1、第第7章章 地下水资源及其开发利地下水资源及其开发利用的环境地质问题用的环境地质问题n7.1 地下水资源地下水资源n7.2 地下水的赋存地质环境地下水的赋存地质环境n7.3 地下水资源开发利用的环境地质问题地下水资源开发利用的环境地质问题n7.4 地面沉降地面沉降n7.5地下水污染地下水污染我国水资源状况我国水资源状况n我国的水资源总量占全球的6，黄河、长江、珠江等七大水系，河流密布大江南北，我国的水资源总量仅低于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚，排在世界第六位。但是我国却是一个水资源短缺的国家。 n我国人口却占全球的23左右，因人口众多，我国人均水资源量仅有2200m3，只有世界平均值
2、的1/4，在联合国可持续发展委员会统计的153个国家和地区中，排在第121位，并且还被列为了世界13个人均水资源最贫乏的国家之一。 n我国的水资源在时间和空间分布上的极不均衡，还造成了局部地区的的严重缺水。n黄淮海流域人口占全国的34.7，水资源量却只占全国的7.6，人均水资源量仅有474m3，属于严重缺水地区；而首都北京，人均水资源量不足300m3，是世界上最严重缺水的特大城市之一。北京的人均水资源总量只有世界平均水平的1/30，也就是说，如果人家喝一茶杯水的话，我们只能喝到不到10毫升的水，连一小勺都不够。 n我国大部分地区年内连续4个月降水量占全年水量的6080，也就是说，我国水资源中大
3、约有2/3都是洪水径流量。南方地区最大年降水量一般是最小年降水量的24倍，北方地区则为38倍，并且出现过连续丰水年或连续枯水年的情况。 n水质污染和水资源的粗放利用进一步加剧了我国水资水质污染和水资源的粗放利用进一步加剧了我国水资源的短缺。源的短缺。 n目前，长江区的太湖水系、西北诸河、淮河区、黄河区和海河区有近一半的水源地水质不合格；松花江区和辽河区不合格水源地占三分之一，我国有1.9亿人饮用水有害物质含量超标。n水资源的粗放利用进一步加剧了我们水资源的短缺。2003年我国万元GDP用水量为465m3，是世界平均水平的4倍；农业灌溉用水有效利用系数为0.40.5，是发达国家的1/2；水的重复
4、利用率为50，发达国家已达到了85；全国城市供水管网漏损率达20左右，仅城市坐便器水箱漏水一项每年就损失上亿立方米。 n全国正常年份缺水量约400亿m3，全国668座城市中有400多座缺水。n水资源紧缺已成为我国可持续发展的“瓶颈”。来自水利部的统计数字，我国人均水资源拥有量只有2200立方米，仅为世界平均水平的四分之一，目前全国三分之二的大中城市面临缺水；与此同时，地下水资源遭到过度开采，全地下水资源遭到过度开采，全国地下水降落面积已达到国地下水降落面积已达到15万平方公里。万平方公里。 7.1 地下水资源地下水资源n1、地下水资源含义及重要性、地下水资源含义及重要性n广泛埋藏于地表以下的各
5、种状态的水，统称为地下水。大气降水是地下水的主要来源。n地下水储量地下水储量：在水循环中贮存于透水岩层和土壤孔隙中的地下水量。 n地下水资源：地下水资源：是指在一定期限内，能提供给人类使用的，且能逐年得到恢复的地下淡水量。是水资源的组成部分。通常以地面入渗补给量（包括天然补地面入渗补给量（包括天然补给量和开采补给量）计算其数量。给量和开采补给量）计算其数量。因此，地下水资源的开采一般不应超过补给量，否则会给环境带来危害，使生态条件恶化。 n通过最新一轮全国地下水资源调查评价，我国共查明地下水天然资源量多年平均值9235亿立方米，其中可开采资源量多年平均值3527亿立方米；2000年全国地下水开
6、采总量为1115亿立方米，占全国总用水量的20。 地下水的重要性n是可贵的供水水源；与地表水相比：地下水延续时间长，更新期长；储存量大，分布广可节省输水给水工程；水质较优，不易受污染；不易受气候影响，供水量稳定。n在国民经济建设中供水量所占比重不断提高农田灌溉用水占重要地位n还有其他作用如提取工业原料，提取有益的微量元素，提取化工产品如盐、碱、碘等。n2、地下水资源特征、地下水资源特征n可恢复性；可恢复性；n可流动性；可流动性；n可调性；可调性；n系统性；系统性；n复杂性；复杂性；n3、地下水资源的分类、地下水资源的分类n三分法：三分法：n3、地下水资源的分类、地下水资源的分类(二分法二分法)
7、4、我国地下水资源分布情况n地下水资源在我国水资源中占有举足轻重的地位，由于其分布广、水质好、不易被污染、调蓄能力强、供水保证程度高，正被越来越广泛地开发利用。尤其在中国北方、干旱半干旱地区的许多地区和城市，地下水成为重要的甚至唯一的水源。据计算我国可更新地下淡水资源总量为8700亿方，占我国水资源总量的31%，其中地下淡水开采资源为2900亿方。微咸水开采资源130108m3/a。平原区（含盆地）地下水储存量约23万亿立方米，10米含水层中的地下水储存量相当于840毫米，水层厚度，略大于全国平均降水量648毫米，这个比例与世界地下水储存量的平均值相近似。 n从目前的供水情况看，全国地下水的利
8、用量占全国水资源利用总量的16%，其中地下水开发利用程度最高的是华北地区，其地下水供水量占全区总用水量的52%。预计在21世纪，我国淡水资源供水需矛盾突出的地区仍是华北、西北、辽中南地区及部分沿海城市。 n受我国水资源及人口分布、经济发达程度、开采条件等诸多因素的影响，相对于区域我国城市特别是北方城市地下水资源的供需矛盾尤为突出。目前全国有近400个城市开采地下水作为城市供水水源，300多个城市存在不同程度缺水，每年水资源缺口大约为1000万方，据不完全统计其中以地下水水源地做为主要供水水源的城市超过60个，如：石家庄、太原、呼和浩特、沈阳、济南、海口、西安、西宁、银川、乌鲁木齐、拉萨等；以地
9、下水与地表水联合供水的城市有：北京、天津、大连、哈尔滨、南京、杭州、南昌、青岛、郑州、武汉、广州、成都、贵阳、昆明、兰州、长春、上海等。 n目前城市地下水资源遭受污染的情况较为严重，据不完全统计全国已有136个大中城市地下水受到不同程度的污染，其中比较严重的有包头、长春、郑州、鞍山、太原、沈阳、哈尔滨、北京、西安、兰州、乌鲁木齐、上海、无锡、常州、杭州、合肥、武汉等城市。主要污染源均为工业和生活污染，局部农业区地下水也受到污染，主要分布在城近郊区的污灌区，目前有污水灌溉农田2000多万亩，直接污染了地下水，也有的还受到农药和化肥的污染。 5、地下水资源评价、地下水资源评价n对地下水资源的数量、
10、质量、时空分布特对地下水资源的数量、质量、时空分布特征和开发利用条件作出科学的、全面的分征和开发利用条件作出科学的、全面的分析和估计称为地下水资源评价。析和估计称为地下水资源评价。n常有两种：常有两种：n区域性地下水资源评价区域性地下水资源评价n水源地下水资源评价水源地下水资源评价n（1）地下水资源评价内容）地下水资源评价内容n地下水水量评价：地下水水量评价：n地下水水质评价地下水水质评价n开采量保证程度的评价开采量保证程度的评价n环境效益的评价环境效益的评价n（2）地下水资源评价原则n运用“三水”转化的规律进行水量评价n充分利用地下水资源的调蓄能力n合理的开采方式n水质与水量的综合评价7.2
11、 地下水的赋存地质环境地下水的赋存地质环境7.3 地下水资源开发利用的地下水资源开发利用的环境地质问题环境地质问题n1、区域地下水位下降问题、区域地下水位下降问题 n根据中国水资源评价，我国北方平原在20世纪70年代以前，不少地区承压地下水可喷出地表，并且形成了许多著名的大泉，如济南“趵突泉”、北京玉泉山、山西太原“晋词泉”、河南辉县“百泉”和河北邢台“百泉”等。由于过量开采地下水资源，目前有些大泉已遭到不同程度的破坏。n截止1999年底，华北地区已形成浅层地下水降落漏斗46个，漏斗总面积达1.6万km2，漏斗中心水位埋深1545m（近年来又有不同程度的发展）。除此之外，长江三角洲地区因长期过
12、量开采第二含水层水量近4100000000 t，已形成苏州、常州、无锡区域地下水位下降，漏斗中心地下水位下降速率为12m/a。松辽平原的大庆市已形成近4000km2 的地下水位下降漏斗，下降速率为11m/a 。沈阳、哈尔滨、长春亦出现了埋深大于200m的地下水位下降漏斗；西北地区的黑河流域的金塔盆地、武威盆地和酒泉盆地、敦煌灌区、双塔灌区等；新疆哈密盆地、吐鲁番盆地等，均已出现区域性地下水位下降。 n此外，在干旱地区，由于地下水与地表水联系密切，当地下水资源过量开采时，就会造成区域地下水位大幅度下降，地表水消失，包气带地表水消失，包气带增厚，草场、土地退化和沙化增厚，草场、土地退化和沙化，导致
13、绿洲面积减少。如内蒙古东部的科尔沁草原，20世纪60年代沙漠化土地面积只占该草原所在盟的14.3%，由于地下水资源过量开采，到70年代中后期，沙漠化土地面积已扩大到50.2%，生态平衡被严重破坏。解决办法可通过调整开采含水层层次，控制开采量和进行人工回灌等措施，使水位回升。n2、地下水水质恶化、地下水水质恶化n随着经济的高速发展和城市人口的急剧膨胀，近些年由于工业及生活废水大量不合理的排放，而治理设施跟不上发展要求，从而导致城市地下水遭到不同程度的污染。与此同时过量开采地下水，致使地下水动力场和水化学场发生改变，也会造成地下水某些物理化学组分如微生物含量增加，而引起水质恶化。n目前我国东部的哈
14、尔滨、鞍山、齐齐哈尔、天津、北京、济南、潍坊、上海、合肥、福州、温州等3座城市；西部的西安、宝鸡、太原、兰州、天水、陇西等六座城市，以及西南的昆明、成都、贵阳、安顺等城市，地下水水质不地下水水质不同程度的受到硝酸盐、氰、酚、有机磷等有害同程度的受到硝酸盐、氰、酚、有机磷等有害物质的污染。物质的污染。其中尤以沈阳、太原、包头、北京、西安等大城市较为严重。 n3 海水入侵海水入侵n在近海(或干旱内陆)地区取水，由于过量开采地下水而改变其水动力条件，造成地下水位过分下降，常常会带来海水(咸水)入侵，使水质污染。n如我国北方沿海某城市的水源地，在1964年以前，咸水分布范围离水源地2km，随着地下水的
15、开采，到1970年4月，离水源地仅1km，水质已经被污染，水量也有所减少(1959年单井出水量为46 m3/h，至1970年初减至20 m3/h，小者不足10 m3h)。调查结果表明，根本原因在于强烈地开采地下水。n我国海岸线长达18000余公里。滨海地区人口密集、经济迅速发展，对地下水需求量日益增加。过量开采地下水，导致海水向滨海淡水含水层入侵，地下水质恶化加剧。如大连、秦皇大连、秦皇岛、天津、青岛、烟台、漳州、福州、广州、岛、天津、青岛、烟台、漳州、福州、广州、莱州湾等均已先后出现海水入侵。莱州湾等均已先后出现海水入侵。以莱州湾莱州湾入侵面积最大，其中1989年，莱州市为202km2 ，龙
16、口市80km2，寿光县23km2，另外还波及到利津、恳利、东营、广饶等地。天津市因海水入侵，防浪堤增加，滨海平原潜水位抬高，加滨海平原潜水位抬高，加重土壤盐渍化、沼泽化，海河泄洪能力降低，重土壤盐渍化、沼泽化，海河泄洪能力降低，如遇较大洪水，市区淹没风险加大等。预防和治理海水入侵n限制淡水开采量；n人工回灌；布置注水井，回灌淡水使之高于地下水位的水丘，阻止海水向内陆移动。n设置抽水槽；在海岸线附近布置钻孔抽水，排入海洋，在地下含水层中形成一个地下抽水槽，阻止海水入侵。n建造隔水墙。n4 地下水资源枯竭地下水资源枯竭n在地下水实际开发过程中，当单井的抽水量大于其出水能力，整个井场的开采量超过了水
17、源开采量超过了水源地可能的补给保证地可能的补给保证时，开采区的动水位将大幅度下降。这种过量开采的初期将会出现少数水井的吊泵及枯井(超过设计降深)，最终将导致整个水源地疏干，造成地下水资源枯竭。1956年对上海市1 100余眼水源井的调查资料表明，由于过量开采，近300眼井已先后吊泵报废。n5 地面沉降地面沉降n地面沉降指在自然或人为超强度开采地下流体（地下水、天然气、石油等）等造成地表土体压缩而出现的大面积地面标高降低的现象。地面沉降通常产生在大陆沉积物比较发育的地区，通常产生在大陆沉积物比较发育的地区，如大河下游的近海冲积平原或在巨厚松散沉积物发育的大型盆地。由于这些地区的城市规模巨大，工农
18、业集中，大量开采地下水使地下水压力降低，松散沉积物被压缩，即地下水与沉松散沉积物被压缩，即地下水与沉积物的压力失调，从而产生了地面沉降积物的压力失调，从而产生了地面沉降。n全国已陆续发现具有不同程度的区域性地面沉降的城全国已陆续发现具有不同程度的区域性地面沉降的城市有市有30多座，包括西安、上海、天津、太原、无锡、多座，包括西安、上海、天津、太原、无锡、嘉兴、宁波、常州等。嘉兴、宁波、常州等。如西安市用水主要开采深如西安市用水主要开采深100300m的承压水，的承压水，1972年年1983年，最大累计沉年，最大累计沉降量降量777毫米，平均每年毫米，平均每年3050mm的沉降中心有的沉降中心有
19、5处。处。到到1989年最大累计沉降量已达年最大累计沉降量已达1.51m，沉降量，沉降量100mm的范围达的范围达200 km2。上海市自上海市自1860年开凿第年开凿第一口深井开采地下水以来，至今已增至一口深井开采地下水以来，至今已增至1 100多眼，多眼，日开采地下水量达到日开采地下水量达到65万万t，因此，在市区及近郊已，因此，在市区及近郊已形成地下水面降落区，形成地下水面降落区，中心水位最大降深在海平面以中心水位最大降深在海平面以下下3040m，在地面也形成了与地下水面降落区相似，在地面也形成了与地下水面降落区相似的碟形沉降洼地，最大的沉降量为的碟形沉降洼地，最大的沉降量为2.63m。
20、这些都与这些都与地下水开采量有直接的对应关系。地下水开采量有直接的对应关系。 n6 地面塌陷地面塌陷n地面塌陷是隐伏的岩溶洞穴，在第四纪土层覆盖以后，在自然或人为活动的作用下产生的塌陷现象。地面塌陷有岩溶塌陷和非岩溶塌陷两种。截止1999年统计，全国有24个省发现岩溶塌陷，其中以桂、湘、川、赣、滇、鄂等省最为发育；25个城市有岩溶塌陷发育，其中包括贵阳、昆明、杭州、武汉、南京、南宁六个省会城市。岩溶塌陷点达800处以上，塌陷坑总数超过3万个，给建筑物和生命线工程造成了严重威胁。6 地面塌陷地面塌陷n1988年4月河北省秦皇岛市柳江水源地塌陷，面积达34万m2，出现塌坑286个，最大直径12m，
21、深7.8m；1988年5月武汉市陆家街塌陷，黑龙江七台河市塌陷等等，都是由于过量开采地下水、地下土质疏松、地下溶洞塌陷等原因而发生的，造成了很大的损失。n7 地面裂缝地面裂缝n自20世纪60年代起，我国先后在一些地区发生了地面裂缝问题，如西安、兰州、大同、太原、泰安、沧州、青岛等200多个县市相继发现地裂缝757处，最严重的西安市年经济损失数亿元。西安市区有七条明显的地裂缝和三条隐藏的地裂缝，总体走向NE70，呈雁行排列，裂口上宽下窄，可见深度达11m，范围达110 km2。从地裂缝的走向、形态来看，与西安-临潼断裂一致，说明构造活动是地裂缝发育的基础。从近期大量抽汲地从近期大量抽汲地下水，造
22、成地下水位下降，并与地裂缝快速发展下水，造成地下水位下降，并与地裂缝快速发展在时间上的吻合来分析，抽汲地下水是地裂缝发在时间上的吻合来分析，抽汲地下水是地裂缝发生和发展的直接诱因。生和发展的直接诱因。n对于地裂缝目前尚无抵抗地裂缝的工程措施，只能避让。7.4 地面沉降地面沉降n一、地面沉降基本情况n地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动。n可分为：（：（1）抽汲地下水引起的地面沉降）抽汲地下水引起的地面沉降；（2）采掘固体矿产引起的地面沉降；（3）开采石油、天然气引起的地面沉降；（4）抽汲卤水引起的地面沉降
23、。 n1、地面沉降的地质环境可分为三种模式： n现代冲积平原模式，如我国的几大平原。 n三角洲平原模式，尤其是在现代冲积三角洲平原地区，如长江三角洲就属于这种类型。常州、无锡、苏州、嘉兴、肖山的地面沉降均发生在这种地质环境中。 n断陷盆地模式，它又可分为近海式和内陆式两类。近海式指滨海平原，如宁波；而内陆式则为湖冲积平原，如西安市、大同市的地面沉降可作为代表。 n2、地面沉降成因n既有自然动力地质因素，也有人类技术-经济活动，后者为主。n3、地面沉降的规模和程度n二、地面沉降的诱发因素二、地面沉降的诱发因素n1、地壳近期的断陷下降运动、地壳近期的断陷下降运动n2、地震活动、地震活动n3、温室效
24、应引起海平面上升、温室效应引起海平面上升n4、地面荷载与堆载、地面荷载与堆载n5、固体矿产开采、固体矿产开采n6、开采水溶性气体、石油或地下水、开采水溶性气体、石油或地下水n7、火山喷发、火山喷发三、地面沉降的危害n（1）毁坏建筑物和生产设施；）毁坏建筑物和生产设施；n（2）不利于建设事业和资源开发。发生地面）不利于建设事业和资源开发。发生地面沉降的地区属于地层不稳定的地带，在进行城沉降的地区属于地层不稳定的地带，在进行城市建设和资源开发时，需要更多的建设投资，市建设和资源开发时，需要更多的建设投资，而且生产能力也受到限制；而且生产能力也受到限制；n（3）造成海水倒灌。）造成海水倒灌。n（4）
25、降低地面标高，雨季地面积水，防洪能）降低地面标高，雨季地面积水，防洪能力减弱。力减弱。n（5）影响港口、码头使用能力；桥墩下沉影）影响港口、码头使用能力；桥墩下沉影响航运。响航运。四、地面沉降的防治n美国在地面沉降防治和研究工作中，注重研究开发高新技术，注重水准测量、基岩标和分层标等传统技术方法利用，并始终把地下水和地面沉降监测工作作为防治地面沉降的基础，其中一些经验值得我国学习和借鉴。 n美国对地面沉降的监测地面沉降的监测采取了三种方法，即传统的监传统的监测、测、GPS监测、合成孔径干涉雷达监测监测、合成孔径干涉雷达监测。 n传统的地面沉降测量方法地面沉降测量方法包括水准测量、基岩标和分水准
26、测量、基岩标和分层标测量。层标测量。这些方法精度很高，但只能在比较小的范围内开展工作。 n对于大规模的区域地面沉降监测大规模的区域地面沉降监测应该采用先进的全球定位系统（GPS）进行全方位的测量。GPS可借助于人造地球卫星进行三边测量定位。1996年美国地质调查局在圣克拉山谷河谷建起了地面沉降监测网，确定地面高程的变化情况，而且为与将来的监测结果进行比较建立了基准值。 n合成孔径干涉雷达监测合成孔径干涉雷达监测是一种卫星遥感技术，可以敏感地监测出地面沉降的变化。 采取多种措施防止地面沉降 n减少地下水的使用量，增加地面水补给。减少地下水的使用量，增加地面水补给。 n含水层存储和修复技术含水层存
27、储和修复技术 n含水层存储和修复技术在美国各州得以广泛应用。在圣克拉拉山谷，目前需水量仍然很大，但由于地表水由于地表水的引入，回灌得以实施，使得地下水抽汲量减少，从的引入，回灌得以实施，使得地下水抽汲量减少，从而防止了地下水位继续下降。而防止了地下水位继续下降。另外，该区水资源管理局在当地的河流上建立了5个蓄水坝以收集雨水个蓄水坝以收集雨水，这样增加了河水对流经区的地下水的补给。这个地区是美国第一个被发现也是第一个采取有效措施并在1969年前后终止了沉降地区。同样的情况还有亚利桑那州的中南部，通过引入科罗拉多河的河水，减少了地下引入科罗拉多河的河水，减少了地下水的需求强度，从而缓解了地面沉降。
28、水的需求强度，从而缓解了地面沉降。 n改变土地使用类型改变土地使用类型 n将土地使用由农业用地型向城市用地型转变，以降低需水强度，防止地下水位的进一步下降。佛罗里达州的泥沼区使用这种方法可以防止有机土的进一步分解，减缓有机质氧化的速度，使地面发生沉降的速度降低，地基更加稳定。 n节水节水 n利用含水层组贮藏和运输地下水含水层组贮藏和运输地下水，要优于造价要优于造价高昂的地表蓄水和输水系统。高昂的地表蓄水和输水系统。美国的研究人员采用先进和合理的地下水运输方法，作出地下水使用的远景规划。节水是制止沉降的一项重节水是制止沉降的一项重要措施。要措施。例如在圣琼斯地区，目前人均用水量只有1920年的1
29、/5，远低于过去作为农业用地时的用水量。因此即便是在1976年1977年和1987年1991年期间，这两个州的主要旱期里，水位还是保持在历史最低水位以上。 n加固堤防加固堤防 n对沿海城市进行海岸加固，建造堤防防止建造堤防防止洪水泛滥和海水入侵。洪水泛滥和海水入侵。例如在加利福尼亚州境内三角洲地区，大面积的人工堤坝及人工岛有效地保护了这个三角洲，使之免遭海水的入侵，同时维持了有利的淡水坡度，保护了淡水源。 n立法保护地下水立法保护地下水 n美国对地下水的使用进行立法，使水资源有一个合理的使用环境。如在圣拉拉山谷成立一个专门的水资源管理机构来管理该区的用水，使地表水和地下水得到了长期有效的综合利
30、用。美国许多地区甚至采取法制措施来防治地面沉降。例如1980年通过了亚利桑那地下水管理法案。其基本目标是加强对已衰竭含水层组的管理，把有限的地下水资源进行最合理的分配，开发新的水资源供应来增加亚利桑那的地下水资源。 n减少落水洞产生的影响减少落水洞产生的影响 n美国已有的案例表明，落水洞的活动与地下水的抽取有直接关系，控制地下水位的波动可以防止落水洞的形成 7.5地下水污染地下水污染n一、定义n人类活动影响下，地下水质变化朝着水质恶化方向发展的现象，称地下水污染。n由于矿体、矿化地层及其他自然因素引起地下水某些组分富集或贫化的形象，称为“矿化”或“异常”，不应视为污染。 n二、地下水污染特点二
31、、地下水污染特点n1、局限性、局限性n2、隐蔽性、隐蔽性n3、难以恢复性、难以恢复性n4、缓慢性、缓慢性n5、生态性、生态性n注水或疏干等人为活动课加速或缓减地下注水或疏干等人为活动课加速或缓减地下水污染。水污染。n三、我国地下水污染及其特征三、我国地下水污染及其特征n根据国土资源部长期地下水监测资料、根据国土资源部长期地下水监测资料、1981至至1984和和2000至至2002两轮全国地下水资源评价结两轮全国地下水资源评价结果以及果以及1999年以来开展的部分地区地下水污染年以来开展的部分地区地下水污染调查评价结果：调查评价结果：n我国地下水污染已到我国地下水污染已到相当严重程度，相当严重程
32、度，主要表现主要表现在在地下水污染范围日益扩大，全国三分之二城地下水污染范围日益扩大，全国三分之二城市地下水水质普遍下降，局部地段水质恶化，市地下水水质普遍下降，局部地段水质恶化，300多个城市由于地下水污染造成供水紧张地多个城市由于地下水污染造成供水紧张地下水污染不仅检出的成份越来越多，越来越复下水污染不仅检出的成份越来越多，越来越复杂，而且污染程度和深度也在不断增加，有些杂，而且污染程度和深度也在不断增加，有些地区深层地下水中已有污染物检出天然水质地区深层地下水中已有污染物检出天然水质不良与水型地方病问题突出。不良与水型地方病问题突出。n据统计，因天然水质不良导致水型氟中毒据统计，因天然水
33、质不良导致水型氟中毒2297.78万人，碘缺乏病、克山病万人，碘缺乏病、克山病567.5万人，万人，患大骨节病患大骨节病102.5万人，全国饮用不符合标准的万人，全国饮用不符合标准的地下水的人数达数千万之多。据了解，我国大地下水的人数达数千万之多。据了解，我国大中城市地下水污染，又以北方城市污染更加严中城市地下水污染，又以北方城市污染更加严重，不仅污染元素多，且超标率高，如华北地重，不仅污染元素多，且超标率高，如华北地区的主要城市中，仅海河流域水质劣于国家地区的主要城市中，仅海河流域水质劣于国家地下水质量下水质量类标准的水体面积就多达万平方类标准的水体面积就多达万平方公里左右，主要超标项目有硬
34、度、三氮、铬、公里左右，主要超标项目有硬度、三氮、铬、酚、砷、汞、氰、氟、细菌和大肠菌群等。而酚、砷、汞、氰、氟、细菌和大肠菌群等。而我国北方城市饮水，恰恰主要是以地下水为主。我国北方城市饮水，恰恰主要是以地下水为主。 n在我国平原地区，目前要寻找出一块未被在我国平原地区，目前要寻找出一块未被污染的地下水地段，竟成了一件很不容易污染的地下水地段，竟成了一件很不容易的事情。如京津唐地区地下水中检测出的的事情。如京津唐地区地下水中检测出的有机污染物种类已达百余种之多，其中北有机污染物种类已达百余种之多，其中北京市地下水污染问题更加突出，在已出现京市地下水污染问题更加突出，在已出现的较大范围重污染区
35、内，存在相当多的有的较大范围重污染区内，存在相当多的有毒物污染，其中不少是众所周知的致癌、毒物污染，其中不少是众所周知的致癌、致畸和致突变的氯代烃、苯并芘和一些致畸和致突变的氯代烃、苯并芘和一些持久性有机污染物，也是联合国环境署早持久性有机污染物，也是联合国环境署早已划定为共同限制的难降解污染物，水污已划定为共同限制的难降解污染物，水污染对首都广大人民群众的健康已形成较大染对首都广大人民群众的健康已形成较大威胁。威胁。n银川平原潜水中原生环境下铁、锰、氟的银川平原潜水中原生环境下铁、锰、氟的含量较高，近几年来城市、大型工矿区附含量较高，近几年来城市、大型工矿区附近的浅层地下水也已经受到不同程度
36、污染，近的浅层地下水也已经受到不同程度污染，受其影响，潜水水质状况趋于恶化，潜水受其影响，潜水水质状况趋于恶化，潜水中含有的有机物、石油类和氨氮等污染物中含有的有机物、石油类和氨氮等污染物质不断多。银川市工业和民用水全靠深层质不断多。银川市工业和民用水全靠深层地下水，这些地下水矿化度较低，水质很地下水，这些地下水矿化度较低，水质很好，有天然矿泉水的美誉。不过，好，有天然矿泉水的美誉。不过，目目前已经在深层地下水中检测出氨氮，因此前已经在深层地下水中检测出氨氮，因此深层地下水的前景也令人担忧。深层地下水的前景也令人担忧。n我国城市地下水污染特征：我国城市地下水污染特征：n城市地区污染严重；n地下
37、水硬度升高；n三氮组分普遍增高；n工业三废污染特征；n与环境水文地质条件相关。n根据我国城市的环境水文地质特征，分根据我国城市的环境水文地质特征，分5种类型：种类型：a山前冲积、洪积平原型：主要由地表水和大气山前冲积、洪积平原型：主要由地表水和大气降水补给，如北京、沈阳、石家庄降水补给，如北京、沈阳、石家庄n b河流阶地及山间谷地型：含水层为河流冲积砂河流阶地及山间谷地型：含水层为河流冲积砂层，水量充沛，不易被污染如哈尔滨、西安、武层，水量充沛，不易被污染如哈尔滨、西安、武汉、南京；汉、南京；n c滨海类型滨海类型:含水层为海陆交互相松散砂层，多为含水层为海陆交互相松散砂层，多为缺水城市，潜水
38、易受污染，如上海、天津、青岛、缺水城市，潜水易受污染，如上海、天津、青岛、大连大连n d石灰岩裂隙溶洞型：水质好如南宁、济南、贵石灰岩裂隙溶洞型：水质好如南宁、济南、贵阳阳n e内陆型：内陆河流域，矿化度高，水质较差如内陆型：内陆河流域，矿化度高，水质较差如乌鲁木齐、酒泉等乌鲁木齐、酒泉等n四、地下水污染源四、地下水污染源n污染物有来自人类活动的，有来自天然过程的. 地下水污染源地下水污染源五、地下水污染物及其环境效益n污染物：凡是人类活动导致进入地下水环境，污染物：凡是人类活动导致进入地下水环境，可能引起水质恶化的物质，无论其浓度是否达可能引起水质恶化的物质，无论其浓度是否达到使水质明显恶化
39、的程度。到使水质明显恶化的程度。n1、地下水污染物污染物分类n（1） 按物理特性分：溶解物、乳状物和难溶按物理特性分：溶解物、乳状物和难溶解物。解物。n（2）按生物化学性质分：细菌微生物、有机）按生物化学性质分：细菌微生物、有机物、无机物、放射性物质和其他。物、无机物、放射性物质和其他。n细菌微生物指各种细菌包括病菌、伤寒病菌、细菌微生物指各种细菌包括病菌、伤寒病菌、病毒等。病毒等。n有机污染物主要是酚类、多环芳烃、有机农药有机污染物主要是酚类、多环芳烃、有机农药和洗涤剂。和洗涤剂。n（3）按其稳定性分保守性污染物和非保守性）按其稳定性分保守性污染物和非保守性污染物污染物n（4）按性能分：）按
40、性能分：威胁人体健康的污染物威胁人体健康的污染物影响生活环境破坏生态平衡的污染物影响生活环境破坏生态平衡的污染物引起水引起水质变坏的污染物质变坏的污染物能量传播物质能量传播物质污染物分类典型污染物非金属有毒物氰化物、氟化物、硫化物、砷化物重金属汞、镉、铬、铅、铜、锌放射性物质铀-235、锶-90、铯-137、钚-239酸碱盐类硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、氢氧化钠（钙）、无机盐致色物质铁盐、锰盐、色素、染料、腐殖质致臭物质氨、硫化物、酚、胺类、硫醇杆物营养物质硝态氮、亚硝态氮、氦氮 硝态氮、亚硝态氮、氦氮需氧有机物质碳水化合物、蛋白质、油酯、动植物尸体易分解有机毒物酚、苯、醇、有机磷家药难分解有机毒
41、物有机磷农药、洗涤剂等油类石油及其制品n2、污染物的环境效应、污染物的环境效应n可能产生2种环境效应：阻止迁移效应和增强迁移效应。产生效应的作用有物理作用n化学作用n生物作用六、地下水污染方式六、地下水污染方式n地下水污染方式可分为直接污染和间接污染直接污染和间接污染两种。直接污染的特点是污染物直接进入含水层，在污染过程中，污染物的性质不变。这是对地下水污染的主要方式。间接污染的特点是，地下水污染并非由于污染物直接进入含水层引起的，而是由于污染物作用于其他物质，使这些物质中的某些成分进入地下水造成的。例如，由于污染引起的地下水硬度的增加、溶解氧的减少等。间接污染过程复杂，污染原因易被掩盖，要查
42、清污染来源和途径较为困难。 七、地下水污染途径七、地下水污染途径n地下水污染途径是多种多样的，大致可归为五类：n间歇入渗型。间歇入渗型。大气降水或其他灌溉水使污染物随水通过非饱水带，周期地渗入含水层，主要是污染潜水。淋滤固体废物堆引起的污染，即属此类。n连续入渗型。连续入渗型。污染物随水不断地渗入含水层，主要也是污染潜水。废水聚集地段（如废水渠、废水池、废水渗井等）和受污染的地表水体连续渗漏造成地下水污染，即属此类。雨水冲刷过垃圾场后，含有垃圾渗滤液的污水直接流进雨水管道，对地下水构成威胁 n越流越流型。污染物是通过越流的方式从已受污染的含水层（或天然咸水层）转移到未受污染的含水层（或天然淡水
43、层）。污染物或者是通过整个层间，或者是通过地层尖灭的天窗，或者是通过破损的井管，污染潜水和承压水。地下水的开采改变了越流方向，使已受污染的潜水进入未受污染的承压水，即属此类。n径流型。径流型。污染物通过地下径流进入含水层，污染潜水或承压水。污染物通过地下岩溶孔道进入含水层，即属此类。 n地质构造运动型：地质构造运动型：由于新构造运动产生断裂，喷砂，沟通地下含水层使得上部污染的地下水进入底层含水层造成污染。n地下水污染途径的决定因素：n埋藏条件n污染源的相对位置n地质构造条件n岩土体特征n人类活动因素八、地下水污染评价n与美国相比，我国的地下水污染调查评价工作至少落后15年。这不仅体现在时间的滞
44、后，更主要的是方法技术的落后、调查内容的狭窄和调查所处环境的不友好。我国关于地下水污染的调查数据仍不充分，全国污染总体状况不明。n美国早在20世纪80年代即开展了“国家水质评价计划”，到2001年，全美2/3以上的含水层系统都进行了地下水有机、无机多指标的调查评价，同年，第二轮全国水质评价工作启动。为此，美国政府专门成立“超级基金”，金额高达上千亿美元。而直到今天，我国对这项工作的投入仍未达到美国美国20世纪世纪80年代年代的水平。 n2006年全面启动的我国地下水污染调查评价工作，主要参考了世界发达国家地下水水质评价的成功经验，在此基础上结合我国实际情况加以改进。比如，在综合考虑国家常用化学
45、物质和财力的基础上，选择有代表性的农药、化肥、洗涤剂、汽油类等作为检测指标。n总体目标是系统查明我国地下水水质和污染状况，为地下水资源保护和污染防治提供科学依据， n查明水文地质条件；系统调查我国主要地下水开发区和具有开发前景地区的地下水水质与污染状况；进行地下水质量、地下水污染、地下水系统防污性能评价；制定地下水污染防治和保护区划；建立地下水水质和污染空间数据库；提出地下水水质与污染动态监测网优化方案。 n地下水污染调查评价工作分两个阶段进行。第一阶段开展珠江三角洲、长江三角洲、黄淮海平原、松辽平原等地区及31个省会城市的地下水污染调查评价工作，完成重点地区地下水污染防治和保护区划；第二阶段
46、将在中西部主要城市、主要平原（盆地）区进行，完成全国地下水污染防治和保护区划，建立全面地下水水质与污染预警系统。n地下水评价常用单项评价和综合评价。地下水质量标准n中华人民共和国国家标准地下水质量标准中华人民共和国国家标准地下水质量标准GB/T 14848-9国家技术监督局国家技术监督局19931230批准批准 19941001实施实施项目序号类别 标准值 项目类类类类类1色(度)551525252嗅和味无无无无有3浑浊度(度)33310104肉眼可见物无无无无有5pH6.58.55.56.58.5996总硬度(以CzCO3,计)(mg/L)1503004505505507溶解性总固体(mg/
47、L)3005001000200020008硫酸盐(mg/L)501502503503509氯化物(mg/L)5015025035035010铁(Fe)(mg/L)0.10.20.31.51.511锰(Mn)(mg/L)0.050.050.11.01.012铜(Cu)(mg/L)0.010.051.01.51.513锌(Zn)(mg/L)0.050.51.05.05.014钼(Mo)(mg/L)0.0010.010.10.50.515钴(Co)(mg/L)0.0050.050.051.01.016挥发性酚类(以苯酚计)(mg/L)0.0010.0010.0020.010.0117阴离子合成洗涤剂
48、(mg/L)不得检出0.10.30.30.318高锰酸盐指数(mg/L)1.02.03.0101019硝酸盐(以N计)(mg/L)2.05.020303020亚硝酸盐(以N计)(mg/L)0.0010.010.020.10.121氨氮(NH4)(mg/L)0.020.020.20.50.522氟化物(mg/L)1.01.01.02.02.023碘化物(mg/L)0.10.10.21.01.024氰化物(mg/L)0.0010.010.050.10.125汞(Hg)(mg/L)0.000050.00050.0010.0010.00126砷(As)(mg/L)0.0050.010.050.050.
49、0527硒(Se)(mg/L)0.010.010.010.10.128镉(Cd)(mg/L)0.00010.0010.010.010.0129铬(六价)(Cr6+)(mg/L)0.0050.010.050.10.130铅(Pb)(mg/L)0.0050.010.050.10.131铍(Be)(mg/L)0.000020.00010.00020.0010.00132钡(Ba)(mg/L)0.010.11.04.04.033镍(Ni)(mg/L)0.0050.050.050.10.134滴滴滴(g/L)不得检出0.0051.01.01.035六六六(g/L)0.0050.055.05.05.036
50、总大肠菌群(个/L)3.03.03.010010037细菌总数(个/L)100,1001001000100038总放射性(Bq/L)0.10.10.10.10.139总放射性(Bq/L)0.11.01.01.01.0n依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照了生活饮用水、工业、下水质量保护目标，并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质最高要求，农业用水水质最高要求，将地下水质量划分为五将地下水质量划分为五类。类。类类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。适用于各种用途。
