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吉林大学精品课专门水文地质学教材专门水文地质学 13.6地下水资源减少的调查与防治 一、地下水资源减少的概念及产生原因 （一）地下水资源减少的概念 水资源减少是指由于自然和人为的原因陆地上江河地表径流量或地下水储存量总体上呈现减少的现象。可以分为地表水资源减少和地下水资源减少，前者指江河湖库的径流量或储存量减少的现象；后者指地下水储存量或地下水径流量减少的现象。水源枯竭是因自然或人为原因导致供水水源的出水量减少以至完全断水的现象。 水资源是通过全球水文循环不断更新，受水文气象因素的季节变化和年际变化影响，其量也相应变化，属于是天然水资源减少。对地下水的大面积超采致使地下水位在大范围内下降而地下水资源减少；废污水排放量的增加对地表及地下水体造成污染等，属于人为水资源减少。多数情况下，自然因素和人为因素对水资源的减少共同起作用。 地下水资源减少，又称为地下水资源枯竭，是开采过程中含水层储存量逐渐被消耗，地下水可开采资源越来越少的一种环境水文地质变化过程。地下水资源量减少的主要表现是地下水储存量减少、区域地下水位下降；包括由于水质恶化、水质污染而丧失使用功能的那部分地下水。 （二）地下水资源减少的产生原因 水资源减少的产生原因包括自然因素和人为因素。自然因素主要是气象气候的变化，特别是温室效应、降水量减少、气候干旱等，都可能导致水资源量减少。人为因素目前成为水资源减少的主要影响因素，水资源的过渡开发利用、耗水量的不断增大、水质污染等均是造成水资源量减少的重要原因。 2003年10月新一轮全国地下水资源评价成果与第一次评价成果（1984年）比较，地下淡水资源有如下变化趋势① 北方地下水资源量减少，南方地下水资源量增加。北方多年平均天然资源量减少122亿m3，可开采资源量减少56亿m3；南方多年平均天然资源量增加242亿m3，可开采资源量增加643亿m3。② 平原区地下水资源量减少，山区地下水资源量增加。平原区多年平均天然资源量减少228亿m3，可开采资源量减少309亿m3；山区多年平均天然资源量增加348亿m3，可开采资源量增加896亿m3。③ 单位面积可开采资源量减少，全国适宜开采或引用地下水的地区平均地下水开采模数（每年每平方千米可开采地下水资源量）已由15万m3减少到6万m3，其中南方平原区为17.8万m3，山区为6.4万m3；北方平原区为6.6万m3，山区不足2.5万m3。 地下水资源减少也成为我国面临的严重问题之一。不合理开采地下水还诱发地面沉降、海水入侵等很多环境问题。全国已形成区域地下水降落漏斗100 多个，面积达 15 万km2。华北平原深层地下水已形成了跨冀、京、津、鲁的区域地下水降落漏斗，有近7万km2面积的地下水位低于海平面，地下水储存量大幅度减少，地下水年补给量也因地下水位下降、降水量减少等原因而明显减少。全国新一轮地下水资源评价结果表明，据44年系列降水量资料统计分析，区域降水量发生变化，总体上华北地区、辽宁、吉林、广西北部、四川中部、贵州、云南东部、陕西、甘肃、宁夏等地区的降水量呈减少趋势、其它地区呈增加趋势，从而使地下水天然补给资源和可开采资源发生相应的变化。人类工程活动使地下水补给量减少，如北方平原地区，由于山区修建多级水库，层层拦截地表径流，使下游河道断流，河流对地下水的入渗补给量大幅度减少；另外，农业灌溉配套工程的日益完善和灌溉定额的逐步降低，也减少了灌溉水对地下水的回渗补给。部分地区水文地质参数发生变化，北方一部分平原地区，随着地下水的开采利用，由于地下水位下降引起了包气带厚度和结构的变化，使包气带入渗系数变小，而导致地下水补给量减少。 二、地下水资源减少的调查 水资源减少的调查是通过区域普查、典型调查、临时测试、分析估算等途径，在短期内收集与水资源评价特别是水资源减少有关的基础资料的工作。包括水文调查、水文地质调查（地下水调查）、用水调查和水质调查。 水文地质调查通过普查，大体了解不同类型地区地下水的贮存、补给、径流和排泻条件，划分淡水、咸水的分布范围，掌握包气带岩性和地下水埋深的地区分布情况，为划分地下水计算单元及确定计算方法提供依据。在收集专门性水文地质试验资料的基础上，针对缺测项目或缺资料地区，进行简易的测试和调查分析工作，确定与地下水资源量计算有关的水文地质参数，包括降水入渗补给系数、渠系渗漏补给系数、田间灌溉入渗补给系数、潜水蒸发系数及含水层的给水度和渗透系数等。 地下水资源减少调查，包括地下水位降落漏斗调查、地下水开采量减少调查、含水层疏干状况调查。地下水位降落漏斗调查，在开采地下水历史比较长，机井密度比较大的城市。每1-2年要统测一次丰、枯水期水位，了解集中开采区地下水位降落漏斗的规模和发展趋势；查明漏斗中心的水位、漏斗面积和形状；查明水位下降漏斗形成的原因，计算各年和多年累计的开采量；了解下降幅度和下降速度。地下水开采量减少调查，在机井开采量调查的基础上，应对集中开采区的代表性机井，每1-2年进行一次丰、枯水期开采量调查，了解开采量衰减情况；分析研究机井密度、水位下降幅度与机井开采量变化关系；查明地下水开采量衰减程度和原因；了解地下水开采量衰减趋势。含水层疏干状况调查应查明，被疏干含水层的位置、疏干形状和面积；被疏干含水层类型、岩性和厚度；.疏干量；疏干原因和发展趋势。 三、地下水资源减少的防治措施 地下水参与自然界的水文循环，与地表水、大气降水之间相互联系，相互转化，组成统一的整体。地下水隐伏埋藏于地下岩层中，具有相对独立的储存空间和渗流系统，它的形成、分布和运移主要受地质和水文地质条件控制。因此，地下水的开发利用必须遵循地下水资源本身所具有的客观规律，需要在查明含水层系统的地质结构、介质分布，地下水的补给、径流和排泄条件的基础上，科学合理地确定地下水的开采地段、开采层位、开采布局和开采量。 地下水具有分布广、储存量大、调蓄能力强、水质水量相对稳定、保证程度高，供水投资少、见效快的特点。从供水的角度看，地下水是缺水山区、水质型缺水地区、城镇地区饮用水的重要水源，更是荒漠地区生态用水最可依靠的就地水资源。充分发挥地下水的优势，把有限的地下水纳入合理开发、经济利用和科学管理的轨道，是今后的战略重点。 地下水资源减少及水质恶化的防治措施包括以下几个方面。 （1）采补平衡，持续利用根据地下水补给和储存条件，按照采补平衡的原则，调整优化地下水开采布局和用水结构。超采区压缩开采量，有资源潜力的地区扩大开采量，基本做到采补平衡，实现地下水资源的可持续利用。 （2）浅层为主、深层适度，咸淡结合我国大部分地区以开发浅层地下水为主。在深层地下水资源丰富、开发利用后又不产生较大环境地质问题的地区，可有计划地适度开发深层水资源。在地下咸水分布区，可应用抽咸补淡、淡咸混合等技术，合理利用咸水资源。 （3）合理调控，以丰补欠充分利用含水层分布广、储存空间大、调控能力强的特点和优势，合理调控地下水位，增加地下储水空间，提高降水的有效入渗量，减少蒸发、蒸腾损失，有效利用土壤水。 （4）保护水质，优质优用采取有效措施，保护地下水源，严格控制和预防地下水水质恶化。按照优先满足人民生活用水需求，兼顾工业、农业和生态环境用水的序次和原则，合理开发利用地下水。 （5）联合调蓄，统筹兼顾坚持地表水、地下水，上、下游水资源统筹兼顾的原则。水资源调蓄要实行从以地表调蓄为主向地表、地下联合调蓄的战略转变，充分发挥地表水库和地下水库各自的优势，取长补短，优势互补，综合开发利用水资源。按照不同地区的水文地质条件，调整优化地下水开发布局和用水结构。 （6）综合规划，科学管理根据地下水资源时空分布特点，结合国民经济区域发展布局和生态环境建设需要，综合规划地下水的开发利用与保护战略，建立科学的管理制度和技术保障体系。