引論:我們?yōu)槟砹?3篇地下水的意義范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
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客觀而言,黑龍江省城市應(yīng)急水源地規(guī)劃、勘查和建設(shè)工作相對滯后,已不適應(yīng)省委、省政府提出的“經(jīng)濟(jì)區(qū)”和“十大工程”戰(zhàn)略要求。多年來,地質(zhì)工作圍繞中心服務(wù)大局意識不強,基礎(chǔ)地質(zhì)工作薄弱,找礦找水工作滯后,在一定程度上影響了我省經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展。據(jù)此,黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局依靠中央加強地質(zhì)工作的大背景,緊密與地方經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展相結(jié)合,適時地提出了我省地質(zhì)工作“五大戰(zhàn)略”,其中“找地下水”戰(zhàn)略就是“針對我省13個地市級中心地市及部分市縣水資源開發(fā)利用過度、水質(zhì)污染日趨嚴(yán)重、缺水問題突出和供水水源主要來自河流、水庫等地表水水源地,在遭遇自然災(zāi)害、有毒有害物質(zhì)泄漏、戰(zhàn)爭、恐怖活動等突發(fā)事件時,供水安全面臨嚴(yán)重威脅的實際,從民生建設(shè)角度出發(fā),超前部署和實施中心城市應(yīng)急后備地下水水源地勘查工作。通過開展地下水資源調(diào)查、詳查、勘探工作,查明區(qū)域水文地質(zhì)條件,評價地下水水源地的水資源保證程度及環(huán)境影響程度,確定水源地建設(shè)的有利區(qū)段,探明水源地天然資源量和可開采量,提出水資源開采方案。到2015年,力爭使13個地市級中心地市及部分貧水市縣擁有或圈定優(yōu)越的地下水應(yīng)急后備水源地,在發(fā)生應(yīng)急涉水事件時,應(yīng)急供水規(guī)模可以滿足本地短期內(nèi)基本用水需求,達(dá)到改善民生、穩(wěn)定民心、維護(hù)社會安定的目的。”
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1地下水的相關(guān)介紹
所謂地下水通俗的來講就是存在于地下的水資源,準(zhǔn)確的說它是地下巖層、縫隙以及溶洞中這些包氣帶一下底層中的水源。作為地球上所有水資源的重要組成部分,地下水相較于其他水源擁有水量穩(wěn)定、水質(zhì)好的優(yōu)勢,這也是它成為農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)以及城市生活用水水源之一的原由。地下水也被稱為地下多孔介質(zhì)中的水,其載體的介質(zhì)包括孔隙和巖溶,
根據(jù)地下埋藏條件的不同,地下水可分為上層滯水、潛水和承壓水三大類。上層滯水是指大氣中的降水因為淺層巖石的隔離作用而停留在裂縫或者沉積層中的水;潛水是地表之下第一個穩(wěn)定隔水層上的地下水,通常情況下我們掏挖泥沙時滲出的水就是潛水,有時因為水資源充足,當(dāng)挖到水源聚集的時候會出現(xiàn)潛水流出地面形成泉的現(xiàn)象發(fā)生;而承壓水相較于上層滯水和潛水而言,地處的位置就更為深入了,它是埋藏較深的、賦存于兩個隔水層之間的地下水,當(dāng)井或鉆孔穿過上層頂板時,強大的壓力就會使水體噴涌而出,形成自流水,所以承壓水又被稱為自流水。
2城市地下水勘測的相關(guān)內(nèi)容
2.1城市地下水勘測的必要性
城市地下水是人們生活、工作、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的重要組成部分,但是因為人們過度對資源的利用,地下水在這種情況下也有了各種變化,而地下水的變化也往往帶動其他許多相關(guān)方面的改變,例如會引起沼澤化、鹽漬化、滑坡、地面沉降等不利自然現(xiàn)象。所以對地下水的勘測就非常必要,水利勘測是指為江河治理和水資源開發(fā)利用、保護(hù)而進(jìn)行的測量、工程地質(zhì)勘察地下水資源勘察和灌區(qū)土壤調(diào)查等工作,而城市地下水的勘測,就是對保護(hù)城市用水安全,以及對城市各類水利設(shè)施的合理規(guī)劃,以便發(fā)揮城市地下水對城市人民生活、城市工業(yè)生產(chǎn)以及城市防洪建設(shè)工程的重要作用。
2.2城市地下水勘測技術(shù)
隨著對城市地下水的不斷重視,城市地下水的勘測也變得十分重要,而相應(yīng)的城市地下水的勘測技術(shù)也在不斷進(jìn)步,實際上城市地下水的勘測離不開整個城市水利工程建設(shè)的相關(guān)輔助,而其勘測技術(shù)也對城市地下水的勘測提出了重要的保障。例如在國家基準(zhǔn)網(wǎng)與衛(wèi)星定位技術(shù),對于城市地下水的各種性質(zhì)特點都能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的勘測,同時運用到數(shù)字測繪技術(shù)和變形監(jiān)測技術(shù),對于城市地下水因為自然或非自然的環(huán)境變化,而形成變化做出最準(zhǔn)確、最及時的補救措施,這種技術(shù)的運用往往是在于維護(hù)和管理的階段,具體的操作實施工作還是需要具體的勘探技術(shù)的,例如水利工程中普遍應(yīng)用的大口徑鉆探技術(shù)和物探監(jiān)測技術(shù),這些技術(shù)都能夠快速、簡單并有效的勘測城市地下水的具體狀況。[1]
3城市地下水勘測的注意事項及難點解決方法
雖說城市地下水擁有水利工程建設(shè)中運用的各種先進(jìn)技術(shù)的輔助,來進(jìn)行其具體的勘測,但是因為人們過度運用城市地下水資源,以及生活、生產(chǎn)對于城市地下水的各種污染,對城市地下水的勘測帶來了巨大的考驗和難題,下面我們就具體介紹下城市地下水勘測中存在的難點和注意事項,并相應(yīng)的提出具體解決策略:
3.1城市地下水勘測注意事項
(1)勘測地下水流向的極差。城市地下水的勘測,主要是為了對區(qū)域內(nèi)的水資源進(jìn)行評價,并且繪制水文地質(zhì)填圖,從而提出對運用和飽和地下水最好的方法。地下水流向的確定是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),但是這一問題并沒有的最合理的解決方法,對于局部小范圍的地下水流向,由于水井密度達(dá)不到要求及資料的缺乏, 很難準(zhǔn)確判斷。
(2)特殊土質(zhì)下的地下水無法勘測。對于城市地下水的勘測,難免會遇到具有松散土質(zhì)的區(qū)域,其下面的地下水往往不能加以利用,因為其本身礦化度高,不能飲用,而且在松散層下伏基巖為石灰?guī)r時.由于無好的隔水底板,地下水下滲,也不可能找到孔隙水富水,無法勘測到地下水的具體狀況,這就為城市地下水的勘測帶來了又一大難題。
(3)地下水污染帶來的勘測難點。工業(yè)的不斷發(fā)展,在帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時也在不斷破壞自然環(huán)境,工業(yè)與生活廢水的任意排放,由最先污染的地表水不斷向地下水進(jìn)軍;[2]而且因為大氣的污染,使得污染物以降水的方式對地上與地下的水資源污染,再加上城市近郊長期使用的農(nóng)藥和化肥對地下水都是存在一定的負(fù)面影響,這對城市地下水的勘測,也提出了又一大考驗。
3.2城市地下水勘測難點解決策略
(1)自然電位法勘測地下水流向。自然電位法就是通過觀測自然電場來解決某些地質(zhì)問題。其中最常用的就是:“8”字型觀測點,其原理是地下水流動方向上兩測點間的電位差為極大,在其他方向上地下水的相對運動速度和產(chǎn)生的電位差都處于過度狀態(tài),所以,“8”字型長軸所指示的方向即為地下水流的軸向。確定了地下水水流方向,對于水資源的評價,和水文地質(zhì)填圖的繪制都有了明確的保證。
(2)重磁資料在地下水勘測中的應(yīng)用。這一方法的應(yīng)用可以簡單、準(zhǔn)確的找到隱伏基巖地下水蓄水構(gòu)造、導(dǎo)水通道及有隔水基底的孔隙水,有效的進(jìn)行特殊土質(zhì)下地下水的勘測,同時也使布置電法工作更具目的性,最終取得較好的地質(zhì)效果。
(3)地下水防治污染相應(yīng)對策。針對地下水污染而造成的勘測難問題,我們需要加強保護(hù)水資源的意識,地下水評價制度也需要進(jìn)一步加以完善,同時需要社會和相關(guān)國家部門加以重視,設(shè)立相應(yīng)的規(guī)則條例,規(guī)范人們的行為。
綜上所述,各種勘測方法進(jìn)入城市地下水勘測領(lǐng)域中,并且已經(jīng)較為成熟,而且實踐中利用多種技術(shù)的結(jié)合取得了更好的效果,但是在勘測的過程當(dāng)中還是存在著操作難點以及需要注意的地方,所以我們需要明確正視這些問題,運用具體的解決方案,來保證城市地下水的精準(zhǔn)勘測,為城市地下水的各種應(yīng)用做好最切實的準(zhǔn)備。
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淺層地溫能儲存于地下巖石(土層)和巖石裂隙或土層孔隙的水體中,是一種無形的自然資源,其溫度恒定,略高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁? ℃~3 ℃。地下水源熱泵通過水熱交換的方式利用地下水中的部分低品位地?zé)豳Y源進(jìn)行供暖或空調(diào),是一個從地下水中不斷提取能量的過程,因此地下水水質(zhì)的優(yōu)劣不僅影響熱泵系統(tǒng)水處理方案、換熱器形式的合理選擇,還直接關(guān)系到系統(tǒng)的運行效果和使用壽命[14]。因此,首先要對水源水質(zhì)適宜性進(jìn)行分析,找到最適宜開發(fā)地下水源熱泵的區(qū)域,為淺層地溫能利用提供科學(xué)依據(jù)。
1研究區(qū)概況
南寧市區(qū)位于南寧盆地的中西部,四周低山丘陵環(huán)繞。研究區(qū)范圍為東經(jīng)108°08′-108°35′,北緯22°39′-22°57′,總面積440 km2。根據(jù)地貌成因及形態(tài)特征,研究區(qū)地貌劃分為構(gòu)造侵蝕低山丘陵區(qū)、侵蝕剝蝕丘陵區(qū)、邕江侵蝕堆積階地區(qū)及溶蝕殘丘坡地區(qū)四個區(qū)。南寧市地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),陽光充足,年平均氣溫21.6 ℃,年平均降雨量1 304.2 mm,蒸發(fā)量1 736.6 mm[5]。研究區(qū)內(nèi)地下水主要來源于大氣降雨的入滲補給,充沛的降雨為地下水提供了較好的補給來源,也為開發(fā)利用淺層地溫能創(chuàng)造了有利條件。
根據(jù)地下水的賦存條件、含水介質(zhì)結(jié)構(gòu)及水力特征,工作區(qū)內(nèi)地下水可劃分為四種類型,即松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水、基巖裂隙水和碳酸鹽巖類裂隙巖溶水(圖1)。松散巖類含水巖組地層主要是在邕江河谷階地分布的第四系沖積層,該層孔隙水總體上向邕江徑流排泄;低山丘陵區(qū)基巖裂隙水受斷裂構(gòu)造及巖性控制,作深循環(huán)或補給碎屑巖類孔隙裂隙水;碎屑巖類孔隙裂隙水從南寧盆地兩翼向盆地中部徑流,而后集中轉(zhuǎn)向西南方向徑流,至盆地西部后向上越流排泄補給松散巖類孔隙水,或直接向邕江排泄;碳酸巖裂隙溶洞水主要以泉的形式排泄,總體上向邕江徑流排泄(圖1)。研究區(qū)內(nèi)具有利用水源熱泵開發(fā)的地下水主要為中部市區(qū)內(nèi)廣泛分布的第四系砂礫石層孔隙水及東南部良慶區(qū)、邕寧區(qū)碳酸鹽巖裂隙巖溶水。區(qū)內(nèi)地下水目前的開發(fā)利用量十分有限,以天然排泄為主,恒溫帶深約20 m,水溫23.8 ℃~24.8 ℃,恒溫帶以下為增溫帶,開發(fā)地下水源熱泵的潛力較大 [5]。
2樣品采集與分析
2012年8月對研究區(qū)潛水進(jìn)行了系統(tǒng)采樣,共采集地下水樣50件,采樣點位置見圖2。水溫、pH及電導(dǎo)率等水質(zhì)參數(shù)在現(xiàn)場進(jìn)行測定,堿度采用滴定法在樣品采集后24 h內(nèi)測定。樣品用0.45 μm濾膜過濾后用于陽離子分析的樣品采用HNO3酸化至pH值小于2,用于陰離子分析的樣品未酸化。陰離子采用離子色譜ICS1100進(jìn)行測定,K+、Na+、Ca2+、Mg2+等金屬元素采用ICPOES(ICAP6300)進(jìn)行分析,水樣濁度采用TDT2型濁度儀檢測,以上分析均在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院實驗中心完成。利用已知濃度的樣品進(jìn)行驗證測試,誤差范圍均在5%以內(nèi)。
3地下水水化學(xué)特征
研究區(qū)地下水水樣主要的化學(xué)成分分析結(jié)果見表1,pH值變化范圍為493~808,以弱酸性為主,中性水次之。水樣的總?cè)芙夤腆w含量(TDS)、總硬度、總堿度變化幅度均較大,TDS變化范圍為55~875 mg/L,平均值2878 mg/L。總硬度變化范圍為89~245 mg/L(以CaCO3計),平均值為6495 mg/L,以軟水為主。總堿度變化范圍為1949~8041 mg/L,平均值2397 mg/L。水樣濁度最小值為0041 NTU,最大值達(dá)2711 NTU,平均值為2022 NTU,能夠滿足工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范中對于冷卻水濁度要求。各微量元素含量均較低,符合工業(yè)循環(huán)冷卻水要求。在東北、西南少數(shù)地區(qū)硝酸根含量較高,超出地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(30 mg/L),存在氮污染,不適合開發(fā)水源熱泵,在做適宜性分析時應(yīng)除去這些地區(qū)。
地下水化學(xué)類型劃分采用了Piper三線圖法。該圖各以三組主要的陽離子(Ca,Mg,Na+K)和陰離子(Cl,SO4,HCO3)的每升毫克當(dāng)量的百分?jǐn)?shù)來表示。從Piper三線圖表1研究區(qū)地下水水樣水化學(xué)組成特征
4水源熱泵水源水質(zhì)適宜性分析
4.1水質(zhì)評價指標(biāo)選擇
地下水水質(zhì)的化學(xué)組成直接影響地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。地下水源熱泵系統(tǒng)對地下水水質(zhì)的基本要求是:澄清、水質(zhì)穩(wěn)定、不腐蝕、不滋生微生物或生物、不結(jié)垢等[1,3]。本文參照地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范(GB 503662005)和工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范(GB 500502007),選擇pH、TDS、總硬度、濁度、主要離子以及部分微量成份(表1)等因子作為水質(zhì)評價指標(biāo),進(jìn)而運用層次分析法探討研究區(qū)地下水質(zhì)對水源熱泵的影響。
4.1.1物理指標(biāo)
有些水源含有泥沙、膠體懸浮物,使水變得渾濁。水源含沙量和濁度過高對機組和管閥會造成磨損,嚴(yán)重時會造成管道堵塞。另外,泥砂、污垢還會降低水源熱泵系統(tǒng)換熱器的傳熱效果,導(dǎo)致系統(tǒng)局部腐蝕、穿孔,增加水流阻力,不僅嚴(yán)重影響供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命,而且妨礙系統(tǒng)的正常運行 [1]。本次研究采集的50個水樣中6個超過50 NTU,濁度較高,不適宜開發(fā)地下水源熱泵,但超標(biāo)水樣分布無規(guī)律,需結(jié)合其他指標(biāo)進(jìn)一步分析。
4.1.2化學(xué)指標(biāo)
(1)pH值。地下水中pH值過高或者過低都會造成機組的腐蝕,嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的使用壽命。地下水源熱泵的水源pH值一般應(yīng)為65~85。研究區(qū)地下水以弱酸性為主,中性水次之,pH值變化范圍為493~808,偏酸性的地下水主要分布于西鄉(xiāng)塘區(qū)的東北面區(qū)域附近。
(2)TDS。適用于地下水源熱泵的地下水一般為淡水和弱咸水。有些水源水TDS較高,對金屬的腐蝕性較強,如果直接進(jìn)入機組會因腐蝕作用減少機組使用壽命[6]。研究區(qū)采樣點中TDS最大值為8750 mg/L
4.1.3綜合指標(biāo)
(1)腐蝕性。地下水對管線和設(shè)施的腐蝕影響,參照工業(yè)上的腐蝕系數(shù),評價方法如下。
對酸性水:腐蝕性系數(shù)Kk=1.008(rH++ rAl3++ rFe2++ r Mg2+rHCO3- -rCO32);
對堿性水:腐蝕性系數(shù)Kk = 1.008(rMg2+-rHCO3-)。
式中:r 表示離子含量(mg/L)。
若腐蝕系數(shù)Kk>0,稱為腐蝕性水;若腐蝕系數(shù)Kk 0, 稱為弱腐蝕性水;若腐蝕系數(shù)Kk
(2)結(jié)垢評價。鈣鹽是造成空調(diào)系統(tǒng)結(jié)垢的主要成分。水中的鈣、鎂離子以正鹽和堿式鹽形式存在,易在水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的受熱面上析出沉積,形成水垢。水垢沉積在換熱器表面,降低了傳熱效率,增加了電耗,影響機組的正常運行[1]。因此,對地下水進(jìn)行結(jié)垢評價對于開發(fā)利用地下水源熱泵具有重要意義。地下水的結(jié)垢程度可以總硬度來評價,總硬度較大的易結(jié)垢。
4.2層次分析模型建立
水質(zhì)分析評價具有多目標(biāo)性的特點,在評價過程中,始終牽涉到目標(biāo)權(quán)重確定這一關(guān)鍵問題[56]。利用層次分析法(AHP)確定各個評價指標(biāo)的權(quán)重,通過分析評價目標(biāo)與評價指標(biāo)之間的復(fù)雜關(guān)系構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)(見圖4),可以將問題簡單化,使得評價指標(biāo)本身的相對重要性定量化,經(jīng)過數(shù)學(xué)計算得到可靠的權(quán)重值。本文采用層次分析軟件yaahpV6.0構(gòu)建層次結(jié)構(gòu),應(yīng)用專家打分法分別比較屬性層和要素層中各因素對目標(biāo)層(水源熱泵水源水質(zhì)適宜性研究)的相對重要性進(jìn)行兩兩比較,構(gòu)建比較矩陣(1~9標(biāo)度法)。最后,采用極比法構(gòu)建比較矩陣,通過計算檢驗比較矩陣的一致性(一致性指標(biāo)CR
(1)網(wǎng)格剖分。為提高計算準(zhǔn)確度,對研究區(qū)南寧市大約440 km2的范圍進(jìn)行1 km×1 km的網(wǎng)格剖分,對網(wǎng)格中心點進(jìn)行編號,并提取網(wǎng)格中心點坐標(biāo),生成網(wǎng)格中心點文件,本次參與計算評價的網(wǎng)格中心點的個數(shù)為440個。
(2)各指標(biāo)圖件準(zhǔn)備。根據(jù)評價體系結(jié)構(gòu),對參與評價的指標(biāo)要素進(jìn)行圖件準(zhǔn)備,包括濁度分區(qū)圖、懸浮物濃度分區(qū)圖、pH值分布圖、TDS含量分布圖、腐蝕性分布圖、結(jié)垢程度分布圖。由于指標(biāo)體系中各指標(biāo)具有不同的量綱且代表不同含義,難以進(jìn)行直接比較和評價,需要對各指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。具體做法是對可定量的指標(biāo)圖形根據(jù)取值范圍進(jìn)行賦值,對不能定量獲得的指標(biāo)通過對水源熱泵的適宜程度賦值,從而將定性的指標(biāo)量化。賦值以腐蝕性評價為例,指標(biāo)定量化結(jié)果見表3。
綜合評分10~41 4.1~616.1~9分區(qū)1一般適宜區(qū)1較適宜區(qū)1適宜區(qū)水源熱泵開發(fā)適宜區(qū)面積為280.74 km2、較適宜區(qū)6343 km2、不適宜區(qū)95.83 km2。根據(jù)評價結(jié)果,水源熱泵適宜區(qū)大多分布在中部市區(qū)、東南部良慶區(qū),中部市區(qū)地下水為第四系砂礫石層孔隙水,東南部良慶區(qū)的地下水為碳酸鹽巖裂隙巖溶水。這些地區(qū)孔隙水及裂隙水滲透性強,徑流較快,涌水量較大,回灌能力能夠滿足地下水源熱泵運行需要。地下水多為非腐蝕性水,水硬度較小,對管線和設(shè)施沒有危害,適合開發(fā)地下水源熱泵。東北、西南少數(shù)地區(qū)水質(zhì)惡劣,對金屬的腐蝕性較強,如直接進(jìn)入機組會因腐蝕作用減少機組使用壽命,需經(jīng)過處理后才能應(yīng)用,處理成本較高,不適宜開發(fā)地下水源熱泵。地下源熱泵的水源水質(zhì)評價分區(qū)見圖5。
5結(jié)論
(1)研究區(qū)地下水水化學(xué)類型以HCO3Ca?Mg型為主,HCO3?SO4Ca?Mg型次之。地下水以弱酸性為主,在東北、西南少數(shù)地區(qū)存在氮污染。
(2)從地下水水質(zhì)對水源熱泵系統(tǒng)機組、管道及附屬設(shè)
圖5南寧市地下水源熱泵的水源水質(zhì)評價分區(qū)
Fig.5water quality evaluation zoning map
of groundwater source heat pump in Nanning
備的影響和適宜性出發(fā),通過地下水水質(zhì)分析和水源熱泵換熱器污垢成份分析,確定影響地下水源熱泵換熱器結(jié)垢以及腐蝕管道的關(guān)鍵水質(zhì)因素,包括懸浮物、濁度、pH、腐蝕性、結(jié)垢程度六個指標(biāo)。運用層次分析法(AHP)和MAPGIS的空間分析技術(shù)對南寧市淺層潛水進(jìn)行地下水水源水質(zhì)分區(qū)評價,認(rèn)為水源熱泵適宜區(qū)大多分布在中部市區(qū)、東南部良慶區(qū),這些地區(qū)地下水多為pH值為7左右的中性水,水硬度較小,屬于軟水,對管線和設(shè)施沒有危害,適合開發(fā)地下水源熱泵。東北、西南少數(shù)地區(qū),地下水質(zhì)腐蝕性系數(shù)較高,不適宜開發(fā)地下水源熱泵。
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[3]賈遵鋒,丁勇,賈宇.江水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用中的江水水質(zhì)分析[J].水資源與水工程學(xué)報,2010,21(6):5455.(JIA Zunfeng,DING Yong,JIA Yu.Analysis of River Wwater Quality in the Application of River Source Heat Pump System[J].Journal of Water Resources & Water Engineering,2010,21(6):5455.(in Chinese))
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水既是基礎(chǔ)性的自然資源又是戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源,是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要保障。作為水資源的重要組成部分,地下水的合理利用和有效保護(hù)至關(guān)重要,它不僅是生活、生產(chǎn)的重要水源,也是維系區(qū)域生態(tài)環(huán)境的要素。近年來,我縣水資源供需矛盾突出,地下水開采量日益加劇,我縣部分鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、場區(qū)域打地下水超采嚴(yán)重,已經(jīng)給人民生產(chǎn)、生活帶來了影響,引起了一系列生態(tài)問題,制約了我縣經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展,特別是加強地下水資源的節(jié)約與保護(hù)更具重要意義。
1、阿瓦提縣目前地下水機井開采情況
1.1目前,阿瓦提縣履行正常審批手續(xù)開發(fā)利用的機井主要為阿瓦提縣玉滿水源地、老大河水源地。只有這兩處水源地的機井實行統(tǒng)一管理、維修、收費。
1.2由于近年來阿瓦提縣大力發(fā)展林果業(yè),為緩解林果業(yè)農(nóng)業(yè)灌溉的問題在各鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、場也打了很多機井。
1.3除以上兩種情況外,阿瓦提縣全縣農(nóng)民私自打井現(xiàn)象也很普遍,對于目前由農(nóng)民私自打井開采地下水量沒有進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)一的管理、限制、計量和收費,致使全縣各地出現(xiàn)不計后果,無序打井抽取地下水的情況,這給阿瓦提縣今后水資源的合理利用埋下隱患,嚴(yán)重影響阿瓦提縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)平衡。
1.4供需矛盾突出,地下水超采嚴(yán)重。盡管地下水儲量豐富,但光想著要利用地下水而不考慮如何補給地下水,勢必會破壞阿瓦提縣的生態(tài)文明。
2、總體要求和基本原則
2.1地下水管理與保護(hù)的總體要求是,以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),統(tǒng)籌配置地表水與地下水資源,合理調(diào)整地下水開采布局;實施嚴(yán)格的水資源管理制度,以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變,強化用水管理,建立完善的地下水資源戰(zhàn)略儲備,實現(xiàn)地下水資源可持續(xù)利用,改善和保護(hù)阿瓦提縣生態(tài)環(huán)境。
2.2堅持保護(hù)為主,預(yù)防優(yōu)先。堅決控制超采區(qū)面積不擴(kuò)大,嚴(yán)格保護(hù)地下水質(zhì)不受污染。
2.3堅持地表水、地下水統(tǒng)籌配置。采取工程和經(jīng)濟(jì)等措施,優(yōu)先利用地表水資源,合理配置地表水、地下水資源。
2.3堅持因地制宜,分區(qū)管理。根據(jù)超采區(qū)、禁采區(qū)和限采區(qū)等特點,提出分區(qū)管理與保護(hù)對策。
2.4堅持總量控制,計劃開采。實行地下水年度取用水量總量控制和定額管理,逐步實現(xiàn)地下水采、補平衡。
2.5堅持戰(zhàn)略儲備,保障供水安全。將深層地下水作為重要的戰(zhàn)略儲備水源,強化管理,保障水資源短缺。
3、實行強有力措施嚴(yán)控地下水開采確保生態(tài)環(huán)境
3.1、阿瓦提縣人民政府水行政主管部門嚴(yán)格實行取水許可制度,嚴(yán)控大面積不合理開采地下水。
3.2、廣泛宣傳發(fā)動,共建節(jié)水型社會。可采用先向基層工作人員大力宣傳節(jié)約地下水資源、禁止無充開井、采水的的重要意義。再利用基層工作人員向當(dāng)?shù)剞r(nóng)民宣傳使全縣農(nóng)戶轉(zhuǎn)變用水觀念,提高節(jié)水意識,形成人人支持節(jié)水,人人節(jié)約用水,人人關(guān)心節(jié)水,并積極主動參與節(jié)水型社會的建設(shè); 使廣大農(nóng)民從源頭上認(rèn)識合理開發(fā)利用地下水資源的意義。
3.3、對于阿瓦提縣機井密集的區(qū)域做好地下水的補給工作,逐步改善供、需不平衡的問題。
篇5
我頭也不回地飛走了,遙望我飛過的藍(lán)天,心情卻莫名開朗起來。
我也不再無所事事,我播撒下仙女送給我的夢幻之種,灑下的地方都會長出一個夢幻果,吃下去就能快樂一輩子,且永生幸福。
我曾看見無數(shù)人吃過夢幻果。看見他們得到了幸福與快樂,我的心頭就漾起了甜蜜之波。
當(dāng)最后一個夢幻果消失在我的視線中,我得到了滿足。
我依舊自由,依舊飛翔。
一間破舊的小房子忽然映入我的眼簾,像是一只受驚的小鹿闖入一個新奇的世界。剝落的米色油漆,到處破爛不堪。房子里隱隱約約傳來幾聲劇烈的咳嗽,我猜想這里面一定有人。
我冒失地滑進(jìn)這間房子。
一個衣杉襤褸的男孩躺在一張干草鋪成的草席上,他的臉漲得通紅,不停地翻滾,還在喃喃自語。
我湊到他跟前,隱隱聽到他斷斷續(xù)續(xù)地說:“我……要喝水,水……”
我環(huán)顧四周,一滴水也沒有。
他還在發(fā)燒,病得越來越重。
我在心里做著激烈的思想斗爭,我面臨著艱難的選擇。
要不要……飛到他嘴里去呢?如果把我奉獻(xiàn)給他,那無疑是死路一條。可這也是一條鮮活的生命啊!我……
再三思索后,我決心救他。我再次展起羽翼,當(dāng)然,這也是最后一次。
我滑落進(jìn)他干渴的嘴里,我的肉體融進(jìn)他虛弱的身體,然后消失不見。
朦朧中,一顆透明晶瑩的水晶心蹦到了地上。我微笑著,看著它,一點一點地碎了,碎了……
原來,這也是一種無言的幸福。
自由/是不會飛翔的翅膀/翅膀/是落在天上的自由/天堂/原來應(yīng)該不是妄想/只是我早已經(jīng)遺忘/當(dāng)初/怎么開始飛翔……
隱約中,我的耳畔響起這首歌,十個美麗的小天使迎接我上天堂。
篇6
隨著能源需求的迅速增加 , 石油的勘探開發(fā)快速增漲 , 石油開發(fā)可能對地下水環(huán)境產(chǎn)生一定影響 , 由此引發(fā)的地下水環(huán)境保護(hù)和在石油開發(fā)過程中對其影響的研究, 已越來越需要 , 越來越迫切 。本文擬就石油開發(fā)區(qū)地下水環(huán)境影響評價中的一些問題做粗淺的討論。
1石油開發(fā)區(qū)地下水環(huán)境影響評價水文地質(zhì)工作的基本方向
1 . 1水文地質(zhì)工作的基本方向
石油開發(fā)區(qū)的地下水主要污染源為開發(fā)施工期的廢水 ( 鉆井廢水 、 井下作業(yè)廢水)和固體廢物 ( 落地油、 鉆井泥漿) 。生產(chǎn)運營期采油過程中產(chǎn)生的含油污水和修井產(chǎn)生落地油。此外 , 在事故狀態(tài)下產(chǎn)生的廢水和固體廢物 , 如采油井、注水井套外返水 、 返油, 管道泄漏產(chǎn)生的落地油等。正常情況下, 廢水集中處理合格后回注地下, 不外排, 廢棄泥漿經(jīng)處理后無毒, 巖屑用于平整場地, 落地油回收, 對地下水環(huán)境影響很小。但在事故狀態(tài)下, 對地下水構(gòu)成潛在的威協(xié)。
在石油勘探開發(fā)中, 鉆井過程中造成的污染一般發(fā)生在地表和近地表 , 主要是淺層水和包氣帶, 但對地下深部含水層也可能會產(chǎn)生污染 。在采油和原油運輸過程中也可能發(fā)生污染 。一般發(fā)生在地表 。但如果成井質(zhì)量不好, 采油井或注水井發(fā)生套外返水 、 返油, 含油污水在水頭差的作用下由含油層上竄可能直接進(jìn)入含水層污染深部承壓水, 套外返出水也可通過包氣帶向下垂直滲透污染表層潛水, 污染除發(fā)生在近地表的潛水含水層 , 還會污染深部承壓水含水層 。因此, 可根據(jù)工程論證研究, 首先確定與石油開發(fā)有關(guān)的地下水主要污染源及污染形式, 根據(jù)工程開發(fā)特點和污染源確定水文地質(zhì)工作研究的主要方向 。
在查清區(qū)域水文地質(zhì)條件下, 其水文地質(zhì)工作研究的主要方向是易受污染的淺層水 、 主要供水目的層和包氣帶。因為包氣帶巖性和水理性質(zhì)直接控制著地下水環(huán)境遭受污染的可能性和污染程度 。
對于含水層, 如果污染地下水環(huán)境的主要污染源是鉆井過程中產(chǎn)生的鉆井廢水 、 鉆井泥漿,落地油以及采油過程中產(chǎn)生的落地油, 其水文地質(zhì)工作研究的主要方向是易受污染的淺層水和包氣帶 。如果是套外返水污染地下水 , 直接進(jìn)入含水層 , 則視返水點處的地質(zhì)及水文地質(zhì)環(huán)境而定, 原則上應(yīng)以查清返水點處的地質(zhì)環(huán)境和水文地質(zhì)環(huán)境為度 。因此 , 工作重點除查清包氣帶和含水層外 , 還要查清返水點的透水層和隔水層。
對于包氣帶, 當(dāng)鉆井廢水 、 鉆井泥漿及落地油撒落在地表 , 或通過泥漿池 ( 防滲層破損)滲漏, 污染物通過包氣帶向下滲透, 可能會污染淺層潛水, 因此, 應(yīng)重點查清包氣帶的巖性、 厚度、 滲透性和隔污性能, 及潛水含水層 。
1 . 2地下水調(diào)查評價范圍確定
根據(jù)地下水環(huán)境影響評價工作要求 , 結(jié)合工程特點和水文地質(zhì)條件, 平面上要考慮石油開發(fā)可能影響的范圍 , 可以是完整的水文地質(zhì)單元或水文地質(zhì)單元的一部分。垂向上, 由于石油開采深度較大 , 評價深度難以確定 , 應(yīng)包括整個含水系統(tǒng) 。根據(jù)多年工作體會 , 一般情況下不應(yīng)超過表套深度 , 重點為有工農(nóng)業(yè)供水意義的含水層和表層易受污染的淺層水。
2地下水環(huán)境調(diào)查中的問題
2 . 1點面結(jié)合 , 重點突出
在調(diào)查評價區(qū)水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上, 水文地質(zhì)調(diào)點區(qū)域包括鉆井井場 ( 鉆井、 泥漿池) 、 采油井場 ( 采油井 、 注水井 、 套外返水井等) 、 聯(lián)合站, 輸油管道沿線 , 運輸?shù)缆费鼐€等。重點調(diào)查研究地段精度應(yīng)提高 ( 比例尺為 1/10000 或 1/5 000) , 調(diào)查點應(yīng)多些, 加大密度 。其研究程度應(yīng)達(dá)到查清地下水主要污染源及主要污染物 。地下水污染程度、 污染方式和途徑。查清包氣帶的隔污性能應(yīng)是水文地質(zhì)調(diào)查工作的重點。在非重點區(qū) , 只作控制性調(diào)查 。
2 . 2 充分收集前人資料, 適當(dāng)補充水文地質(zhì)工作
采油區(qū)一般水文地質(zhì)研究程度較高 , 有一定精度的地質(zhì)水文地質(zhì)調(diào)查工作 。可以充分收集前人資料, 適當(dāng)補充水文地質(zhì)工作。包括地面調(diào)查和水文地質(zhì)試驗 。但一般對包氣帶研究十分有限, 而落地油、 廢棄泥漿和含油污水等污染源對地下水的污染首先進(jìn)入包氣帶 , 通過垂直下滲污染土壤, 再進(jìn)入含水層污染地下水 。應(yīng)重點查清包氣帶的巖性、 厚度 、 滲透性和隔污性能等 。
2 . 2 . 1包氣帶調(diào)查研究中應(yīng)注意的問題
包氣帶研究精度一般應(yīng)不低于水文地質(zhì)調(diào)查精度 。選擇有代表性的土層, 進(jìn)行分層研究 。應(yīng)查明包氣帶的巖性, 厚度 , 及水理性質(zhì) , 如滲透性、 孔隙度、 吸附性能和隔污性能等。在透水性質(zhì)研究時 , 可采用室內(nèi)和室外實驗 。室內(nèi)實驗可采集原狀土測試孔隙度和滲透性, 及作淋滲試驗確定包氣帶的吸附性能等 。室外實驗多采用試坑滲水試驗 。滲水試驗是確定包氣帶的透水性的重要方法。應(yīng)布置在代表性的典型地段。如采油井場、 泥漿池; 輸油管道沿線。和透水性較好 、 地下水易受污染的地段 , 及不同巖層的接觸部位等。
2 . 2 . 2地下水環(huán)境調(diào)查研究中應(yīng)注意的問題
石油開發(fā)區(qū)石油對地下水的污染, 大多以表層潛水含水層為主, 在水文地質(zhì)調(diào)查時 , 易受污染的淺層水和主要供水目的層應(yīng)作為主要對象。而深層承壓水埋藏較深, 影響相對較少 。但由于人為打井和地下水混合開采, 不同程度溝通了上下含水層的水力聯(lián)系 , 使深層地下水存在著污染的可能性 , 因此, 視工作區(qū)具體情況而定。
要查明工作區(qū)水文地質(zhì)條件, 必要時可通過勘探 、 試驗確定水文地質(zhì)參數(shù)和地下水彌散度。以及污染物在含水層污染運移情況 。如抽水試驗、 彌散試驗 、 浸溶試驗等。在研究地下水污染狀況時 , 首先應(yīng)確定污染物進(jìn)入地下水的途徑和方式等 。地表及淺層以垂直滲透為主, 通過包氣帶下滲污染 ; 地下深部以水平運移對流擴(kuò)散污染為主。應(yīng)確定污染物運移方式 、 運移速度和影響范圍。通過調(diào)查與監(jiān)測評價, 查清地下水質(zhì)量現(xiàn)狀 , 污染狀況、 污染范圍及程度。污染物在地下水中濃度變化 , 以及原因, 和影響因素等。根據(jù)濃度變化推討含水層的自凈能力和環(huán)境容量 。并且建立地下水動態(tài)監(jiān)測機制 , 每年豐 、 枯水期各一次 。
除了研究可能被污染的含水層和地下水之外, 還應(yīng)研究與之相鄰的地質(zhì)體和地質(zhì)環(huán)境受影響的可能性、 影響程度以及污染途徑。
3地下水環(huán)境影響預(yù)測中的問題
根據(jù)油田開發(fā)特點和水文地質(zhì)條件 , 可采用類比法、 模型法和數(shù)值模擬等方法 , 對油田開發(fā)工程可能對地下水產(chǎn)生的影響進(jìn)行預(yù)測與評價,重點分析事故狀態(tài)下地下水環(huán)境影響。
3 . 1類比法
對于油田區(qū)內(nèi)新建項目, 可采用類比法 , 選擇開發(fā)工藝相同, 水文地質(zhì)條件相同和相似的區(qū)塊進(jìn)行類比調(diào)查。查清其污染源的性質(zhì)、 強度、主要污染物排放量及濃度 、 污染途徑。查清水文地質(zhì)條件 , 地下水污染程度及范圍 。定性分析油田開發(fā)對地下水環(huán)境的影響。該方法簡單, 具有可比性。
3 . 2模型法
1)瞬時排放預(yù)測模型
C=C0 ·eat
式中 : C 為地下水中污染物預(yù)測濃度 ( mg/L) ;α 為污染物在含水層中的衰減系數(shù) ( 1/ T) ;C0 為地下水污染物源強濃度 ( mg/ L) ;t 為預(yù)測時段( d) 。
主要用于污染物瞬時排放的預(yù)測, 如鉆井過程中污染物瞬時排放可采用此模型 。
2)一維對流—彌散溶質(zhì)運移數(shù)學(xué)模型對于均質(zhì)一維, 縱向彌散為主 , 地下水流速均勻且穩(wěn)定, 無源/匯項 , 可采用該模型:
利用 Laplace 變換 , 可求得上述模型的解析
解:
式中 : C ( x , t)為預(yù)測點地下水中污染物濃度( mg/1) ;C0 為地下水污染物源強濃度 ( mg/L) ; U 為地下水實際滲流速度 ( m/d) ;D 為水動力彌散系數(shù) ( m2/d) ;x 為預(yù)測點到源強距離( m) 。
事故狀態(tài)下連續(xù)排放的含油污水 ( 如套外返水)污染地下水 , 可采用該模型預(yù)測。
3)地下水?dāng)?shù)值模擬
① 水流數(shù)學(xué)模型
對于非均質(zhì) 、 各向同性、 空間三維結(jié)構(gòu) 、 非穩(wěn)定地下水流, 可采用三維水流數(shù)學(xué)模型:
式中 :Ψ為滲流區(qū)域 ;h 為含 水層水位標(biāo)高( m) ;K 為滲透系數(shù) ( m/d) ;K n—邊界面法向方向的滲透系數(shù) ( m/d) ;S 為含水層儲水系數(shù);μ 為潛水含水層給水度 ;ε 為含水層的源匯項( 1/d) ;p 為潛水面的蒸發(fā)和降水等 ( 1/d) ;h0為含水層初始水位 ( m) ;Γ0 為滲流區(qū)域上邊界, 即地下水自由表面;Γ1 為滲流區(qū)域水位邊界;Γ2 為滲流區(qū)域流量邊界;Γ3 為混合邊界;n為邊界面法線方向;q ( x , y , z , t)為定義為二類邊界的單寬流量 ( m3/ d . m) , 流入為正,流出為負(fù) , 隔水邊界為 0。
② 溶質(zhì)運移數(shù)學(xué)模型
包括對流、 彌散和化學(xué)作用的溶質(zhì)運移方程, 其形式如下:
其中 CR 是化學(xué)作用項 , 可以是 : ( 存在離子交替吸附時)
( 存在化學(xué)反應(yīng)時)
式中 : αijmn為含水層的彌散度 ; Vm , Vn 為分別為m 和 n 方向上的速度分量 ; ∣ v ∣為速度模;C 為模擬污染質(zhì)的濃度 ; n 為有效孔隙度; C ˊ為模擬污染質(zhì)的源匯濃度;W 為源匯單位面積上的通量 ;Vi 為滲流速度;ρb 為介質(zhì)密度 ;C為固體介質(zhì)吸附的污染質(zhì)濃度 ;Rk 為污染質(zhì)增加或減少速率 。
一般受資料限制 , 污染物反應(yīng)參數(shù)無法確定, 不考慮污染物在含水層的吸附 、 揮發(fā)、 生物化學(xué)反應(yīng) , 只考慮運移過程中的對流 、 彌散作用。
聯(lián)合求解水流方程和溶質(zhì)運移方程就可得到污染質(zhì)的運移結(jié)果。模擬軟件可采用目前國際上最先進(jìn)的美國環(huán)境保護(hù)局開發(fā)的 GMS6. 0, 在模擬區(qū)單元網(wǎng)格剖分時對污染源位置應(yīng)進(jìn)行加密剖分。在溶質(zhì)運移模擬前 , 必須先模擬地下水流場。
參考文獻(xiàn):
篇7
唐德宗下一任皇帝是唐順宗李誦。
唐順宗李誦是德宗的長子,肅宗上元二年正月十二日出生于長安。李誦居儲位二十余年。李誦性寬仁有斷,且素有大志,對肅宗朝以來形成的宦官專權(quán)、藩鎮(zhèn)割據(jù)及其弊政頗為不滿。李誦為太子時,常與侍讀王叔文、王俖等謀劃繼位后的改革之事,并留意物色人才。順宗在位時,唐朝已由盛轉(zhuǎn)衰,雖戰(zhàn)亂得以平息,但國庫空虛,人口銳減,割據(jù)勢力嚴(yán)重。李誦即位后,銳意改革,采取了一系列有利民生的措施,整頓吏治,史稱永貞革新。但為奪取宦官的兵權(quán),觸怒了守舊的老臣和宦官們,李誦被迫退位,傳位于太子,
(來源:文章屋網(wǎng) )
篇8
Key words: Kashi area; groundwater resources; development; protection
中圖分類號:P641.8
引言:水資源是干旱地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)的基礎(chǔ),合理開發(fā)利用水資源是生態(tài)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)的前提。在開發(fā)利用地下水資源的同時,要兼顧地下水資源在時空的分布及水量平衡。地下水資源是有限的,其開采能力的大小只有通過制定科學(xué)合理的規(guī)劃、開展規(guī)范化的地下水動態(tài)監(jiān)測,積累大量的資料,進(jìn)行其規(guī)律分析,使地下水資源合理有效地利用,并在利用過程中不至于產(chǎn)生新的生態(tài)問題,避免盲目開發(fā)使整體利用效益不能發(fā)揮,而產(chǎn)生超采漏斗區(qū)域,浪費大量的投入。
1 喀什地區(qū)地下水資源分布狀況
1.1地理特征。喀什地區(qū)位于中國的西部邊陲,新疆維吾爾自治區(qū)的西南部,三面環(huán)山,東面開口,高山盆地相間,屬于暖溫帶大陸性氣候,干燥少雨,蒸發(fā)強烈,降水量分布差異大,山區(qū)年降水量為200毫米~500毫米,平原區(qū)降水量為40毫米~50毫米,東部沙漠邊緣不足 40毫米。
1.2地表水資源。喀什地區(qū)分為葉爾羌河和喀什噶爾河兩大流域,共有九條河流,全地區(qū)多年平均河川徑流量 119.8×108m3。由于喀什地區(qū)地表水資源量分布嚴(yán)重不平衡,產(chǎn)水主要在山區(qū),平原區(qū)是徑流散失區(qū),地區(qū)境內(nèi)產(chǎn)水量多年平均為 68.67×108m3,全地區(qū)外來水量 51.11×108m3(其中國外來水 5.43×108m3),即喀什地區(qū)地表水資源量為 68.67× 108m3。雖然喀什地區(qū)產(chǎn)水量不多,但可用水量還是較多(年平均供水量在80×108m3左右),主要來源于喀什噶爾河流域上游克州境內(nèi)的產(chǎn)水量。
1.3 地下水資源量。喀什地區(qū)平原區(qū)地下水資源量 70.0859×108m3,主要由大氣降水入滲、山前側(cè)向滲漏、河道滲漏、渠系入滲、渠灌田間入滲、水庫入滲及井灌回歸補給。地下水資源可開采量為34.5611 ×108m3。
1.4喀什地區(qū)地下水動態(tài)特征。地下水水位動態(tài)變化規(guī)律與河流來水量、田間灌溉用水量及人工開采量密切相關(guān),表現(xiàn)出滲入-蒸發(fā)型的動態(tài)特征。喀什地區(qū)地下水由于特定的地理條件、氣候影響,3月份以后,潛水位開始上升,這是由于受春灌和土壤凍結(jié)水融化入滲的影響,一般在4月份達(dá)到年內(nèi)最高水位;而在6~8月份雖然有灌溉水入滲補給,但此時正值高溫季節(jié),蒸發(fā)作用強烈,加之此時亦是農(nóng)作物及其它植物生長需水期,其蒸騰作用加強,同時灌區(qū)地下水開采量增加,因而使本區(qū)地下水位降低;進(jìn)入秋季至冬初,雖然地表水補給減少,但灌溉用地下水開采基本停止,且蒸發(fā)、蒸騰作用也大大減弱,故一般每年的9~11月份地下水位有小幅回升。
2喀什地區(qū)地下水資源開發(fā)利用情況
2.1喀什地區(qū)地下水補給
2.1.1地下水主要以地表水轉(zhuǎn)化補給為主,補給方式主要為河流入滲、暴雨性洪流入滲以及灌溉滲漏。平原區(qū)地下潛水和承壓水的補給來源以地表水在山前帶入滲所形成的水平徑流補給為主,其次為灌溉水的垂直入滲補給。
2.1.2喀什地區(qū)水系受地形地貌、地域降水影響,各河系的源頭都位于冰川、山區(qū)積雪帶,隨著山區(qū)水分的融凍而使各河的年內(nèi)枯洪變化明顯。喀什地下水的動儲量約在50~60億立方米(包括上層滯水)。地下水徑流主要補給區(qū)是在洪積扇、沖積扇。各大河流在出山口后的礫質(zhì)洪積物上大量滲漏,其滲漏量約占河水的30%以上,是平原區(qū)地下水徑流形成的主要來源。地下水運動規(guī)模在上游扇形地上主要為補給形成區(qū),至下游則為蒸發(fā)消耗區(qū)。
2.2喀什地區(qū)地下水的開采現(xiàn)狀
2.2.1喀什地區(qū)山區(qū)尚未建成控制性水利樞紐, 水資源開發(fā)利用主要集中在平原灌區(qū), 且開發(fā)利用程度較高,灌區(qū)引水比達(dá) 80% 左右,主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),農(nóng)業(yè)用水比例占各業(yè)用水 95% 以上(工業(yè)用水比例占各業(yè)用水不足0.2%,生活用水比例占各業(yè)用水不足 2%,生
態(tài)用水比例占各業(yè)用水不足 2%)。 全地區(qū)現(xiàn)有耕地面積 789.6 萬畝,灌溉面積 1040.71 萬畝,綜合灌溉水利用系數(shù)0.412,綜合渠系水利用系數(shù) 0.46,綜合毛灌溉定額 886m3/ 畝,反映出灌區(qū)水資源利用率相對較低,在國民經(jīng)濟(jì)各業(yè)及生態(tài)環(huán)境中配置不盡合理。
2.2.2喀什地區(qū)地下水資源可開采量 34.5611×108m3,現(xiàn)有已配套機電井 4213 眼,提水能力達(dá) 14.19×108m3/a ,但目前全地區(qū)實際地下水年提水量最大僅為 5×108m3左右,主要受電力缺乏制約,以及地表水水價偏低影響,水價價格杠桿作用未能發(fā)揮。
2.3.3生態(tài)環(huán)境受到威脅。由于各類水利工程遠(yuǎn)未完善、 配套, 水資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度缺乏力度,各用水單位對水資源的利用均先以各自灌區(qū)的灌溉用水為首要考慮, 且本身用水管理落后,致使灌區(qū)枯水時因引水設(shè)施簡陋,管理不善而引水不足,豐水時又無力控制而過量引洪,造成水資源的浪費,并相應(yīng)擠占部分生態(tài)用水,致使河流下游生態(tài)瀕臨危機。葉爾羌河下游麥蓋提縣至巴楚沿線,由于水土資源的過度開發(fā)及荒漠林被亂砍濫伐,造成下游段河水?dāng)嗔鳎拥纼砂兜叵滤幌陆担睾觾砂短烊涣謳挾戎鹉晔湛s,遠(yuǎn)離河道的幼林枯死,草場退化,植被覆蓋度逐年下降,有些地方甚至草甸植被完全消失。喀什噶爾河下游已斷流多年,原屬喀什噶爾河流域下游的巴楚縣紅海鄉(xiāng)部分灌區(qū)被迫改為葉河灌區(qū),紅海鄉(xiāng)至伽師縣玉代克力克鄉(xiāng)之間喀什噶爾河古河道兩岸地帶的天然胡楊林及植被,由于無水逐漸減少和枯萎,造成生態(tài)惡化。
3加強喀什地區(qū)地下水的保護(hù)
3.1地下水是脆弱的系統(tǒng),一旦遭到破壞很難修復(fù)。在制定分區(qū)地下水保護(hù)和開采目標(biāo)時,要以保障地下水的各項功能的正常使用為原則。科學(xué)認(rèn)識該區(qū)地下水特征,對該區(qū)地下水開發(fā)、保護(hù)、治理以及調(diào)配流域和區(qū)域水資源保障供水安全、生態(tài)與環(huán)境安全和地下水資源的可持續(xù)利用政策的實施提供科學(xué)依據(jù)。
3.2喀什地區(qū)地下水資源有其自身的特點和開發(fā)優(yōu)勢。可開采資源量保證程度高;巨厚的第四系沉積儲調(diào)蓄能力強,有利節(jié)約水資源; 宜井面積大,可調(diào)控性強;實行井灌井排,具有資源和環(huán)境的雙重效益;可以利用地表水與地下水相互多次轉(zhuǎn)化的特點,從而提高水資源的利用率,減少水資源的無效利用或低效蒸發(fā)以及污染。因此,加大合理開發(fā)利用地下水資源的力度,不僅具有重要的生態(tài)環(huán)境作用,而且是緩解喀什生態(tài)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)中水資源短缺的現(xiàn)實選擇。
3.3喀什地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用的措施
3.3.1加強地下水資源勘查。在充分利用和研究前人資料的基礎(chǔ)上,增強地質(zhì)勘查投入效益,加快提高國土重點建設(shè)區(qū)水文地質(zhì)研究程度,使地下水開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)具備的水文地質(zhì)依據(jù)。
3.3.2 用地下水作供水水源的基本建設(shè)、國土資源開發(fā)、城市建設(shè)等項目,均應(yīng)依據(jù)水文地質(zhì)條件和地下水資源潛力進(jìn)行規(guī)劃。逐步調(diào)整不盡合理的水資源開發(fā)模式,充分利用地表水、地下水的相互轉(zhuǎn)化,提高水資源的重復(fù)利用率。依靠科技進(jìn)步,探索協(xié)調(diào)水土容量、水鹽均衡、生態(tài)環(huán)境三大平衡的有效途徑。加快地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)的建設(shè),為預(yù)報、監(jiān)控、管理地下水資源提供科學(xué)依據(jù)。強化城市、工業(yè)廢水和固體廢物以及農(nóng)用化肥的管理,防止對地下水的污染。
篇9
龍首渠是一引洛渠道,在開發(fā)洛河水利的歷史上是首創(chuàng)工程,建于漢武帝時期,它是今洛惠渠的前身。由于鑿渠時挖出許多骨骼化石,被當(dāng)做“龍骨”,所以稱為龍首渠。不過我們振奮的不是它的歷史悠久,而是勞動人民所發(fā)明的治水技術(shù)。
漢武帝“揮師”修渠
西漢定都長安,關(guān)中是京師官吏、軍隊、百姓等以糧食為主的生活必需品的主要供給地。西漢重視開拓西北邊疆,關(guān)中又是拓邊的基地,肩負(fù)著提供軍糧的重任。“關(guān)中之地于天下三分之一,而人眾不過什三,然量其富,什居其六”。史學(xué)家司馬遷如此評價當(dāng)時關(guān)中在中國的經(jīng)濟(jì)中比重。
對于具有雄才大略的漢武帝來說,他清楚地認(rèn)識到關(guān)中經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展與農(nóng)田水利建設(shè)的直接關(guān)系。為了提高糧食產(chǎn)量他特別注重水利灌溉,他在位時修建了許多的渠道,以擴(kuò)大水澆地面積,增加當(dāng)?shù)氐募Z食產(chǎn)量。其中,公元前129年,為了轉(zhuǎn)輸由關(guān)東西運的漕糧,在著名水工徐伯的帶領(lǐng)下,征發(fā)幾萬名民工開鑿了與渭河平行的漕渠,長達(dá)一百公里,不僅節(jié)約了運輸時間,而且使附近的萬畝農(nóng)地受益。
與此同時也展開了龍首渠的建設(shè)。大約在漢武帝元朔到元狩年間,有一個叫莊熊羆的人,因避漢明帝劉莊的名諱,故改莊為嚴(yán),又省去“羆”字,改名叫做“嚴(yán)熊”。他向皇帝上書,反映臨晉(今大荔一帶)人民的要求。他說臨晉的百姓愿意開挖一條引洛水的渠道,以灌溉重泉(今蒲城縣東南)以東的土地。如果渠道修成了,就可以使一萬多頃的鹽堿地得以灌溉,收到畝產(chǎn)十石的效益。聰明的漢武帝自然領(lǐng)會到它的重要性,當(dāng)即采納了這一意見,發(fā)號讓一萬多士卒來承擔(dān)修建任務(wù)。
奇思妙想的“井渠法”
引洛水灌溉臨晉平原,就必須在臨晉上游的征縣(今澄城縣)境內(nèi)開渠。可是在臨晉與征縣間卻橫亙著一座東西狹長的商顏山(即今鐵鐮山)。渠道穿越商顏山,給施工帶來了新的困難。
最初渠道穿山曾采用明挖的辦法,但由于山高四十余丈,均為黃土覆蓋,洛水堤岸常常崩壞,渠開不成,水工們在徐伯等人的鼓舞下,發(fā)明了“井渠法”。辦法就是在地下開水渠,鑿井深數(shù)丈,使井與井之間互相串連,成為一個連環(huán)水系,使水勢互相貫通。《史記?河渠書》記載當(dāng)時井渠施工法的技術(shù)要領(lǐng)是:“鑿井,深者四十余丈。往往為井,井下相通行水,水頹以絕商顏,東至山嶺十余里間。”開創(chuàng)了后代隧洞豎井施工法的先河。
在今天洛惠渠擴(kuò)建施工時,曾發(fā)現(xiàn)在總干渠五號洞附近有許多交叉放置的漢柏,大約是當(dāng)年施工的遺存。渠道要穿越十余里的商顏山,如果只從兩端相向開挖,施工面較少、洞內(nèi)通風(fēng)、照明也有困難。若在渠線中途多打幾個豎井,這樣既可增加施工工作面,加快施工進(jìn)度,同時又能改善洞內(nèi)通風(fēng)和采光的條件。
井渠法無疑是隧洞施工方法的一個新創(chuàng)。同時,龍首渠的施工還表現(xiàn)了測量技術(shù)的高水平,它在兩端不通視的情況下,準(zhǔn)確地確定渠線方位和豎井位置,這也是難能可貴的。
失落的水渠
經(jīng)十余年的施工,龍首渠建成。龍首渠的建成,使4萬余公頃的鹽堿地得到灌溉,并使其變成“畝產(chǎn)十石”的上等田,產(chǎn)量增加了10倍多。這段穿過商顏山的地下渠道長達(dá)5公里多,是中國歷史上的第一條地下渠,在世界水利史上也是一個偉大的創(chuàng)造。不幸的是渠道挖通后,由于解決不了塌方問題,終致失敗。失敗的原因可能是由于當(dāng)時井渠未加襯砌,井渠通水后,黃土遇水坍塌。
之后的唐代,著名水利家姜師度重新興建灌溉工程,“于朝邑、河西二縣界,就古通靈陂,擇地引洛水及堰黃河灌之,以種稻田,凡兩千余頃,內(nèi)置屯十余所,收獲萬計。”姜師度不僅引洛,而且引黃河水灌溉,效益更加顯著,此后引洛灌溉相沿不斷。
篇10
老師們,同學(xué)們,今天——XX年3月22日是第十八屆“世界水日”,3月22-28日是第二十三屆“中國水周”。聯(lián)合國確定的XX年“世界水日”主題是“關(guān)注水質(zhì)、抓住機遇、應(yīng)對挑戰(zhàn)”,我國紀(jì)念XX年“世界水日”和開展“中國水周”活動的宣傳主題為“嚴(yán)格水資源管理,保障可持續(xù)發(fā)展”。
關(guān)注新聞的老師和同學(xué)都知道,我國的云南省正在遭受60年不遇的大旱,幾個月沒下雨。河塘干涸,水井干枯,600余萬人飲水困難,3000萬畝農(nóng)田受災(zāi)。更可怕的是,據(jù)氣象專家預(yù)測,云南的旱情有可能持續(xù)到5月份雨季到來之前。
我們的家鄉(xiāng)天津也是一個缺水的城市。天津自身沒有水源,降水量也小,缺乏貯存水的條件,目前,天津的城市用水主要依賴灤河水。1983年竣工的引灤入津工程全長234千米,是當(dāng)時中國最長的引水工程,平均每年向天津市輸送8.1億立方米的淡水。但是,引灤工程并沒有徹底解決天津的水危機。尤其是最近幾年,我國北方地區(qū)連年干旱,水質(zhì)污染,水資源的可利用量日趨緊張,而用水浪費則進(jìn)一步加劇了水資源的短缺。
有一句公益廣告詞說得好:“如果人類再不節(jié)約用水,地球上最后一滴水將是人的眼淚。”同學(xué)們,為了不讓這個悲劇發(fā)生,我們就要珍愛每一滴水,節(jié)約每一滴水。節(jié)約用水的很多方法是我們能夠做到的,比如:經(jīng)常檢查水管和水龍頭,防止滴漏;使用節(jié)水型器具,使用器皿洗漱,碗筷集中起來一起洗,用水時把水龍頭開小一些,洗的時候快一些,用水間歇可以把水龍頭關(guān)上,洗完后關(guān)緊水龍頭;洗澡前將空放的冷水積蓄起來涮墩布,洗澡時不要始終開著淋浴噴頭,避免不必要的浪費;生活用水要一水多用,漂洗衣服的水可以擦地板,擦完地板的水可以沖廁所,淘米水可以澆花……少量的衣服最好用手洗,避免用洗衣機洗耗費大量的水;洗刷時少用洗滌劑和清潔劑,減少水污染;另外,我們還要大力宣傳,讓每個人都養(yǎng)成節(jié)約用水的良好習(xí)慣。
老師們、同學(xué)們,在3月22日第十八屆“世界水日”到來之際,讓我們?nèi)巳吮Wo(hù)水資源,珍愛每一滴水,節(jié)約每一滴水,讓我們的家園永遠(yuǎn)碧水潺潺!
篇11
1 地下水資源的概念和地下水含水層的特點
1.1 地下水資源的概念
地下水資源包括地下水的儲存量和補給量兩部分。不參與現(xiàn)代水循環(huán)、不可再生和恢復(fù)的儲存量稱為儲存資源;參與現(xiàn)代水循環(huán)、可再生和恢復(fù)的補給量稱為補給資源。
儲存資源是地質(zhì)歷史時期累積形成的地下水資源量,是含水系統(tǒng)中不可再生和恢復(fù)、因而不能持續(xù)利用的水量。取用含水系統(tǒng)的儲存資源,將導(dǎo)致這部分資源的永久耗失。有些地區(qū)具有大厚度的含水層,地下水位變動帶以下的地下水靜儲量非常巨大。因此,20世紀(jì)60年代有人提出黃淮海平原地下存在著一個地下海, 90年代初在塔里木盆地和河西走廊也有人提出發(fā)現(xiàn)了地下海,認(rèn)為可以利用的地下水資源非常豐富。然而,地下水儲存量雖然是一種寶貴的地下水資源,但它和礦產(chǎn)資源一樣,一旦消耗,難以恢復(fù),因而是不可持續(xù)利用的。只有在利用過程中可以不斷恢復(fù)和補償?shù)牡叵滤a給量才是可持續(xù)利用的地下水資源。
補給資源是指一個含水系統(tǒng)在單位時間里、可以持續(xù)獲得補充的水質(zhì)、水溫合乎一定標(biāo)準(zhǔn)的水量。原則上在一個含水系統(tǒng)中提取的地下水量不超過其補給資源時,水源便有持續(xù)供應(yīng)的保證。地下水的補給量包括天然補給(山前側(cè)向補給和垂向補給)和轉(zhuǎn)化補給(地表水體補給、地表水灌溉渠系和田間灌溉水補給,含水層之間的越流補給,以及地下水灌溉回歸補給等,但地下水灌溉回歸轉(zhuǎn)化補給只作為地下水的補給量,一般不能算作地下水資源)。由于地下水補給的一部分將消耗于不可避免的潛水蒸發(fā)、天然生態(tài)耗水、地下水的排泄,而不能全部被開發(fā)利用,地下水的可開采利用量僅是補給量的一部分。這部分可以開采利用又不致引起難以承受的環(huán)境損害(如城區(qū)和濱海地區(qū)的地面沉降,干旱地區(qū)的土地沙化等)的水量稱為可持續(xù)開采量或可采資源。有些地區(qū)將地下水的全部補給量作為地下水的可采量而進(jìn)行開發(fā)利用,將造成地下水的超采。
不同的地下水含水層可開采利用的地下水資源不同,必須根據(jù)含水層的特點合理開發(fā)地下水資源。
1.2 地下水含水層水資源的特點
平原地區(qū)松散巖層中的主要含水層為淺層水和深層承壓水。淺層地下水指地表以下的潛水和潛水-微承壓水,可以直接接受大氣降水和地表水的補給。深層承壓水指埋藏在深部弱透水層間含水層中的承壓水。
20世紀(jì)70年代初期,人們根據(jù)傳統(tǒng)的地下水資源的概念和地下水含水層的部分特點,認(rèn)為深層承壓水具有以下優(yōu)點: 1)地下水承壓水位高,開采初期有的地區(qū)水位高出地面,水井可以自流;2)含水砂層厚、導(dǎo)水性強、水井出水量大;3)水質(zhì)好、不易受到污染;4)承壓水位不易受到氣候條件的影響等。而對淺層水則認(rèn)為:1)缺乏良好含水砂層或砂層厚度小、水井出水量小;2)含水層導(dǎo)水性差,側(cè)向補給相對較小;3)淺層水水質(zhì)差、易受地表水體污染等。在這種認(rèn)識下,20世紀(jì)60~70年代許多農(nóng)村和城市大量開采深層承壓地下水,特別是某些地方的政策導(dǎo)向也是鼓勵開采深層水,打深井國家給予補助,而打淺井則不予補助。由于深層水的大量開采,造成承壓水位大幅度下降,形成大面積的承壓水位降落漏斗。 近30多年來的實踐表明,上述對地下水含水層的認(rèn)識是不夠全面的。實踐使人們對淺層潛水和深層承壓水含水層和資源的特點有了更為全面的認(rèn)識。
1.2.1 淺層地下水(包括潛水和淺層潛水-承壓水)開采量的組成 淺層地下水的補給和消耗:(1)地區(qū)內(nèi)部的垂向補給和消耗:降雨補給、河流和渠道滲漏補給、田間灌溉水補給、越層補給;潛水蒸發(fā)、越層消耗。(2)來自地下水側(cè)向補給和排出區(qū)外的地下水排泄。(3)開發(fā)利用過程中由于水位下降,含水層疏干而動用的地下水儲存量(這部分不能作為可持續(xù)利用的地下水資源量)。在含水層的給水度為μ,單位面積上(m2)由于水位下降S (m) 而釋放的水量W(m3)為W = μS
淺層地下水的優(yōu)點是:1)可以直接接受大氣降水和地表水體和地下徑流的垂直和側(cè)向補給,開采利用后可以不斷得到恢復(fù)和補償,因而是可以持續(xù)利用的。2)含水層埋藏淺,可用淺井開采,工程造價低。3)淺層地下水的給水度遠(yuǎn)大于深層承壓水含水層,相同開采水量條件下水位下降小,運行費用低于深層承壓水。
在補給量和水質(zhì)有保證的條件下,淺層地下水可作為農(nóng)業(yè)用水的主要水源和城市工業(yè)和生活用水的后備或輔助水源。
1.2.2 深層地下水開采量的組成 深層承壓水的補給和消耗:1)來自山前的天然地下水側(cè)向補給和排出區(qū)外的地下水排泄。在開采區(qū)遠(yuǎn)離補給邊界的情況下,側(cè)向補給量是十分有限的。2)地區(qū)內(nèi)部的垂向補給和消耗:承壓含水層上下均有弱透水層或隔水層阻隔,不能直接承受降雨、河渠滲漏和灌溉水補給,在開采過程中只有來自或進(jìn)入相鄰含水層的越層補給。3)開發(fā)利用中由于承壓水頭的下降,含水層和弱透水層的彈性(或彈塑性)壓密而釋放的水量(對粘性土主要是塑性壓密,即使回灌也難以恢復(fù))。這部分水量是不可補償?shù)模饕莿佑玫暮畬又性械牡叵滤畠Υ媪浚荒茏鳛榭沙掷m(xù)利用的地下水資源量。在承壓含水層的彈性給水度為μe,單位面積上(m2)由于承壓水位下降Sc (m) ,承壓含水層和弱透水層釋放的水量Wc (m3)為
Wc = μe Sc (1)
承壓含水層的彈性給水度為
μe = γmβs + nγmβ= γm(βs + nβ)
μe =μ1 m
μ1 =γ(βs + nβ)
式中γ為水的容重,βs 為含水層的壓縮系數(shù), n 為含水層的空隙度,βw為水的壓縮系數(shù),μ1 為單位厚度的含水層,單位承壓水頭下降所釋放出來的彈性釋水量(1/m)。在深層承壓水開發(fā)利用中,由于單位水頭的下降,自含水層上下的弱透水層釋放的水量計算方法與含水層相同,只是其厚度m、壓縮系數(shù)?s和空隙度 n不同。
如上所述,開采深層地下水得到的水量主要來自由于水位下降而引起的含水層和弱透水土層壓密、水體膨脹引起的彈性釋放、側(cè)向補給和越層補給,來自土層壓密和彈性釋放的水量均是動用儲存量。在承壓含水層以上有咸水覆蓋的地區(qū)開采的越層補給的淡水量也是動用儲存量,只有在無咸水覆蓋的地區(qū)部分越層補給的水量來自潛水或淺層地下。這部分水量雖然是可以持續(xù)利用的,但它來自淺層水的越層消耗量,并已計算在潛水(或淺層水)資源量中,屬于淺層水和深層水資源的重復(fù)量。在遠(yuǎn)離山前的地區(qū)側(cè)向補給十分微弱,由于地下水的開采水位下降而引起的側(cè)向補給實際上也是動用鄰區(qū)的地下水儲存量。根據(jù)以上情況自深層承壓水開采的水量,除山前地區(qū)有一定的側(cè)向補給和在無咸水覆蓋區(qū)有少量越層補給的水量外,幾乎全部是動用儲存量,而開采儲存量是不可持續(xù)的。
1.3 地下水可采量(地下水可采資源)
如前所述,地下水的儲存量是不可持續(xù)利用的的資源,只有在開發(fā)利用過程中不斷可以恢復(fù)、補償?shù)牡叵滤坎攀强梢猿掷m(xù)利用的地下水資源。地下水資源評價的任務(wù)主要是估算可持續(xù)開采利用的符合水質(zhì)要求,且不會引起不可承受的生態(tài)環(huán)境損害的地下水量,即可采資源量。由于地下水補給的一部分將消耗于耕地農(nóng)作物的騰發(fā)和不可避免的潛水蒸發(fā)、天然生態(tài)耗水、地下水的排泄,而不能全部被開發(fā)利用,地下水的可開采量僅是補給量的一部分。一個地區(qū)的地下水可采量需要通過地下水的采補平衡分析和地下水的模擬才能確定,但為簡便計,生產(chǎn)實踐中一般常將地下水補給量乘以一個小于一的經(jīng)驗可開采系數(shù)求得地下水可開采量。半濕潤地區(qū)一方面有河渠滲漏和田間灌溉水的補給,另一方面又有降水入滲,地下水的可開采系數(shù)較高(有時可達(dá)0.7~0.9)。干旱地區(qū)降水量稀少,地下水的補給大部來自地表水的轉(zhuǎn)化,且有相當(dāng)一部分消耗于農(nóng)田和非耕地天然植被的騰發(fā),地下水的可開采系數(shù)遠(yuǎn)小于半濕潤地區(qū)。由于地下水的可開采系數(shù)是一個經(jīng)驗系數(shù),一些干旱地區(qū)借用半濕潤的華北地區(qū)的經(jīng)驗數(shù)值,估算的地下水可開采量將顯著偏高。深層地下水在開采時獲得的補給量中除有限的側(cè)向補給和越層補給(且與潛水補給有重復(fù)計算)外,幾乎全部來自地下水的儲存量,而儲存量是不能作為地下水可采量而持續(xù)開采利用的。
在地下水補給量的計算中需要有一系列的補給參數(shù),在利用補給量計算可采量時又需要有一個經(jīng)驗的可采系數(shù),計算的過程復(fù)雜,系數(shù)的選擇又有很大的任意性。由于降水量和地表引水量是地區(qū)地下水的主要補給來源,生態(tài)需水也主要決定于降水蒸發(fā)等氣象條件,地區(qū)內(nèi)地下水的可開采量除決定于土地利用系數(shù)和水文地質(zhì)條件外,主要決定于降水量和地表引水量。因此,可以近似地根據(jù)降水量不同的典型地區(qū)地下水可開采量與地表水引水量的經(jīng)驗比值,近似地估算地下水的可采量。
2 南水北調(diào)受水區(qū)地下水開采現(xiàn)狀
近期南水北調(diào)受水區(qū)主要為海河平原和淮河平原的部分地區(qū)。根據(jù)國土資源部水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所《海河流域地下水資源現(xiàn)狀評價及典型區(qū)環(huán)境地質(zhì)效應(yīng)分析》資料,海河流域平原地下水可采量和現(xiàn)狀條件下實際年開采量如表1所示。.年平均總超采量為 44.6 億m3/a, 其中淺層地下水超采量為23.6 億m3/a,深層地下水超采量為21.0 億m3/a.自1958年以來海河流域平原區(qū)累計超采量為895.8億m3,其中淺層地下水超采471.2億m3,深層地下水超采424.6億m3,見表1。根據(jù)表1, 現(xiàn)狀年海灤河流域平原內(nèi)有部分地區(qū)淺層地下水超采,總超采量為23.63億m3。部分地區(qū)淺層地下水尚有盈余,總計盈余29.19億m3。根據(jù)表1,深層地下水年可采量為13.07億m3,是由側(cè)向補給和越流補給兩項組成的。海河?xùn)|部平原約有50%的面積存在上覆淺層咸水,由于在這種地區(qū)不能接受降雨入滲補給的淡水,所開采的越層補給的水量動用的仍然是地下水的儲存量,這種水量是不可持續(xù)的,因此不能作為可可持續(xù)開采資源。在越層補給的水量來自無咸水覆蓋的地區(qū),深層地下水的補給來自淺層水的越層排泄,這部分水量應(yīng)自淺層水的可采量中扣除,才能作為可采資源,因此海河流域淺層水和深層水的可采量總和應(yīng)為表1中的淺層水的可采量與深層水側(cè)向補給量之和。對于河北平原深層水的補給量問題曾有多個文獻(xiàn)進(jìn)行探討,例如,郭永海等認(rèn)為滄州地區(qū)深層水的側(cè)向補給僅有總開采量的3 ~ 4% 左右[8]; 根據(jù)陳寧生等對黑龍港地區(qū)地下水開采狀況的分析資料[2],深層地下水的開采量中有10.57%來自山區(qū)的側(cè)向補給,各種文獻(xiàn)給出的數(shù)字差別很大。 若采用最大的10.57% 來估算深層水的側(cè)向補給量,在開采量為33.8億m3的情況下最多不超過3.6億m3。淺層和深層的總超采量可能在53.8億m3以上,大于表1中給出的44.64億m3。
地下水的超采對農(nóng)業(yè)灌溉和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。主要表現(xiàn)在:1)地下水持續(xù)下降、形成大面積地下水漏斗,部分地區(qū)含水層被疏干;2)海水入侵與水質(zhì)惡化 ; 3)超采區(qū)發(fā)生地面沉降、裂縫和塌陷; 4)提水費用增加、含水層枯竭、機井報廢; 5)天然植被衰退,生態(tài)環(huán)境惡化; 6)由于超采區(qū)地下水位低于臨近地區(qū),不僅灌區(qū)地表水帶來的鹽分無法外排,鄰區(qū)地下水中的鹽分也向超采區(qū)聚集,造成地下水礦化度增加、土壤鹽漬化加劇等一系列生產(chǎn)和環(huán)境問題。
3 南水北調(diào)受水區(qū)城市用水應(yīng)嚴(yán)格控制地下水超采
北方平原地區(qū)地下水的補給主要來自大氣降水和地表水灌溉入滲,地區(qū)內(nèi)的垂直補給占整個補給量的85%~90%以上[2],見表2。城市地區(qū)地表多為不透水的道路房屋所覆蓋,少量綠地降雨入滲和輸水管道滲漏補給的水量很少,除靠近山前的城市有一定的側(cè)向補給可以利用外,城市本身地下水可采資源有限。由于地下水的補給量基本上是均勻分布于整個地區(qū),地下水資源也應(yīng)采取就地補給就地開采的方式用于農(nóng)業(yè),不宜在城市集中開采地下水,用來解決工業(yè)和生活用水問題。
篇12
在邯鄲市西部巖溶水區(qū)屬“邯邢水文地質(zhì)南單元”,單元面積2404km2,其中上古生界寒武、奧陶系碳酸鹽巖面積1262km2。西部巖溶地區(qū)在巖溶水系統(tǒng)劃分上即為通常所稱的“邯邢南單元”,西依太行山地,東接華北平原,北界為北洺河地下分水嶺一帶;西界涉縣——長亭阻水?dāng)鄬?東界在岳城、新坡、中史村一線奧灰埋深500m以下,為滯流邊界;南界以老爺山背斜為界,東段在河南省的李珍、東傍佐——李辛莊一帶為地下分水嶺,面積2404km2。其中以西部和中部山區(qū)大面積巨厚灰?guī)r區(qū)(1262km2)為接受大氣降水滲漏補給區(qū)。巖溶地下水在西部山區(qū)接受補給后,受地形構(gòu)造條件制約,在峰峰礦區(qū)的和村盆地形成北、南、東三條巖溶地下水強逕流帶,最終匯于黑龍洞泉群。
2、西部巖溶水資源量及開發(fā)潛力分析
目前邯邢南單元巖溶地下水多年平均總資源量為11.05m3/s(95.47m3/d)。不同保證率年份的可采資源量為:平水年(保證率50%)為10.4m3/s;偏枯年(保證率75%)為8.68m3/s;枯水年(保證率95%)為5.7m3/s。
巖溶地下水開發(fā)潛力分析:從上述南單元巖溶地下水資源量和現(xiàn)狀統(tǒng)計開采量數(shù)字比較,通過對單元水文地質(zhì)條件分析,特別是通過對巖溶地下水動態(tài)分析,認(rèn)為尚具有一定的開發(fā)潛力,其依據(jù)如下:1975年~1976年二里山大口徑孔組抽水時,羊角鋪巖溶地下水位標(biāo)高128m左右,1999年6月在區(qū)域內(nèi)巖溶水開采量激增到9.91m3/s時,羊角鋪巖溶地下水位標(biāo)高仍達(dá)118~119m,且在豐水年份補給期巖溶地下水位具有明顯回升,保持著“集中補給,長期消耗,周而復(fù)始,以豐補歉”的動態(tài)特征。1999年5月23日至6月30日,邯峰電廠王風(fēng)水源地在當(dāng)時巖溶水總開采量已達(dá)11.39m3/s的背景條件下進(jìn)行長達(dá)38天的大流量井組穩(wěn)定流抽水試驗,抽水量1.42m3/s。抽水主孔累計降深1.608~4.781m,主觀測孔(井組附近)累計降深0.741~1.742m,區(qū)域內(nèi)數(shù)十個巖溶地下水觀測孔累計降深均在1m左右,區(qū)域巖溶地下水穩(wěn)定流場呈淺碟狀分布。抽水試驗實際降深及對已有水源地的影響均比原預(yù)測的要小的多。預(yù)計王風(fēng)和羊角鋪水源地漏斗中心水位只有在偏枯年水位才可能降到111m,特枯年可能降到109m。邯邢南單元巖溶水系統(tǒng)面積2404km2,僅碳酸鹽可溶巖分布面積就達(dá)1262km2,碳酸鹽巖地層總厚度達(dá)1000余m。在灰?guī)r埋藏區(qū),巖溶地下水頭壓力達(dá)數(shù)十米至數(shù)百米。因此整個巖溶水系統(tǒng)不僅具有巨大的巖溶水儲存體積,還具有很強的彈性調(diào)節(jié)能力,也說明了本區(qū)巖溶地下水在目前開采條件下仍具有開發(fā)利用潛力。
3、巖溶地下水開發(fā)利用策略
一是集中開采:主要有峰峰礦區(qū)境內(nèi)的羊角鋪水源地、郭莊水廠、黨校水廠、二里山水廠、王風(fēng)煤礦等,總計開采量3.28m3/s。邯峰電廠一期工程第一臺機組運行期間需水量0.7m3/s,2010年兩臺機組全部運行,需水量1.5m3/s(實用1.25m3/s)的水源地將全部運行,南單元巖溶地下水集中開采量將達(dá)4.53m3/s。二是分散開采:包括各企事業(yè)單位、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)用水、礦區(qū)部分農(nóng)灌,以及武安鐵礦區(qū)排水開采量總計約4.508m3/s。三是煤礦疏干排水:邯鄲市西部煤礦受高壓巖溶突水威脅,隨著采掘水平延深,需不斷增加井下疏干水量,其中絕大部分為巖溶地下水,據(jù)1999年調(diào)查統(tǒng)計資料,煤礦疏干排放巖溶水量為3.6m3/s。隨著近年來礦業(yè)秩序的整頓和大礦資源衰竭關(guān)閉等因素,目前煤礦實際疏干排放水量應(yīng)小于該值。
4、建議
一是充分利用西部巖溶地下水開發(fā)潛力。邯鄲市是河北省重要的工業(yè)城市,冶金、電力、化工、紡織、煤炭等工業(yè)發(fā)達(dá),是邯鄲市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)支柱,同時也是工業(yè)用水大戶,由于水資源不足,曾一度影響正常生產(chǎn),從邯鄲市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展考慮,可充分利用西部巖溶地下水開發(fā)潛力,在礦區(qū)黑龍洞村巖溶水排泄區(qū)建立應(yīng)急水源地。
二是加大解決西部山區(qū)人畜用水力度。邯鄲市西部巖溶山區(qū)尚有相當(dāng)一部分村莊人畜用水非常困難。這些缺水村莊都為革命老區(qū),需水量不高,但由于地處巖溶山區(qū),地表水奇缺,地下水深埋,由于歷史原因和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件,長期以來沒有解決生活飲水問題,建議各級政府積極爭取專用配套資金,為革命老區(qū)盡早脫貧致富、安居樂業(yè),作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
三是大力開展節(jié)約用水。特別是工業(yè)企業(yè)用水大戶要盡量提高生產(chǎn)用水重復(fù)使用率;發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè),這是針對目前以至將來水資源危機而必須采取的開源節(jié)流辦法的另一重要方面。
四是開展攔蓄滯洪,人工補給。邯鄲西部灰?guī)r山區(qū)地表巖溶發(fā)育,據(jù)小流域觀測資料,大氣降水入滲達(dá)90%以上。可選擇河床灰?guī)r或上覆透水性較好的沖積層地段和山區(qū)溝谷滲漏有利部位,修建一些蓄水滯洪工程攔截地表徑流,增加巖溶地下水的補給量。這些工程措施將是今后充分利用本區(qū)巨大的巖溶庫容增加補給量、擴(kuò)大巖溶地下水開發(fā)利用潛力的重要和有效的途徑。
參考文獻(xiàn)
篇13
(Tianjin Ganquan Group Corporation Tianjin 300352)
[摘 要]The principle and characteristics of three kinds of underground water, such as adsorption, filtration、EDI、 reverse osmosis are introduced in this paper, and for example,the reverse osmosis process is feasible.
[關(guān)鍵詞]fluorin; adsorption filtration; EDI; reverse osmosis
中圖分類號:TU992.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)08-0382-02
1 前言
氟是人體必需的微量元素之一,飲用水適宜的氟含量為0.5~1?mg/L。當(dāng)飲用水中氟含量不足時,易患齲齒病,但若長期飲用氟含量高于1?mg/L的水,則會引起氟斑牙病和氟骨癥,影響人們的身體健康。
為了避免飲入高氟水,地下水除氟悠然受到大家的重視,除氟方法應(yīng)用較多的為吸附過濾法、EDI、離子交換、反滲透等。
2 處理工藝簡介
(1)吸附過濾法
① 工作原理
含氟水通過和吸附劑進(jìn)行吸附交換使水中的氟離子得以去除。運行一段時間后,吸附劑飽和,需要通過再生使其恢復(fù)活性,重新投入使用。再生過程為:反洗、吸藥、置換、正洗。再生劑為硫酸鋁、明礬或者堿。
吸附劑主要有活性氧化鋁、活性氧化鎂、羥基磷灰石、氧化鋯、F.F復(fù)合分子篩等。
②工藝特點
吸附過濾法處理工藝的優(yōu)點:設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單;占地面積小;操作方便;一次性投資小;在除氟的過程中同時具有去除重金屬離子、色度、有機物等的功能。
吸附過濾法處理工藝的缺點:再生液直接排放,對環(huán)境造成污染;如地下水中氟含量高,再生周期過于頻繁,再生液排放量大,對環(huán)境污染嚴(yán)重,增加設(shè)備的運行成本;原水氟含量有變化時,對吸附劑的去除效果有影響,設(shè)備運行不穩(wěn)定。
(2)電去離子(EDI)法
① 工作原理
電去離子(EDI)是20世紀(jì)80年代在電滲析的基礎(chǔ)上研究發(fā)展起來的除鹽技術(shù)。是一種深度除鹽,替代離子交換混合床制取高純水的新型工藝。電去離子又叫填充床電滲析,將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)有機的結(jié)合,既利用了電滲析可以連續(xù)除鹽和離子交換可以深度除鹽的優(yōu)點,又克服了電滲析濃差極化的負(fù)面影響及離子交換樹脂需要酸堿再生不能連續(xù)工作的缺陷。
電去離子(EDI)主要由交替排列的陰陽離子交換膜、濃水室和淡水室以及正、負(fù)電極等組成,在淡水室內(nèi)填充有一定比例的陰陽離子交換樹脂。
② 工藝特點
EDI處理工藝主要替代傳統(tǒng)的離子交換混床制取高純水,為了避免裝置出現(xiàn)污堵,減少其運行壽命,其對進(jìn)水水質(zhì)有一定的要求,一般采用RO產(chǎn)水。可以將TDS為1-20mg/L的水源制成8-17兆歐的純凈水。
(3)反滲透法
① 工作原理
只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的膜稱為半透膜。用只能讓分子透過,而不讓溶質(zhì)透過的半透膜把純水和咸水分開,則水分子將從純水一側(cè)通過膜進(jìn)入咸水一側(cè),結(jié)果使咸水一側(cè)的液面上升,直到某高度,處于平衡狀態(tài),這一現(xiàn)象稱為滲透現(xiàn)象。
② 工藝特點
反滲透脫鹽率在99%左右,不僅能夠去除水中的無機鹽類,而且還可以去除各種有機污染物質(zhì);與吸附過濾法相比,減少排放堿鹽再生液對環(huán)境污染,但增加能耗;無需反復(fù)再生,操作簡單,減少勞動力;反滲透透過水中游離CO2、HCO3-、CO32-的順序為:CO2>HCO3-> CO32-,出水一般呈酸性(PH
結(jié)合上述各除氟工藝的特點,在環(huán)境污染越來越被人們注重的今天,反滲透預(yù)計成為主要的處理方法。
3 工程實例
(1) 工程概況
某工程為農(nóng)村飲用水改造工程,水源取自當(dāng)?shù)販\層地下水,水質(zhì)良好,只有氟4.5mg/l指標(biāo)超出《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006標(biāo)準(zhǔn)。本工程考慮農(nóng)村的實際情況,分兩種水質(zhì)供水:一是地下水直接供給村民使用,用水村民洗衣、澆菜等用水。二是地下水處理后用于村民做飯飲用,為避免水源浪費,處理后的無管道供給用戶,而是由村民直接到指定地點接水。
本村共有村民1200人,水處理設(shè)備處理水量為1 m3/h。
(2)處理工藝介紹
(3)主要設(shè)備簡介
整個工藝中水泵可以根據(jù)水箱液位啟動,實現(xiàn)自動化,不需人工操作。
① 石英砂過濾器
石英砂過濾是去除水中懸浮物有效手段,通過濾料的截留、沉降和吸附作用,達(dá)到凈水的目的。石英砂過濾器利用石英砂作為過濾介質(zhì)。該濾料具有強度高,壽命長,處理水量大,出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠的顯著優(yōu)點。
② 活性炭過濾器
活性炭過濾是去除水的臭味、有機物、微污染物質(zhì)等的有效措施。活性炭過濾不僅可以吸附分子量比較大的有機物分子、芳香族化合物、鹵代烴等,而且對腐殖質(zhì)、合成有機物和低分子量有機物有明顯的去除效果。經(jīng)活性炭過濾后,水中總有機碳TOC、總有機鹵化物TOX、總?cè)u甲烷TTHM等指標(biāo)有明顯的降低。
③ 保安過濾器
精密過濾器主要作用是截留水中的小顆粒物質(zhì),如活性炭顆粒,以防止進(jìn)入到高壓泵和反滲透膜中,磨損高壓泵以及反滲透膜。
本系統(tǒng)精密過濾器采用熔噴聚丙烯濾芯,深層過濾,具有納污量大、壽命長、易更換的優(yōu)點。當(dāng)過濾器進(jìn)出口壓差大于設(shè)定值(通常為0.07-0.1MPa)時應(yīng)當(dāng)更換。
④ 反滲透膜組
反滲透膜是整個脫鹽系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),其作用是脫除水中的可溶性鹽份、膠體、有機物及微生物。
反滲透膜是用足夠的壓力使溶液中的溶劑(一般是水)通過反滲透膜(或稱半透膜)而分離出來,因為這個過程和自然滲透的方向相反,因此稱為反滲透。反滲透法能適應(yīng)各類含鹽量的原水,尤其是在高含鹽量的水處理工程中,能獲得很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。反滲透法的脫鹽率提高,回收率高,運行穩(wěn)定,占地面積小,操作簡便,反滲透設(shè)備在除鹽的同時,也將大部分細(xì)菌、膠體及大分子量的有機物去除。由于我公司選用的反滲透膜不僅具有上述優(yōu)點外,而且工作壓力低,因此工作時能耗低,能夠降低相關(guān)的水泵、管路及壓力容器承壓能力,有效減少了設(shè)備的投資及運行成本。
⑤ 臭氧消毒
為防止通過飲用水傳播疾病,消毒是必不可少的,它是直飲水安全、衛(wèi)生的最后保障。本工藝選擇具有高效性、高潔性、經(jīng)濟(jì)方便等特點的臭氧消毒設(shè)備。
臭氧首先作用于細(xì)胞膜,使膜構(gòu)成成分受損傷而導(dǎo)致新陳代謝障礙,臭氧繼續(xù)滲透穿透膜而破壞膜內(nèi)蛋白和脂多糖,改變細(xì)胞的通透性,導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡。而臭氧滅活病毒是由于氧化作用直接破壞其核糖核酸RNA或脫氧核糖核酸DNA物質(zhì)而完成的。
⑥ 化學(xué)清洗系統(tǒng)
用于清洗反滲透膜組,當(dāng)反滲透運行一段時間后,會產(chǎn)生產(chǎn)水量下降、工作壓力升高、產(chǎn)水電導(dǎo)率升高等現(xiàn)象,這時候需要根據(jù)反滲透膜元件受到污染的情況有針對性的進(jìn)行例行清洗維護(hù)。反滲透清洗裝置一般由清洗箱、清洗泵以及清洗用精密過濾器組成,清洗過程為循環(huán)清洗。
(4)出水水質(zhì)
處理后設(shè)備出水中氟含量為0.2-0.4mg/L,水質(zhì)良好,滿足生活水飲用要求。
4 結(jié)論
隨著膜技術(shù)日趨成熟和人們對環(huán)境污染越來越重視,反滲透膜將成為今后地下水除氟及除鹽首先技術(shù)。它滿足除氟的要求,而且大大減少因再生而產(chǎn)生的酸堿溶液。
參考文獻(xiàn)