加强地下水管理以控制地面沉降

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加强地下水管理以控制地面沉降

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 1828 0


  1.对地面沉降和地下水关系的认识

  1.1地下水的不合理开采是我国地面沉降的主要诱因地面沉降是指在一定的地表面积内由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象,是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。近几十年来,人类过度开采石油、天然气、固体矿产、地下水等直接导致了今天全球范围内的地面沉降。地面沉降具有形成缓慢、持续时间长、影响范围大、防治难度大的特点。随着人类社会经济的发展和人口的增加,地面沉降问题越来越严重,沉降面积不断扩大,在人口密集的大中城市,地面沉降现象尤为严重。因此,地面沉降的发生固然有一定的自然地质原因,但它与人类活动密切相关,主要是人类的不当行为带来的后果。在我国,地下水的不合理开采是地面沉降的主要诱因。

  1.2地下水与地表水相互转化,有大量重复在《中国大百科全书》中,水资源被定义为“地球表层可供人类利用的水,包括水量(水质)、水域和水能资源,一般指每年可更新的水量”。《中华人民共和国水法》中规定,“本法所称水资源,包括地表水和地下水”。广义的水资源是指在地球的水循环中,可供生态环境和人类社会利用的淡水,它的补给来源是大气降水,它的赋存形式是地表水、地下水和土壤水。从这些定义和界定中可以看出,不能人为地将地表水与地下水相互转化的关系割裂开来,地下水与地表水的关系是十分紧密的。地下水资源与相应流域内的地表水资源之间存在着密切的水力联系并相互转化,地下水与地表水的开发利用相互影响、不可割裂,这是水资源的自然属性所决定的。根据当前正在开展的全国水资源综合规划第一阶段成果,全国水资源总量为28405亿m3,其中地表水资源量为27328亿m3,约占水资源总量的96%,浅层地下水资源量8219亿m3,地下水资源量中与地表水资源量的不重复计算水量为1083亿m3,约占水资源总量的4%,大量的地下水资源与地表水是重复的。

  1.3地下水开采应以浅层为主地下水是赋存在地下岩石中的水。所有的岩石或多或少都含有地下水,但并不是所有岩石都是含水层。只有那些既含有一定量的水,又能让地下水流动的地层才叫含水层,否则就是隔水层。当然,这种划分只是相对的。按照地下水与含水层和隔水层的关系,地下水含水层可划分为“潜水含水层”和“承压含水层”。这两个引进的术语实在翻译得令人费解。不仅外行人听不懂,内行人也往往被搞糊涂。一般认为采用“开放含水层”与“封闭含水层”能更好地反映两种含水层的本质差别。

  如果含水层中的地下水没有充满整个含水层,情况就和河流、湖泊、水库等开放水体相似。当含水层中地下水体积增加或减少,地下水位就会上升或下降。这种含水层应当叫做“开放含水层”。开放含水层由于它的开放性,很容易直接从大气降水,或地表水体得到补给,因而其中的淡水资源比较容易得到再生,以保证可持续发展的需要。目前全世界开采的地下水,绝大部分来自开放含水层。

  如果含水层上面被隔水层所覆盖,而且地下水充满了含水层,就变得和封闭的自来水管道相似了。地下水位有升降变化时,含水层体积受上复隔水层的限制,不能象开放含水层那样自由变化。这种含水层应当叫做“封闭含水层”。深部含水层绝大多数属于封闭的承压含水层,由于极难得到大气降水的补给,所含的淡水资源属于不可再生资源。

  在这种情况下,水资源只定义到河流、湖泊以及积极参加水文循环的浅层地下水(或称在开放含水层中的地下水)。在水资源供需关系比较紧张的地区,往往对深层地下水(或称在封闭含水层中的地下水),也当作资源来利用。但封闭含水层中的地下水基本得不到通过全球水文循环中水量的补充更新,长期大量采用将引起一系列的如地面沉降等环境灾害。因此一般认为,大量长期开采这种深层地下水会导致地下水位迅速下降和地面沉降,因此仅适于作为应急性临时水源,不属于可大量长期持续利用的水资源。

  2.我国地下水超采问题

  水资源的开发首先从地表水开始。我国为了解决当时“南粮北运”的窘困状况,自七十年代后期开始在华北平原大规模开发地下水,在保障我国粮食安全和城乡供水安全方面取得了巨大的成绩,同时也缓解了长期以来因地下水位过高带来的盐碱化问题。从此,全国范围内地下水资源开发能力不断增强,开发利用量逐年增加。目前地下水利用量已占全国总用水量的30%以上,北方一些地区甚至达到了60~70%。

  近年来,随着经济社会的快速发展,我国水资源短缺和水环境恶化等问题越来越突出,地下水严重超采问题也日趋严重。至2000年,全国有24个省(自治区、直辖市)出现了地下水超采问题,地下水累计超采量达1531亿立方米,超采区面积从80年代初期的8.7万平方公里扩展到2000年的近19万平方公里。地下水严重超采引发了一系列生态与环境问题。据不完全统计,全国因地下水超采引发的地面沉降总面积已超过6万平方公里。地面沉降面积的大面积发生,使许多城市的道路桥梁、港区码头、地下管线等市政设施遭到破坏,地面塌陷、农田废耕、楼房裂缝,给人民群众的生命财产安全造成重大损失,防洪标准降低,各种监测基准点偏差,直接影响国民经济各部门建设。仅长江三角洲以南地区因地面沉降造成的直接经济损失就超过200亿元,间接损失近3500亿元。加强地下水开发利用管理,控制地下水超采,以及因超采引发的地面沉降等生态与环境问题,促进地下水资源可持续利用和生态与环境保护,已经成为社会关注的热点,成为服务型政府一项不容忽视的工作。

  3.当前开展的地下水管理与保护

  主要工作国家对地下水资源管理和生态与环境保护问题高度重视,水法规定“在制定水资源开发利用规划和调度水资源时,应当注意维持地下水的合理水位,因为违反规划造成地下水超采、地面沉降、水体污染的应当承担治理责任。”在新的治水思路中,明确提出在对水资源进行开发、利用、治理的同时,要更加重视生态与环境保护,加强水资源的配置、节约和保护,实现人与自然和谐共处。在水资源利用方面,实行地表水、地下水及其它水源优化配置,特别是要结合地下水的特点,严格开发利用和保护;根据水资源的承载能力,确定经济社会发展结构和规模,维系良好的生态系统,促进水资源利用和经济社会的协调发展。着眼于全面建设节水型社会,统筹解决中国水问题。

  近年来,在中央治水方针和新的治水思路的指导下,水利部切实加强了地下水资源开发与保护工作,先后编制完成了《全国地下水资源开发利用规划》,《节水规划纲要》和《水资源保护规划》。2003年,水利部下发了《关于加强超采区地下水资源管理工作的意见》,明确提出全国地下水超采区治理的工作目标、任务和具体措施,拟通过采取优化配置、科学开采、有效控制,严格保护等措施,在2020年以前有效解决地下水超采问题;水利部还以河南省为试点,在全国启动了地下水保护行动,全国有8个省区划定了地下水超采区,江苏、辽宁、新疆、山西、山东济南等省区(市)地下水超采区治理工作初见成效。全面启动了南水北调东中线受水区地下水压采方案编制工作,拟结合该调水工程的实施,全面压缩地下水开采量。水利部和国家发改委还联合制定了《建设项目水资源论证管理办法》,进一步规范、强化取水许可审批,对地下水开采实行总量控制,从源头有效控制地下水超采。在完成新一轮水资源及其开发利用评价的基础上,正组织编制全国水资源综合规划,按照全面建设节水型社会的要求,优化配置水资源,满足经济社会发展和生态与环境用水需求。着手组织全国地下水功能区划定工作,根据地下水的特点及功能属性,科学划分地下水功能区,界定地下水可开采量,实行总量控制和定额管理,促进地下水资源可持续利用和生态与环境的有效保护。

  4.地下水超采治理

  加强地下水超采区治理,控制地面沉降全面贯彻国家新时期的治水方针,从可持续发展的战略高度推进地下水资源管理,加强超采区的控制与管理。对水资源进行统一调查评价,统一规划和统一调配。明确地下水超采区控制和治理的目标和任务,坚持因地制宜,突出重点,采取建立机制、强化管理、合理配置、有效保护和涵养水源等综合治理措施,遏制地下水超采,逐步实现地下水采补平衡,改善生态与环境,实现地下水资源的可持续利用,促进经济社会的可持续发展。

  4.1科学规划,综合治理从地下水超采区水资源条件和实际状况出发,结合当地经济社会发展和生态建设需要,科学规划地下水资源开发利用总体布局,明确不同阶段地下水超采区控制和治理的目标和任务,提出具体治理实施方案。建立相应的管理体制和机制,采取合理的综合保障措施。

  4.2突出重点,全面推进以地下水严重超采区为控制和治理的重点,加大投入,加快治理,通过工程措施与非工程措施并举,使地下水严重超采区的超采形势得到明显改善。以点带面,兼顾推进一般超采区的控制和治理。加强地下水动态监测,采取有效措施,防止出现新的地下水超采区。

  4.3合理配置,加强调控超采区地表水与地下水应进行联合调度与合理配置。优先利用地表水,严格限制开采地下水,充分利用其它水源(雨水、污水处理回用、海咸水利用等),同时采取调整用水结构、调整水价等多种宏观调控手段,促进水资源配置结构趋于合理,逐步控制地下水超采。

  4.4总量控制,计划开采加强

土工膜是一种以高分子聚合物为基本原料的防水阻隔型材料。主要分为: 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅宽、厚度规格齐全。2.具有优良的耐环境应力开裂性能及优良的耐化学腐蚀性能。3.优良的耐化学腐蚀性能。4.具有较大的使用温度范围和较长的使用寿命。5.使用于垃圾填埋场、尾矿储存场、渠道防渗、堤坝防渗及地铁工程等。

超采区水资源的统一管理,以实现地下水采补平衡为目标,根据各地实际,实行超采区地下水年度取用水总量控制和定额管理,采取综合措施,实行计划用水,强化节约用水。

  5.近期重点工作设想

  5.1加强地下水开发利用与保护政策法规建设我国尚未制定关于地下水资源管理和保护的专项法律或法规,目前只在已颁布施行的有关法律、法规中对地下水资源的管理和保护作了一些分散的规定,加强相关立法工作是一项十分急迫的工作。抓紧出台《超采区地下水资源管理办法》,依法推进超采区地下水管理工作。“十一五”期间将开展《地下水资源管理条例》的制定工作,通过法律手段,强化对地下水资源的管理与保护。加强地下水管理的政策标准建设,规范地下水开发、利用、保护、配置等行为。

  5.2加大超采区治理力度,全面推进地下水保护行动计划根据地下水超采区治理规划确定的治理目标,以地下水严重超采区为重点,组织开展地下水超采区专项治理。开展地下水补源工程建设。因地制宜,采取有效措施,增加地下水的有效补给。补源措施以增加地下水天然补给为主,适当开展人工回灌。补源工程的建设,要与当地水利建设、生态保护紧密结合起来,纳入水利建设和生态建设保护规划和计划。

  5.3建立和完善地下水凿井工程建设监督管理加强水利凿井施工队伍的管理,制定水利凿井施工企业行业准入制度,加强取水工程施工过程管理,合理规划浅层地下水井布局,避免集中时间、集中地区取水。严格按照水资源统一规划和地下水限、禁采区划分的有关规定进行施工。对非法凿井的现象,要制定查处办法。

  5.4建立和完善地下水动态监测网络,加强地下水位动态监测建立和完善国家、流域和省级三级地下水监测网。国家级监测网为国家地下水资源开发利用的监督管理和宏观政策制定提供依据;流域级监测网为流域机构指导、监督流域范围内地下水开发利用提供支撑,为协调省际地下水开采可能产生的水事矛盾提供协调依据;省级监测网为辖区内地下水开发利用和监督管理提供基础数据。在三级监测网基础上,还可根据科研、资源勘察等目的,建立专业监测网。

  5.5建设地下水动态管理信息系统经过多年来对地下水管理工作的积累,各级水行政主管部门掌握了丰富的开采量、水位、水质等基础资料,同时,模型预报技术和地理信息系统等相关技术都取得了重大进展,为建立地下水动态管理信息系统提供了技术保障。开展地下水动态管理信息系统建设,便于地下水管理信息的存储、管理和发布,可为管理决策提供及时、高效的支持,提高地下水开发利用和保护工作的现代化水平。

  6.结语

  地面沉降控制研究是一门跨领域、多学科的综合研究,地面沉降的有效治理,需要不同地区、不同部门、不同专业协调一致的共同努力。只有相关领域在地面沉降控制问题上的相互沟通、交流和借鉴,提高综合学术水平、技术能力和管理水平,才能推动我国地面沉降问题的科学治理。随着水资源统一管理的不断完善,水务体制改革的进一步加强,水资源管理部门应该为控制地面沉降有更多地作为。


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