昌 圣
(黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150080)
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工業(yè)、農(nóng)業(yè)對(duì)水資源的需求量不斷增加,擁有水質(zhì)優(yōu)勢(shì)的地下水成為主要的開發(fā)對(duì)象。地下水指存在于地下巖石孔隙中的水,狹義指地下飽和含水層中的水。地下水有著來源穩(wěn)定、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高等優(yōu)點(diǎn),可以用來農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水等。但是地下水的開采情況因?yàn)榈叵滤奈廴締栴}變得十分不樂觀,地下水的水質(zhì)從成因上分為原生水質(zhì)和人為水質(zhì),其中人為水質(zhì)是由于人類活動(dòng)而導(dǎo)致的大面積地下水發(fā)生不同程度的污染,使得可開采地下水水資源量嚴(yán)重匱乏。完善關(guān)于地下水的開采制度和解決水質(zhì)監(jiān)測(cè)的問題,管理分類出不同種類的地下水滿足不同用途水資源的需求,對(duì)于解決地下水過度開采的現(xiàn)狀有一定的意義。
地下水被過度開采的時(shí)候,開采中心抽取大量的地下水,導(dǎo)致附近地區(qū)的地下水流向開采中心形成一個(gè)漏斗形狀的空區(qū),地區(qū)地表下方形成空洞,存在路面坍塌、建筑倒塌的風(fēng)險(xiǎn)因素。而在海洋附近的城市,由于地下水過度開采,導(dǎo)致海水填充地下水漏斗區(qū)的現(xiàn)象,直接對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)產(chǎn)量造成毀滅性減少,出現(xiàn)地區(qū)民眾用水困難在短時(shí)間內(nèi)難以改變的現(xiàn)狀。降低了可利用的淡水資源量,也加重了地區(qū)水質(zhì)的鹽堿化。地下水充足時(shí)水位較高,之前土壤和地下水中隨毛管水而留存在地表的鹽分濃度將逐漸增加,在季節(jié)性的地溫梯度下,水分從地下向冰凍層面轉(zhuǎn)移,鹽分隨之上移。隨著地下水的開采,將土壤淺層地下水消耗殆盡,地下水水位下降導(dǎo)致地表鹽分積累造成土壤鹽堿化;地下水水位下降至地表根部足夠距離時(shí),地區(qū)植被無法汲取水分,造成地表植物死亡消失、土地養(yǎng)分流失,逐漸形成土壤沙漠化。地下水在滲流的過程中會(huì)產(chǎn)生動(dòng)水壓力,當(dāng)這個(gè)壓力小于土壤顆粒的最小有效重度的時(shí)候,土顆粒會(huì)隨著滲流過程從大顆??p隙中流走,長(zhǎng)此以往,土壤的穩(wěn)固性遭到破壞,已修建好的建筑物的地基的穩(wěn)定性也遭到破壞。
許燁霜等[1]學(xué)者認(rèn)為地下水過度開采是地面發(fā)生坍塌、沉降現(xiàn)象的主要原因,并將目前用來預(yù)測(cè)沉降的方法大體分為了五類,對(duì)其總結(jié)后給出了優(yōu)劣勢(shì),提出了今后水流模型和沉降模型完全耦合將成為未來預(yù)測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)。學(xué)者劉博洋[2]通過研究區(qū)域的各項(xiàng)水文資料分析了研究地區(qū)的地下水情況以及地下漏斗等,采用軟件建模的模式,模擬出了不同的地下水開采程度和條件對(duì)應(yīng)的不同的地下水水位,同時(shí)其文章中也介紹了關(guān)于地下水的水資源回填的量與水位關(guān)系,以及對(duì)整個(gè)環(huán)節(jié)中將會(huì)發(fā)生的問題給出了措施。張兵等[3]研究人員利用同位素標(biāo)記法發(fā)現(xiàn)研究地區(qū)的水資源轉(zhuǎn)換的程度,為地下水填充水資源提供了理論依據(jù),部分地區(qū)可以在減少施工量來達(dá)到地下水回灌的目的,從而保證地下水的可持續(xù)發(fā)展。
我國(guó)地下水過度開采程度嚴(yán)重,造成的地下水資源短缺和沉降等問題迫切地需要相關(guān)政策和工程措施來解決。
(1)調(diào)節(jié)水資源開采的比例,減少地下水開采的水量,采取相關(guān)政策增加開采地下水的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),引入其他可利用的水資源,如洪水資源凈化沉降作為城市供水、回填地下水漏斗區(qū)等。
(2)在地下水的回填過程中,回填的水資源要經(jīng)過水質(zhì)監(jiān)測(cè),要嚴(yán)格保證回填水資源在不破壞原地下水水質(zhì)的前提下和供給工農(nóng)業(yè)城市正常用水的條件下進(jìn)行,要保障回填的水資源短期內(nèi)的可再生性,使其可以持續(xù)作為回填水資源利用。
(3)地下水位回升后采取種植一些能吸取土壤中鹽分的耐鹽植物,同時(shí)采取淋洗脫鹽、改變耕地模式等多種處理方法和措施,來改變土壤鹽堿化的情況。對(duì)于沙漠化土壤,要時(shí)刻監(jiān)測(cè)地下水位同時(shí)種植耐旱植物,逐漸改良土壤情況及恢復(fù)地表植被情況。
地下水污染是指由于人類的活動(dòng)導(dǎo)致的地下水物理、化學(xué)特性和成分發(fā)生改變,使得地下水水質(zhì)發(fā)生改變的情況。
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),城市工業(yè)化和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的進(jìn)程對(duì)地下水造成了難以恢復(fù)的影響。工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活中的廢水廢物含有大量的重金屬、有機(jī)物、細(xì)菌等, 無論是直接排放至地下水的污染物,還是由地表污染下滲至地下水的污染物,由于地下地形復(fù)雜、含水層中的污染轉(zhuǎn)移較慢等原因,就會(huì)導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)晚污染重的情況。因難以在短期內(nèi)恢復(fù)和清理,將會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間的影響。我國(guó)一些地區(qū)地下水中含有砷、氟、碘等化合物,導(dǎo)致飲用水不達(dá)標(biāo),出現(xiàn)了一些皮膚病、地氟病等病癥。
在工業(yè)“三廢”排放逐漸要求嚴(yán)格、農(nóng)業(yè)耕地面積減少但需求產(chǎn)量增高的背景下,我國(guó)地下水污染情況逐漸出現(xiàn)了由點(diǎn)到面、由工業(yè)城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移至農(nóng)業(yè)的新情況。根據(jù)我國(guó)國(guó)土資源部給出的相關(guān)結(jié)論顯示,我國(guó)淺層地下水約八成不能作為飲用的水資源。全國(guó)有九成的淺層地下水遭到了污染,約六成發(fā)生了嚴(yán)重污染并成為淺層地下水資源嚴(yán)重隱患[4]。
張新鈺等[5]研究人員較為全面的闡述了我國(guó)地下水的現(xiàn)狀,介紹了地下水所受污染的污染物來源以及其對(duì)應(yīng)的解決方法和技術(shù),我國(guó)關(guān)于地下水污染研究有一定的成績(jī),但相對(duì)于國(guó)外仍有進(jìn)步的空間。劉博等[6]學(xué)者采用了因子分析法對(duì)吉林市的地下水水質(zhì)情況做出了分析,運(yùn)用監(jiān)測(cè)井的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)再結(jié)合公共污染因子,對(duì)城市內(nèi)的不同地區(qū)給出了不同的污染程度的結(jié)果,研究結(jié)果表明,城市地下水中含有的大量化學(xué)物質(zhì)主要是由工廠、生活廢棄物和農(nóng)藥的過度使用造成的,城區(qū)附近的地下水出現(xiàn)了大面積非飲用區(qū)的污染現(xiàn)狀。孫才志等[7]研究人員借助ArcGIS等制圖軟件和空間結(jié)合,對(duì)研究地區(qū)的地下水特點(diǎn)進(jìn)行了研究,研究表明不同時(shí)期的地下水脆弱性和結(jié)構(gòu)、隨機(jī)影響原因的相關(guān)性在逐漸提高。滕彥國(guó)等[8]學(xué)者從地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面將地下水劃分為多層次,對(duì)于不同的區(qū)域?qū)哟未笮〔扇〔煌脑u(píng)價(jià)方法,對(duì)于研究地區(qū)的地下水情況給出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,能夠及時(shí)防止由于污染的轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的影響和及時(shí)采取污染治理措施。
屏蔽法:該方法指在受污染區(qū)域周圍建立物理屏障來阻斷污染區(qū)域的擴(kuò)大,一般由于條件限制時(shí)作用區(qū)域較小,適合控制污染初期區(qū)域來使用,使用條件較為有限。
收集污染物法:該方法指在污染地區(qū)下游布置收集設(shè)施,對(duì)輕質(zhì)污染物進(jìn)行收集,如油脂類、底部沉積的物體等。
生物處理法:該方法采用人為加快自然降解地下水污染物的措施,通過增加氧氣和微生物繁殖生長(zhǎng)的必要條件,加快自然降解污染物的步伐。首先采取樣本來確定微生物品種和必要條件的比例,然后將其配套的運(yùn)用到實(shí)際污染區(qū)中。
2.3地下水的管理與制度完善2.3.1監(jiān)測(cè)管理
增強(qiáng)地下水監(jiān)管措施,對(duì)存在嚴(yán)重污染威脅的企業(yè)要進(jìn)行排查,確認(rèn)是否存在偷排放廢水的現(xiàn)象,制定相應(yīng)的處罰措施,加大懲罰力度,從源頭杜絕污染問題。嚴(yán)格監(jiān)測(cè)地下水水質(zhì)變化,通過新技術(shù)和增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方式來增強(qiáng)地下水水質(zhì)觀測(cè)靈敏度,早發(fā)現(xiàn)早處理盡可能地減小水污染的范圍,保障地下水的水質(zhì)安全和正常的水資源供給。
2.3.2廢水排放問題
禁止企業(yè)、城市通過滲井、管道等方式傾瀉能夠污染地下水的廢水,集中對(duì)排放的廢水、廢物進(jìn)行處理,降低排放后污染風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于排放處理后的廢水、廢物的地區(qū)下方建設(shè)防滲層,確保廢水、廢物不隨著雨水沖刷下滲到地下水層。
2.3.3地下水的“河長(zhǎng)制”制度的完善
“河長(zhǎng)制”是由中國(guó)黨政負(fù)責(zé)人擔(dān)任“河長(zhǎng)”來負(fù)責(zé)相應(yīng)河段的保護(hù)工作的一大制度,此制度讓廣大民眾對(duì)地表河流有更加廣泛的監(jiān)督權(quán),對(duì)保護(hù)地表徑流有著巨大的作用。由于地表水嚴(yán)格監(jiān)督可能會(huì)導(dǎo)致一些工廠企業(yè)將廢物排放到地下水中,從而產(chǎn)生更難處理的地下水污染。地下水的區(qū)域職責(zé)劃分問題和地下水的難以觀察監(jiān)測(cè)的特點(diǎn),使人民的監(jiān)督大大受限,應(yīng)將地下水監(jiān)測(cè)的指標(biāo)定期公布于報(bào)刊,督促相應(yīng)管理部門嚴(yán)格管理地下水污染問題。
我國(guó)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展不應(yīng)走先污染后治理的老路,在新思想的引導(dǎo)下,本著青山綠水就是金山銀山的發(fā)展前提,應(yīng)該完善地下水開采、回填補(bǔ)充的相應(yīng)規(guī)章制度,保障地下水的水位,從而保障地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。嚴(yán)格要求工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及城市的“三廢”排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)排放區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的處理,確保廢水、廢物不隨雨水沖刷流入地下水。對(duì)于已經(jīng)被污染的地下水資源分類別、分用途的進(jìn)行凈化處理和供給,增加地下水可利用總量的同時(shí)保障用水安全。
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