入渗,使浅层地下水受到污染,局部地区深层水也受到污染。辽宁、河北、山东三省沿海地区因海水入侵报废的机井达8000多眼,每年减少地下水开采量1.3亿m3, 给工农业生产造成严重损失。
5. 盐分向超采区聚集,地下水矿化度增加、土壤盐渍化加剧
由于大量开采地下水,水位下降,形成地下水位降落漏斗,周围地下水向灌区补给,不仅灌溉用的地表水带来的盐分无法外排,逐步向深层入渗,灌区周围侧向补给的地下水中的盐分也在灌区聚集。在长期大量利用地下水灌溉,又缺乏排水措施的情况下(所谓井灌井排或井灌代排,实际上只是内部循环,并无水盐自灌区排出)水分经腾发而散失后,盐分大部留在土壤中,使土壤含盐量和地下水的矿化度逐步增加,造成土壤盐渍化的面积增大。例如,半湿润地区的陕西省泾惠渠灌区的部分地区由于单纯使用矿化度较高的地下水进行灌溉,致使土壤耕作层盐分积累,导致土壤盐渍化和农作物减产。甘
肃民勤各灌区由于地下水连年超采,灌区内形成地下水位下降漏斗(各灌区地下水埋深见表4),不仅灌区地下水盐不能向外排除,周边沙漠地区地下水还要向灌区补给,由于开采高矿化度的地下水,大量的盐分进入灌区农田。根层和地下水中的盐分不能排除,造成地下水的矿化度进一步升高(各灌区地下水矿化度情况见表5),而高矿化度地下水灌溉,又进一步增加土壤的含盐量和地下水的矿化度,使地区土壤盐渍化面积增加,地下水难以利用,农业生产无以为继。 表4 灌区地下水埋深变化情况
时段水位降深灌区 年份 地下水埋深(m) (m) 1979 昌宁 1999 2000 1979 环河 1999 2000 1979 坝区 1999 2000 泉山 1979 1.508 14.38 20.31 0.5-1.5 0.7-2.3 3.88 2.5-7.0 13.73 19.93 3.0-8.0 10-15 5.93 0.2-0.3 2.38 8.0 6.2 (m) 0.80-1.25 0.54 基本稳定 0.22 0.66 0.56 时段年平均降深1999 2000 1979 湖区 1999 2000 14.45 18.94 1.0-5.0 7.09 12.79 1.0-7.0 4.49 3.0-5.0 5.7 0.58 0.41 0.33 0.52 表5 民勤县各灌区地下水矿化度情况(矿化度,g/l) 年份 1998 1999 2000 总变幅 平均年变幅 昌宁 2.381 2.245 2.438 坝区 1.342 1.467 1.409 泉山 1.908 1.893 1.936 泉山夹河乡 1.528 1.759 1.876 湖区 3.495 3.938 1.065 +0.57 +0.285 +0.055 +0.067 +0.028 +0.346 +0.028 +0.033 +0.014 +0.174 三.解决地下水超采的对策
产生地下水超采的原因主要有以下几方面:1)工农业发展规模和对水资源的需求,超过了水资源供水能力;2)地区或灌区水资源开发利用布局不合理;3)忽视生态对地下水的需求,过高估计地下水可采量,造成盲目超采;和4)缺乏完善的地下水盐动态监测系统,不能及时采取措施控制超采。针对地下水超采产生的原因,解决地下水的超采应采取以下措施:
1.加强地下水、地表水的统一规划和管理,严格控制地下水的超采
在河流流域范围内不论是地表水还是地下水,其分布和开采条件往往都是上游优于下游。河流的上游的耕地面积较少,而水量则比较充足。上游地区往往具有良好的地下水含水层,水质相对较好,而下游地区含水层颗粒较细,单井出水量小,且水质较差,有的地区地下水矿化度高,不宜用于灌溉。由于上游地区和灌区的上部具有引用地面水的优越条件,且地面水的水价远低于开采地下水,因此往往大量引用地面水,造成上游地表水浪费,下游地表水资源紧缺,地下水严重超采。我国北方的甘肃河西走廊、新疆天山北坡和东疆各河流域,特别是下游地区均普遍存在地下水超采、生态环境恶化的情况。产生地下水超采的根本原因在于地表水和地下水缺乏统一规划和统一管理。特别是农用地下水的开采基本处于无人管理的状态,虽然打井需要得到水利部门的许可,但开采的水量并无任何限制。为了根本解决我国北方地区的缺水问题在各河流域对地表水地下水资源必须严格施行统一规划、统一管理、统一调配, 严格控制地下水的超采 水资源的合理利用,控制地下水的超采,必须从全流域着手,为此,必须建立有权威性的流域机构,根据流域水资源承载能力,和当前水资源开发利用情况和灌区存在的问题,制定流域长远水资源开发利用规划,兼顾社会经济发展和生态环境保护,对上下游、各用水部门、各行业合理分配水权。对地表水地下水资源进行统一规划、统一管理、统一调配。为了施行区域和流域地表水地下水资源统一规划
和管理,除需要有健全的水管理机构和体制外,还必须制定相应的水价政策。上游灌区有地表水可用,水价又远低于地下水,农民是不会开采地下水的。灌区下游地表水缺乏,往往超采地下水,导致生态环境恶化。为了做到全流域和全灌区地表水地下水联合运用,地表水地下水统一管理,必须实行地表水地下水统一水价。流域和地区水资源问题的解决,必须首先立足于挖掘本流域的潜力,对本流域水资源进行优化配置。在流域水资源承载能力的基础上,根据用水已超过水资源成承载能力的现实,确定工、农业发展规模,上下游灌区的适宜灌溉面积,切实调整优化农业结构,减少农业用水量。对全流域生态建设的任务和投资必须由上下优、各部门、各行业统一分担,不能只靠下游灌区解决。
2.建立和完善地下水盐动态监测系统,正确评价地下水可采资源
如前所述,地下水动态监是正确评价地下水资源的基础资料,也是及时发现和掌握地下水超采情况和采取控制超采措施,避免超采对生产造成损失的基本依据,为此,在灌区建立和完善地下水盐动态监测系统具有重要意义。
地下水可采资源量是判别地区当前地下水是否超采和进行地表水和地下水统一规划的基本资料。西北地区一些灌区,由于过去对天然植被对地下水的需求和生态耗水与地下水埋深的关系认识不足,造成对地下水可采资源量估计过高。根据过高的地下水可采量与
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