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  • 地下水

    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。国外学者认为地下水的定义有三种:一是指与地表水有显着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。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 地下水 英文名: Ground water
    贮存地: 包气带以下地层空隙 隶属范围: 水资源
    特 点: 水量稳定,水质好 释 义: 埋藏和运动于土层岩石空隙中的水
    • 莫小夏意大利北部城市威尼斯是举世闻名的水城,还被联合国列入了世界文化遗产名录。这座美丽的城市因水而繁荣,因水而引起世人瞩目。2012年2月22日,专家称持续取用地下水造成威尼斯缓慢下沉已发生倾斜。在20世纪,威尼斯共下沉约120毫米,而同时,海平面上升了约110毫米。

    目录

    简介/地下水 编辑

    地下水(ground water)泛指存在于地下多孔介质中的水,其中多孔介质包括孔隙介质、介质和岩溶介质。

    水体种类/地下水 编辑

    分布状态

    一 《中国地下水类型分布图》依据地下水的赋存、分布状态分类,结合我国地下水的赋存、分布特点,并考虑分类描述的通俗性编制而成,将全国地下水类型划分为平原—盆地地下水、黄土地区地下水、岩溶地区地下水和基岩山区地下水四种。

    平原—盆地地下水。地下水主要赋存于松散沉积物和固结程度较低的岩层之中,一般水量比较丰富,具有重要开采价值,分布于我国的各大平原、山间盆地、大型河谷平原和内陆盆地的山前平原和沙漠中,主要包括黄淮海平原、三江平原、松辽平原、江汉平原、塔里木盆地、准葛尔盆地、四川盆地、以及河西走廊、河套平原、关中盆地、长江三角洲、珠江三角洲、黄河三角洲、雷州半岛等地区。我国平原盆地地下水分布面积273.89平方千米,占全国评价区总面积的28.86%;地下水可开采资源量1686.09亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的47.79%。

    黄淮海平原是我国第一大地下水富集区。评价区面积24.13平方千米,占全国评价区总面积的2.64%,地下水可开采资源量373.37亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的10.58%,范围包括北京市南部、天津市大部、河北省东部、河南省东北部、山东省西北部、安徽省北部和江苏省北部地区。三江-松辽平原是我国第二大地下水富集区。评价区面积34.2平方千米,占全国评价区总面积的3.74%,地下水可开采资源量306.4亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的8.68%,范围包括黑龙江省的大部、吉林省西部、辽宁省西部和内蒙古自治区的东北部地区。

    黄土地区地下水。黄土地区地下水是平原-盆地地下水的一种,是中国的一大特色,主要分布在我国的陕西省北部、宁夏回族自治区南部、山西省西部和甘肃省东南部地区,即日月山以东、吕梁山以西、长城以南、秦岭以北的黄土高原地区。黄土地区地下水主要赋存于黄土塬区,在一些规模较大的塬区,地下水比较丰富,具有供水价值。评价区面积17.18万平方千米,占全国评价区总面积的1.81%;地下水可开采资源量97.44亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的3.0%。

    西安地面沉降图西安地面沉降图

    岩溶地区地下水。地下水主要赋存于碳酸盐岩(石灰岩)的溶洞裂隙中,其赋存状态取决于岩溶发育程度。我国碳酸盐岩分布较广,有的直接裸露于地表,有的埋藏于地下,不同气候条件下,其岩溶发育程度不同,特别是北方和南方地区差异明显。我国岩溶地区地下水分布面积约82.83万平方千米,占全国评价区总面积的8.73%;岩溶地下水可开采资源量870.02亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的26.7%,开发利用价值非常大。

    北方岩溶区主要包括京-津-辽岩溶区、晋冀豫岩溶区、济徐淮岩溶区,分布与北京、山西、河北、河南、山东、江苏、安徽、辽宁、天津等省(市、区)的部分地区。北方岩溶地下水具有集中分布的特点,往往形成大型、特大型水源地,成为城市与大型工矿企业供水的重要水源。南方岩溶区主要分布在西南岩溶石山地区,包括云南、贵州、广西的大部分地区和广东、湖南、湖北等省的部分地区。南方岩溶地下水主要赋存于地下暗河系统里,地下水补给充沛,但地下水地表水转化频繁,岩溶地下水难以被很好的开发利用,往往形成“一场大雨遍地淹,十无雨到处干”的特殊干旱局面。

    基岩山区地下水。广泛分布于岩溶地区以外的其它山地、丘陵区,地下水赋存于岩浆岩、变质岩、碎屑岩和火山熔岩等岩石的裂隙中,是我国分布最广的一种地下水类型。基岩山区地下水只有在构造破碎带等局部地带富水性较好,大部分地区水量较贫乏,一般不适宜集中开采,但对山地丘陵区和高原地区的人、畜用水有重要作用。山区地下水分布面积约574.98万平方千米,占全国评价区总面积的60.60%;地下水可开采资源量971.67亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的27.54%。 二地下水的天然形成能力,用单位面积地下水天然补给资源量(补给模数)来反映。地下水天然补给资源量,是指自然条件下,地下水系统中参与现代水循环的可更新地下水量。主要取决于三个方面:一是水的补给来源,如降雨量大小、降雨时空分布、河流湖泊状况等;二是地表的入渗条件,例如沙土地比粘土地的入渗条件要好些,石灰岩地区比花岗岩地区的入渗条件要好些;三是地下蓄水能力,包括含水层的孔隙性、裂隙性、地下水埋藏深度等。受自然条件、地质结构、蓄水能力等因素的影响,我国地下水产水能力的地区性差异较大。

    矿化程度

    地下水按矿化度划分为四类:(1)淡水,矿化度小于1克/升;(2)微咸水,矿化度1-3克/升;(3)半咸水,矿化度3-5克/升;(4)咸水,矿化度大于5克/升。

    淡水分布区。分布于我国的广大地区。地下淡水分布区的面积约810.65万平方千米,占全国总面积的85.39%;地下淡水可开采资源量为3527.78亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的94.67%。

    微咸水分布区。主要分布在我国的河北省、山东省、江苏省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、甘肃省、山西省、陕西省和吉林省的部分地区。地下微咸水分布区的面积约53.92万平方千米,占全国总面积有的5.68%;地下微咸水可开采资源为144.02亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的3.87%。

    半咸水、咸水分布区,主要分布在新疆维吾尔自治区的许多地区、宁夏回族自治区、内蒙古自治区、青海省、甘肃省的部分地区,天津市、河北省、山东省、辽宁省、上海市、江苏省、广东省的滨海部分地区。地下半咸水、咸水分布区面积约84.73万平方千米,占全国总面积有的8.93%;可开采资源量为54.46亿立方米/年,占全国地下水可开采资源总量的1.46%。

    营养成份

    地下水地下水

    人体里含有40多种元素,其中,铁、氟、锌、铜、铬、锰、碘、钼、钴等9种元素是人体必须的,对生命的正常新陈代谢非常重要,不可缺少,也不可过多。许多地方病就是由于人们长期饮用不符合标准的水而引起的,如高氟水引起氟斑牙、低碘水引起大脖子病、高砷水引起皮肤

    癌等。我国各地不同程度地存在着与饮用水水质有关的地方病区,尤其在北方丘陵山区,克山病、大骨节病、氟中毒、甲状腺肿等地方病比较普遍。

    《中国地下水环境背景图》依据全国各地的地下水环境背景数据资料编制而成,反映了低碘水、高氟水、高砷水和高铁水的地域分布规律。

    低碘水。主要分布于山地、丘陵地区,包括云贵高原、南岭山区、浙闽山区的大部分地区和横断山、秦巴山、太行山、燕山、祁连山、昆仑山等地带。低碘水分布面积约170万平方千米,占国土面积的17.8%。

    高氟水。主要分布于长白山区、辽东山地、松辽平原中部、黄淮海平原中部、山西省中部盆地、内蒙古高原,西北内陆盆地冲洪积倾斜平原前缘地区。此外,我国东南丘陵温泉分布区,地下水中氟含量较高,一般大于5毫克/升,最高达35毫克/升。西藏南部地区温泉的氟含量也比较高。高氟水分布面积约160万平方千米,占国土面积的16.7%。

    高砷水。主要分布在新疆塔里木盆地的渭干河流域和准噶尔盆地的奎屯河下游地区。低碘水分布面积约1万平方千米,占国土面积的0.1%。

    高铁水。主要分布在青藏高原、三江平原、下辽河平原、江汉平原等地区。高铁水分布面积约70万平方千米,占国土面积的7.3%。 六 地下水污染在我国大中城市不同程度地存在,其中,近一半的城区地下水污染呈加重趋势,并从点状污染有向带状和面状污染发展。一些大城市的中心地带和郊区的地下水排泄区,地下水污染最严重,部分城市浅层地下水已不能直接饮用。地下水污染表现为北方城市重于南方城市的特点,主要分布在华北平原、松辽平原、江汉平原和长江三角洲等地区。

    埋藏条件

    地下水是一个庞大的家庭。据估算,全世界的地下水总量多达1.5亿立方公里,几乎占地球总水量的十分之一,比整个大西洋的水量还要多。根据地下埋藏条件的不同,地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三大类。

    上层滞水:是由于局部的隔水作用,使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。

    潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水,通常所见到的地下水多半是潜水。当地下水流出地面时就形成泉。潜水存在于地表以下第一个稳定隔水层上面、具有自由水面的重力。它主要由降水和地表水入渗补给。

    承压水(自流水)是埋藏较深的、赋存于两个隔水层之间的地下水。承压水充满于上下两个隔水层之间的含水层中的水。它承受压力,当上复的隔水层被凿穿时,水能从钻孔上升或喷出。按含水空隙的类型,地下水又被分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。这种地下水往往具有较大的水压力,特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时,隔层中的水体要承受更大的水压力。当井或钻孔穿过上层顶板时,强大的压力就会使水体喷涌而出,形成自流水。

    一、地下水分类的原则

    一种是根据地下水的某一特征进行分类;另一种则是综合考虑地下水的若干特征进行分类。

    二 、地下水的分类

    1、按起源不同,可将地下水分为渗入水、凝结水、初生水和埋藏水。

    岩溶水岩溶水

    渗入水:降水渗入地下形成渗入水。

    凝结水:水汽凝结形成的地下水称为凝结水。当地面的温度低于空气的温度时,空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙中,在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。

    初生水:既不是降水渗入,也不是水汽凝结形成的,而是由岩浆中分离出来的气体冷凝形成,这种水是岩浆作用的结果,成为初生水。

    埋藏水:与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水成为埋藏水。

    包气带水:指潜水面以上包气带中的水,这里有吸着水、薄膜水、毛管水、气态水和暂时存在的重力水。包气带中局部隔水层之上季节性地存在的水称上层滞水。赋存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分为两个带,上部是包气带 ,即非饱和带 ,在这里,除水以外,还有气体。下部为饱水带,即饱和带。饱水带岩土中的空隙充满水。狭义的地下水是指饱水带中的水。

    2、按矿化程度不同,可分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水。

    详见下表:

    地下水按矿化度分类表

    地下水类型总矿化度(g/l)

    淡 水 <1

    微 咸 水 1 ~3

    咸 水 3 ~10

    盐 水 10 ~50

    卤 水 >50

    3、按含水层性质分类,可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。

    孔隙水:疏松岩石孔隙中的水。孔隙水是储存于第四系松散沉积物及第三系少数胶结不良的沉积物的孔隙中的地下水。沉积物形成时期的沉积环境对于沉积物的特征影响很大,使其空间几何形态、物质成分、粒度以及分选程度等均具有不同的特点。孔隙水存在于岩土孔隙中的地下水,如松散的砂层、砾石层和砂岩层中的地下水。裂隙水是存在于坚硬岩石和某些粘土层裂隙中的水。岩溶水又称喀斯特水,指存在于可溶岩石(如石灰岩、白云岩等)的洞隙中的地下水。

    裂隙水:赋存于坚硬、半坚硬基岩裂隙中的重力水。裂隙水的埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性;含水层的形态多种多样;明显受地质构造的因素的控制;水动力条件比较复杂。

    岩溶水:赋存于岩溶空隙中的水。水量丰富而分布不均一,在不均一之中又有相对均一的地段;含水系统中多重含水介质并存,既有具统一水位面的含水网络,又具有相对孤立的管道流;既有向排泄区的运动,又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动;水质水量动态受岩溶发育程度的控制,在强烈发育区,动态变化大,对大气降水或地表水的补给响应快;岩溶水既是赋存于溶孔、溶隙、溶洞中的水,又是改造其赋存环境的动力,不断促进含水空间的演化。

    4、按埋藏条件不同,可分为上层滞水、潜水、承压水。

    上层滞水:埋藏在离地表不深、包气带中局部隔水层之上的重力水。一般分布不广,呈季节性变化,雨季出现,干旱季节消失,其动态变化与气候、水文因素的变化密切相关。

    潜水:埋藏在地表以下、第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重力水。潜水在自然界中分布很广,一般埋藏在第四纪松散沉积物的孔隙及坚硬基岩风化壳的裂隙、溶洞内。

    承压水:埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。承压水受静水压;补给区与分布区不一致;动态变化不显着;承压水不具有潜水那样的自由水面,所以它的运动方式不是在重力作用下的自由流动,而是在静水压力的作用下,以水交替的形式进行运动。

    水域划分/地下水 编辑

    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%。

    三 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。

    地下水地下水

    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。

    地下水地下水

    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。

    地下水地下水

    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 编辑

    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。

    组成结构/地下水 编辑

    地下水流系统的空间上的立体性,是地下水与地表水之间存在的主要差异之一。而地下水垂向的层次结构,则是地下水空间立体性的具体表征。典型水文地质条件下,地下水垂向层次结构的基本模式。自地表面起至地下某一深度出现不透水基岩为止,可区分为包气带和饱和水带两大部分。其中包气带又可进一步区分为土壤水带、中间过渡带及毛细水带等3个亚带;饱和水带则可区分为潜水带和承压水带两个亚带。从贮水形式来看,与包气带相对应的是存在结合水(包括吸湿水和薄膜水)和毛管水;与饱和水带相对应的是重力水(包括潜水和承压水)。以上是地下水层次结构的基本模式,在具体的水文地质条件下,各地区地下水的实际层次结构不尽一致。有的层次可能充分发展,有的则不发育。如在严重干旱的沙漠地区,包气带很厚,饱和水带深埋在地下,甚至基本不存在;反之,在多雨的湿润地区,尤其是在地下水排泄不畅的低洼易涝地带,包气带往往很薄,甚至地下潜水面出露地表,所以地下水层次结构亦不明显。至于象承压水带的存在,要求有特定的贮水构造和承压条件。而这种构造和承压条件并非处处都具备,所以承压水的分布受到很大的限制。但是上述地下水层次结构在地区上的差异性,并不否定地下水垂向层次结构的总体规律性。这一层次结构对于人们认识和把握地下水性质具有重要意义,并成为按埋藏条件进行地下水分类的基本依据。

    地下水在垂向上的层次结构,还表现为在不同层次的地下水所受到的作用力亦存在明显的差别,形成不同的力学性质。如包气带中的吸湿水和薄膜水,均受分子吸力的作用而结合在岩土颗粒的表面。通常,岩土颗粒愈细小,其颗粒的比表面积愈大,分子吸附力亦愈大,吸湿水和薄膜水的含量便愈多。其中吸湿水又称强结合水,水分子与岩土颗粒表面之间的分子吸引力可达到几千甚至上万个大气压,因此不受重力的影响,不能自由移动,密度大于1,不溶解盐类,无导电性,也不能被植物根系所吸收。

    薄膜水 又称弱结合水,它们受分子力的作用,但薄膜水与岩土颗粒之间的吸附力要比吸湿水弱得多,并随着薄膜的加厚,分子力的作用不断减弱,直至向自由水过渡。所以薄膜水的性质亦介于自由水和吸湿水之间,能溶解盐类,但溶解力低。薄膜水还可以由薄膜厚的颗粒表面向薄膜水层薄的颗粒表面移动,直到两者薄膜厚度相当时为止。而且其外层的水可被植物根系所吸收。当外力大于结合水本身的抗剪强度(指能抵抗剪应力破坏的极限能力)时,薄膜水不仅能运动,并可传递静水压力。

    毛管水 当岩土中的空隙小于1毫米,空隙之间彼此连通,就象毛细管一样,当这些细小空隙贮存液态水时,就形成毛管水。如果毛管水是从地下水面上升上来的,称为毛管上升水;如果与地下水面没有关系,水源来自地面渗入而形成的毛管水,称为悬着毛管水。毛管水受重力和负的静水压力的作用,其水分是连续的,并可以把饱和水带与包气带联起来。毛管水可以传递静水压力,并能被植物根系所吸收。

    重力水 当含水层中空隙被水充满时,地下水分将在重力作用下在岩土孔隙中发生渗透移动,形成渗透重力水。饱和水带中的地下水正是在重力作用下由高处向低处运动,并传递静水压力。

    综上所述,地下水在垂向上不仅形成结合水、毛细水与重力水等不同的层次结构,而且各层次上所受到的作用力亦存在差异,形成垂向力学结构。

    运动模式/地下水 编辑

    绝大多数地下水的运动属层流运动。在宽大的空隙中,如水流速度高,则易呈紊流运动。

    地下水体系作用势。所谓“势”是指单位质量的水从位势为零的点,移到另一点所需的功,它是衡量地下水能量的指标。根据理查兹(Richards)的测定,发现势能(Φ)是随距离(L)呈递减趋势,并证明势能梯度(-dΦ/dL)是地下水在岩土中运动的驱动力。地下水总是由势能较高的部位向势能较低的方向移动。

    地下水体系的作用势根据其力源性质,可分为重力势、静水压势、渗透压势、吸附势等分势,这些分势的组合称为总水势。

    1.重力势(Φg)指将单位质量的水体,从重力势零的某一基准面移至重力场中某给定位置所需的能量,并定义为Φg=Z,式中Z为地下水位置高度。具体计算时,一般均以地下水位的高度作为比照的标准,并将该位置的重力势视为零,则地下水位以上的重力势为正值,地下水面以下的重力势为负值。

    2.静水压势(Φp)连续水层对它层下的水所产生的静水压力,由此引起的作用势称静水压势,由于静水压势是相对于大气压而定义的,所以处于平衡状态下地下水自由水面处静水压力为零,位于地下水面以下的水则处于高于大气压的条件下,承载了静水压力,其压力的大小随水的深度而增加,以单位质量的能量来表达,即为正的静水压势,反之,位于地下水面以上非饱和带中地下水则处于低于大气压的状态条件下。由于非饱和带中有闭蓄气体的存在,以及吸附力和毛管力的对水分的吸附作用,从而降低了地下水的能量水平,产生了负压效应,称为负的静水压势,又称基模势。

    3.渗透压势(Φ0)又称溶质势,它是由于可溶性物质在溶于水形成离子时,因水化作用将其周围的水分子吸引并作走向排列,并部分地抑制了岩土中水分子的自由活动能力,这种由溶质产生的势能称为溶质势,其势值的大小恰与溶液的渗透压相等,但两者的作用方向正好相反,显然渗透压势为负值。

    4.吸附势(Φa)岩土作为吸水介质,所以能够吸收和保持水分,主要是由吸附力的作用,水分被岩土介质吸附后,其自由活动的能力相应减弱,如将不受介质影响的自由水势作为零,则由介质所吸附的水分,其势值必然为负值,这种由介质吸附而产生的势值称为吸附势。或介质势。

    5.总水势 总水势就是上述分势的组合,即Φ=Φg+Φp+Φ0+Φa,但处于不同水带的地下水其作用势并不相等。

    基本特征/地下水 编辑

    水流系统

    地下水虽然埋藏于地下,难以用肉眼观察,但它象地表上河流湖泊一样,存在集水区域,在同一集水区域内的地下水流,构成相对独立的地下水流系统。

    地下水流系统的基本特征

    在一定的水文地质条件下,汇集于某一排泄区的全部水流,自成一个相对独立的地下水流系统,又称地下水流动系。处于同一水流系统的地下水,往往具有相同的补给来源,相互之间存在密切的水力联系,形成相对统一的整体;而属于不同地下水流系统的地下水,则指向不同的排泄区,相互之间没有或只有极微弱的水力联系。 此外,与地表水系相比较,地下水流系统具有如下的特征:

    地下水地下水

    1.空间上的立体性 地表上的江河水系基本上呈平面状态展布;而地下水流系统往往自地表面起可直指地下几百上千米深处,形成空间立体分布,并自上到下呈现多层次的结构,这是地下水流系统与地表水系的明显区别之一。2.流线组合的复杂性和不稳定性 地表上的江河水系,一般均由一条主流和若干等级的支流组合而成有规律的河网系统。而地下水流系统则是由众多的流线组合而成的复杂的动态系统,在系统内部不仅难以区别主流和支流,而且具有多变性和不稳定性。这种不稳定性,可以表现为受气候和补给条件的影响呈现周期性变化;亦可因为开采和人为排泄,促使地下水流系统发生剧烈变化,甚至在不同水流系统之间造成地下水劫夺现象。

    3.流动方向上的下降与上升的并存性 在重力作用下,地表江河水流总是自高处流向低处;然而地下水流方向在补给区表现为下降,但在排泄区则往往表现为上升,有的甚至形成喷泉。

    除上述特点外,地下水流系统涉及的区域范围一般比较小,不可能象地表江河那样组合成面积广达几十万乃至上百万平方公里的大流域系统。根据托思的研究,在一块面积不大的地区,由于受局部复合地形的控制,可形成多级地下水流系统,不同等级的水流系统,它们的补给区和排泄区在地面上交替分布。

    集水区域

    华北平原地下水漏斗图华北平原地下水漏斗图

    地下水域就是地下水流系统的集水区域。它与地表水的流域亦存在明显区别,地表水的流动主要受地形控制,其流域范围以地形分水岭为界,主要表现为平面形态;而地下水域则

    要受岩性地质构造控制,并以地下的隔水边界及水流系统之间的分水界面为界,往往涉及很大深度,表现为立体的集水空间。如以人类历史时期来衡量,地表水流域范围很少变动或变动极其缓慢,而地下水域范围的变化则要快速得多,尤其是在大量开采地下水或人工大规模排水的条件下,往往引起地下水流系统发生劫夺,促使地下水域范围产生剧变。

    通常,每一个地下水域在地表上均存在相应的补给区与排泄区,其中补给区由于地表水不断地渗入地下,地面常呈现干旱缺水状态;而在排泄区则由于地下水的流出,增加了地面上的水量,因而呈现相对湿润的状态。如果地下水在排泄区以泉的形式排泄,则可称这个地下水域为泉域。

    贮存空间

    地下水由于埋藏于地下岩土的空隙之中可以流动的水体,因而其分布、运动和水的性质,要受到岩土的特性以及贮存它的空间特性的深刻影响。与地表水系统相比,地下水系统显得更为复杂多样,并表现出立体结构的特点。

    含水介质、含水层和隔水层

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    自然界的岩石、土壤均是多孔介质,在它们的固体骨架间存

    在着形状不一、大小不等的孔隙、裂隙或溶隙,其中有的含水,有的不含水,有的虽然含水却难以透水。通常把既能透水,又饱含水的多孔介质称为含水介质,这是地下水存在的首要条件。 所谓含水层是指贮存有地下水,并在自然状态或人为条件下,能够流出地下水来的岩体。由于这类含水的岩体大多呈层状、故名含水层,如砂层、砂砾石层等。亦有的含水岩体呈带状、脉状甚至是块状等复杂状态分布,对于这样的含水岩体可称为含水带、含水体或称为含水岩组。

    对于那些虽然含水,但几乎不透水或透水能力很弱的岩体,称为隔水层,如质地致密的火成岩、变质岩,以及孔隙细小的页岩和粘土层均可戌为良好的隔水层。实际上,含水层与隔水层之间并无一条截然的界线,它们的划分是相对的,并在一定的条件下可以互相转化。如饱含结合水的粘土层,在寻常条件下,不能透水与给水,成为良好的隔水层;但在较大的水头作用下,由于部分结合水发生运动,粘土层就可以由隔水层转化为含水层。

    含水介质的空隙性与水理性

    1.含水介质的空隙性 含水介质的空隐性是地下水存在的先决条件之一。空隙的多少、大小、均匀程度及其连通情况,直接决定了地下水的埋藏、分布和运动特性。通常,将松散沉积物颗粒之间的空隙称为孔隙,坚硬岩石因破裂产生的空隙称裂隙,可溶性岩石中的空隙称溶隙(包括巨大的溶穴,溶洞等)。

    1)孔隙率(n)又称孔隙度,它是反映含水介质特性的重要指标,以孔隙体积(Vn)与包括孔隙在内的岩土体积(V)之比值来表示,即n=Vn/V×100%。孔隙率的大小,取决于岩土颗粒本身的大小,颗粒之间的排列形式、分选程度以及颗粒的形状和胶结的状况等。

    地下水研究模型地下水研究模型

    必须指出,孔隙率只有孔隙数量多少的概念,并不说明孔隙本身的大小(即孔隙率大并不表示孔隙也大)。孔隙的大小与岩土颗粒粗细有关,通常是颗粒粗则孔隙大,颗粒细则孔隙小。但因细颗粒岩土表面积增大,因而孔隙率反而增大,如粘土孔隙率达到45—55%;而砾石的平均孔隙率只有27%。

    2)裂隙率(KT)裂隙率即裂隙体积(VT)与包括裂隙在内岩石体积(V)之比值:KT=VT/V×100%。与孔隙相比裂隙的分布具有明显的不均匀性,因此,即使是同一种岩石,有的部位的裂隙率KT可能达到百分之几十,有的部位KT值可能小于1%。

    3)岩溶率(KK)溶隙的多少用岩溶率表示,即溶隙的体积(Vk)与包括溶隙在内的岩石体积(V)之比值:Kk=Vk/V×100%。溶隙与裂隙相比较,在形状、大小等方面显得更加千变万化,小的溶孔直径只几毫米,大的溶洞可达几百米,有的形成地下暗河延伸数千米。因此岩溶率在空间上极不均匀。

    综上所述,虽然裂隙率(KT)、岩溶率(Kk)与孔隙率(n)的定义相似,在数量上均说明岩土空隙空间所占的比例。但实际意义却颇有区别,其中孔隙率具有较好的代表性,可适用于相当大的范围;而裂隙率囿于裂隙分布的不均匀性,适用范围受到极大限制;对于岩溶率(Kk)来说,即使是平均值也不能完全反映实际情况,所以局限性更大。

    2.含水介质的水理性质 岩土的空隙,虽然为地下水提供了存在的空间,但是水能否自由的进出这些空间,以及岩土保持水的能力,却与岩土表面控制水分活动的条件、性质有很大的关系。这些与水分的贮容、运移有关的岩石性质,称为含水介质的水理性质,包括岩土的容水性、持水性、给水性、贮水性、透水性及毛细性等。

    1)容水性指在常压下岩土空隙能够容纳一定水量的性能,以容水度来衡量。容水度(Wn)定义为岩土容纳水的最大体积Vn与岩土总体积V之比,即Wn=Vn/V×100%。由定义可知,容水度Wn值的大小取决于岩土空隙的多少和水在空隙中充填的程度,如全部空隙被水充满,则容水度在数值上等于孔隙度;对于具有膨胀性的粘土,充水后其体积会增大,所以容水度可以大于孔隙度。

    2)持水性饱水岩土在重力作用下排水后,依靠分子力和毛管力仍然保持一定水分的能力称持水性。持水性在数量上用持水度表示。持水度Wr定义为饱水岩土经重力排水后所保持水的体积Vr和岩土总体积V之比。即Wr=Vr/V×100%,其值大小取决于岩土颗粒表面对水分子的吸附能力。在松散沉积物中,颗粒愈细,空隙直径愈小,则同体积内的比表面积愈大,Wr,愈大。

    3)给水性 指饱水岩土在重力作用下能自由排出水的性能,其值用给水度(μ)来表示。给水度定义为饱水岩土在重力作用下,能自由排出水的体积Vg和岩土总体积V之比,即μ=Vg/V×100%。

    由上述3个定义可知:岩土持水度和给水度之和等于容水度(或孔隙度),即Wn=Wr+μ或n=Wr+μ。式中n为孔隙度。

    4)透水性 指在一定条件下,岩土允许水通过的性能。透水性能一般用渗透系数K值来表示。其值大小首先与岩土空隙的直径大小和连通性有关,其次才和空隙的多少有关。如粘土的孔隙度很大,但孔隙直径很小,水在这些微孔中运动时,不仅由于水与孔壁的摩阻力大而难以通过,而且还由于粘土颗粒表面吸附形成一层结合水膜,这种水膜几乎占满了整个孔隙,使水更难通过。透水层与隔水层虽然没有严格的界限,不过常常将渗透系数K值小于0.001米/日的岩土,列入隔水层,大于或等于此值的岩土属透水层。

    垂直分布结构垂直分布结构

    5)贮水性 上述岩土的容水性和给水性,对于埋藏不深、厚度不大的潜水(无压水)来说是适合的,但对于埋藏较深的承压水层来说,往往存在明显的误差。主要原因是在高压条件下释放出来的水量,与承压含水介质所具有的弹性释放性能以及来自承压水自身的弹性膨胀性有关。通常,埋

    藏愈深,承压愈大则误差愈大。因而需要引入贮水性概念。承压含水介质的贮水性能可用贮水系数或释水系数表示,其定义为:当水头变化为一个单位时,从单位面积含水介质柱体中释放出来的水体积,称为释水系数(s),它是一个无量纲的参数。大部分承压含水介质的s值大约从10-5变化到10-3。

    蓄水构造

    所谓蓄水构造,是指由透水岩层与隔水层相互结合而构成的能够富集和贮存地下水的地质构造体。一个蓄水构造体需具备以下3个基本条件,第一,要有透水的岩层或岩体所构成的蓄水空间;第二,有相对的隔水岩层或岩体构成的隔水边界;第三,具有透水边界,补给水源和排泄出路。 不同的蓄水构造,对含水层的埋藏及地下水的补给水量、水质均有很大的影响。尤其在坚硬岩层分布区,首先要查明蓄水构造,才能找到比较理想的地下水源。这类蓄水构造主要有:单斜蓄水构造、背斜蓄水构造、向斜蓄水构造、断裂型蓄水构造、岩溶型蓄水构造等。在松散沉积物广泛分布的河谷、山前平原地带,有人根据沉积物的成因类型,空间分布及水源条件,区分为山前冲洪积型蓄水构造、河谷冲积型蓄水构造、湖盆沉积型蓄水构造等。

    包含成分/地下水 编辑

    地下水体系作用势地下水体系作用势

    地下水中分布最广的是

    钾、钠、镁、钙、氯、硫酸根和碳酸氢根7 种离子。地下水中各种离子、分子和化合物的总量称总矿化度 ,总矿化度小于1克/升的 ,称淡水,1~3克/升的 ,称微水,3 ~ 10克/升的,称咸水 ,10~50克/升的,称盐水,大于 50 克/升的,称卤水。地下水中钙、镁、铁、锰、锶、铝等溶解盐类的含量称硬度,含量高的硬度大,反之硬度小。

    水质监测/地下水 编辑

    2013年6月,环保部公布2012年环境公报,六成地级以上城市空气质量不达标,新标准纳入PM2.5达标率降低。对于2012年全国环境质量状况,环保部表示总体保持平稳,但形势依然严峻:超过30%的河流和超过50%的地下水不达标;空气质量方面,325个地级城市中,有59.1%的城市不符合新的空气质量标准,113个环保重点城市的不达标率更是达到76.1%。

    PM2.5相关指标下降

    公报称,我国污染物总量排放均有所下降。环保部强制要求减排的四项污染物,和废水相关的化学需氧量和氨氮,均较2010年有所减少,和废气相关二氧化硫和氮氧化物,也比上一年降低。

    在2011年,和PM2.5关系密切的氮氧化物排放总量当年有所上升,环保部曾解释这与该指标刚刚增加,尚未达到减排节点有关。2010年,全国氮氧化物的排放量也开始全面下降。

    但是,排放的废水废气减少,不代表环境质量改善。根据《公报》,2012年,全国325个地级市及以上城市,如果用新的空气质量标准衡量,达标城市比例仅40.9%,113个环保重点城市的达标率更是只有23.9%。

    农村饮用水源受污染

    地下水地下水

    对于水环境,环保部称“质量不容乐观”,针对全国798个村庄的农村环境质量试点监测结果表明,农村饮用水源和地表水受到不同程度污染。

    此外,环保部认为,农村环境问题日益显现,突出表现为工矿污染压力加大,生活污染局部加剧,畜禽养殖污染严重等。

    2012年,环保部批复了240个项目的建设项目环境影响评价,涉及总投资近1.4万亿元,其中基础设施和民生工程有79个,约占总投资的一半,有24个项目被退回环评,不予审批或暂缓审批,涉及总投资1000多亿元。

    2013年世界环境日中国主题为“同呼吸 共奋斗”,重点关注以防治PM2.5为重点的大气污染防治工作。

    水环境

    在198个城市4929个地下水监测点位中,优良-良好-较好水质的监测点比例为42.7%,较差-极差水质的监测点比例为57.3%。农村地区的水环境问题更为严重,试点村庄饮用水源地的水质达标率仅77.2%,地下水饮用水源地水质达标率仅70.3%。地表水达标率只有64.7%。

    点评:人民大学环境学院院长马中表示,水污染与污水排放量过大有关,虽然国家对废水的化学需氧量和氨氮进行了控制,但总量控制目标依然远远低于环境承载能力,“每年降百分之几的远远不够”。

    水质级别/地下水 编辑

    地下水地下水

    一类水质:水质良好。地下水只需消毒处理,地表水经简易净化处理(如过滤)、消毒后即可供生活饮用者。

    二类水质:水质受轻度污染。经常规净化处理(如絮凝、沉淀、过滤、消毒等),其水质即可供生活饮用者。

    三类水质:适用于集中式生活饮用水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。

    四类水质:适用于一般工业保护区及人体非直接接触的娱乐用水区。

    五类水质:适用于农业用水区及一般景观要求水域。超过五类水质标准的水体基本上已无使用功能。

    影响因素/地下水 编辑

    过度开采

    地下水地下水

    一些地区(如中国的华北平原等地,

    台湾的云嘉南一带)以地下水作为工业、农业、养殖渔业和生活用水的主要来源,这些地区过量开采地下水,造成地层下陷,某些沿海地区还造成海水渗入,造成地下水咸化。

    近30年来,我国地下水开采量以每年25亿立方米的速度递增,有效保证了经济社会发展需求。但是,北方和东部沿海地区地下水超采越来越严重。初步统计,全国已形成大型地下水降落漏斗100多个,面积达15万平方公里,超采区面积62万平方公里,严重超采城市近60个,造成众多泉水断流,部分水源地枯竭。地下水超采区主要分布在华北平原(黄淮海平原)、山西六大盆地、关中平原、松嫩平原、下辽河平原、西北内陆盆地的部分流域(石羊河、吐鲁番盆地等)、长江三角洲、东南沿海平原等地区。华北平原最为严重,河北平原和北京市平原区地下水超采量累计分别达到500亿立方米和60亿立方米;由于严重的地面沉降,天津市已不能继续超采地下水。长期持续超采造成华北平原深层地下水水位持续下降,储存资源不断减少,目前有近7万平方公里面积的地下水位在海平面以下;沧州市深层地下水漏斗中心区水位最大下降幅度近100米,低于海平面80余米,地下水储存资源濒于枯竭。

    地面沉降

    全国有近70个城市因不合理开采地下水诱发了地面沉降,沉降范围6.4万平方千米,沉降中心最大沉降量超过2m的有上海、天津、太原、西安、苏州、无锡、常州等城市,天津塘沽的沉降量达到3.1m。西安、大同、苏州、无锡、常州等市的地面沉降同时伴有地裂缝,对城市基础设施构成严重威胁。发生地裂缝的地区还有河北、山东、云南、广东、海南等地。

    岩溶塌陷

    大规模集中开采地下水以及矿山排水等,造成地面塌陷频繁发生,呈现向城镇和矿山集中的趋势,规模越来越大,损失不断增加。据不完全统计,全国23个省(自治区、直辖市)发生岩溶塌陷1400多例,塌坑总数超过4万个,给国民经济建设和人民生命财产带来严重威胁。例如,2003年8月4日,广东阳春市岩溶塌陷造成6栋民房倒塌、2人伤亡、80多户400多人受灾;2000年4月6日武汉洪山区岩溶塌陷造成4幢民房倒塌,150多户900多人受灾;20世纪80年代,山东泰安岩溶塌陷造成京沪铁路一度中断、长期减速慢行;贵昆铁路因岩溶塌陷发生列车颠复事件。地面塌陷。超量开采岩溶地下水造成地面塌陷,主要分布在广西、广东、贵州、湖南、湖北、江西等省(区),在福建、河北、山东、江苏、浙江、安徽、云南等省(区)也有分布。昆明、贵阳、六盘水、桂林、泰安、秦皇岛等城市的岩溶塌陷最为典型,湖南、广东的一些矿区矿坑排水产生的塌陷数量最多。全国共发生岩溶塌陷3000多处,塌陷面积300多平方千米。

    海水入侵

    在环渤海地区、长江三角洲的部分沿海城市和南方沿海地区,由于过量开采地下水引起不同程度的海水入侵,呈现从点状入侵向面状入侵的发展趋势。海水入侵使地下水产生不同程度的咸化,造成当地群众饮水困难,土地发生盐渍化,多数农田减产20%-40%,严重的达到50%-60%,非常严重的达到80%,个别地方甚至绝产。山东莱州湾南岸是我国海水入侵最严重的地区之一,造成8000多眼农用机井报废,40万人饮水困难,60万亩耕地丧失生产能力,粮食累计减产30—45亿公斤,直接经济损失40亿元。

    土壤盐渍化

    天然形成的原生土壤盐渍化问题主要分布于我国东北的松嫩平原和西北地区,黄淮海地区也有分布。主要省份有黑龙江、吉林、内蒙、宁夏、甘肃、新疆、河北、河南、山东。长期的气候干旱,农业灌溉和工业用水量的不断增加,造成地下水位普遍下降,表层土壤富集的盐分被淋滤到地下,土壤盐渍化程度降低,盐渍化面积缩小,我国的土壤盐渍化面积仅为80年代初分布面积的31.4%。人为活动形成的次生土壤盐渍化问题,主要分布在我国黄河中游和西北内陆盆地大量引用地表水灌溉的农业区。此外,我国部分地区分布有高砷水、高氟水、低碘水等,全国约有1亿多人在饮用不符合标准的地下水,使这些地区的群众遭受砷中毒(皮肤癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病困扰。

    水质污染

    新一轮地下水资源评价结果表明,我国地下水水质状况总体较好。按分布面积统计,63%可供直接饮用,17%经适当处理后可供饮用,12%不宜直接饮用但可供农业和部分工业部门利用,另有不足8%的地下水为矿化度大于5克/升的咸水盐水和少量遭受严重污染的地下水,不宜直接利用或需经深度处理后才有可能得以利用。

    然而,城市与工业“三废”不合理或不达标排放量的迅速增加,农牧区农药、化肥的大量使用,导致我国地下水污染日益严重,呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势。

    多种污染源作用下,我国浅层地下水污染严重且污染速度快。2011年,全国200个城市地下水质监测中,“较差—极差”水质比例55%,并且与2010年比15.2%的监测点水质在变差。

    根据国土资源部十年的调查,197万平方公里的平原区,浅层地下水已不能饮用的面积达六成。地下水形势已刻不容缓。按环保部等部门制定的规划,到2020年,对典型地下水污染源实现全面监控。

    2000年-2002年国土资源部进行了全国地下水资源评价,按照《地下水质量标准》,37%已是不能饮用的类、类水。

    2011年,全国共200个城市开展了地下水质监测,其中“较差—极差”水质监测点比例为55%。与2010年相比,15.2%的监测点水质在变差。

    根据2000年-2002年国土资源部的全国地下水资源评价,全国195个城市监测结果表明,97%的城市地下水受到不同程度污染,40%的城市污染趋势加重;北方17个省会城市中16个污染趋势加重,南方14个省会城市中3个污染趋势加重。

    植物状态/地下水 编辑

    在干旱区,许多植物的生活依赖地下水。如生长于荒漠地区河流岸边的胡杨(Populus diversifolia)即是如此。以处于内蒙古最西边的额济纳旗为例,那里的年降水量小于40mm,而蒸发量在3000mm以上。但由于河岸的地下水位较浅,胡杨能够生存。目前由于上游来水大量减少,胡杨大面积枯死。

    在气候非常干旱的地区,有些植物根系很深,能达到地下水面或毛管边缘带,因而能够直接利用地下水,这类植物称为潜水植物。如荒漠地区生长的骆驼刺(Alhagi pseudathagi),其地上部分的高度只有20cm左右,而地下部分可达十几米深。

    相关新闻/地下水 编辑

    媒称中国90%地下水被污染 近7成城市“缺水”

    香港《南华早报》1月24日刊登题为《污染是中国水问题的核心》一文,作者为国际公共卫生高级顾问、美国海外记者俱乐部奖联合获得者塞萨尔·切拉拉博士。文章指出,虽然众多注意力都投注在中国环境污染的负面影响上,但是另一场危机正在酝酿之中,对人们的健康与国家发展有着同样大的危害性,那就是水资源的匮乏。

    据报告称,气候变化,城镇化扩大,中产阶级崛起,这一切都将造成对水的巨大需求,并将导致到2030年农作物出现歉收。

    文章说,严重的水污染使缺水问题雪上加霜。水利部副部长胡四一说,2011年中国受到严重污染的河流高达40%,约有750亿吨污水和废水被直接排到了河流。

    胡四一说,约有三分之二的中国城市“缺水”,近3亿农村居民用不上安全的饮用水。据估计,超过400万公顷的农田在用污染的水进行灌溉,这对作物的产量和质量以及食品安全都产生了不利的影响。

    文章称,导致污染严重的一个原因是,随着快速的工业化,长江沿岸和重要的饮用水水源地附近建起了大量的化工厂。这些水资源受到大量泄漏的有毒化学品的污染,如镉和铬。

    由中国地质调查局2013年起草的一份报告称,中国90%的地下水受到污染。来自环境保护部的估计称,中国有近25%的重要河流的水污染严重到既不能用于工业也不能用于农业的程度。监察部称,每年导致水污染的事故约有1700起。

    文章表示,鉴于中国是全球水资源最丰富的国家之一,这是一个非常有悖常理的局面。然而,它的水资源分布不均衡;它们绝大部分集中在南方,导致北方地区饱受缺水的困扰,这种状况已经达到了危机的水平。

    水利部对中国水道进行了调查,并披露说,过去20年间有2.8万条河流消失。这激起环保主义者和政府官员的严重担忧。虽然有些官员认为,这样的急剧减少可能是因制图工艺过时落后造成的,但是专家认为,看似更合理的解释应该是,中国经济发展迅速,而环保方面的监管准则没有得到很好的实施。

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    扩展阅读
    1地下水:地下水水质评价方法综述;2007
    2人民网-人民日报:公报显示我国55%地下水水质差 2012-05-011

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