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天然环境水文地质问题有哪些

发布时间: 2021-01-30 13:56:09

Ⅰ 与地下水有关的主要环境地质问题

调查结果表明,受柴达木盆地自然地理及水文地质条件制约,加之城市及工农牧业布局相对集中,各地产业结构不稳,人类工程活动或自然原因导致的与地下水有关的环境地质问题具有类型少、分布范围小、延续时间短的特点。有历史时期产生过而目前已消失的问题,也有目前存在并进一步加剧的问题,还有将来有可能产生的问题。归纳起来有4种类型,包括8个问题,第一类是因不合理开发利用地下水资源引起的地下水位持续下降(降落漏斗)、咸水入侵、水质咸化问题;第二类是因不合理利用地表水资源引起地下水补给源减少使地下水位下降导致的荒漠化(土地沙化)和湖泊萎缩问题,农灌区大水漫灌使地下水位上升导致的土壤次生盐渍化问题;第三类是因对水资源保护措施不当引起的地下水污染问题;第四类是因自然条件改变而潜在的地下水资源衰减问题。

一、区域降落漏斗

(一)诺木洪

盆地内的诺木洪农场形成过区域下降漏斗,现在已消失。该农场自1955年建立,1965年开始开采地下水浇灌农田,1980年开采井为35眼,灌溉季节实际开采量11.3272×104 m3/d,到1986年8月调查时为27眼、生活供水井4眼,共31眼,分散在农田和各大队队部所在地,灌溉季节实际开采量13.9283×104 m3/d,浇灌耕地1166.7hm2。1986年根据各开采井成井时静水位与开采15~20a的各开采井的静水位绘制农场地下水位降落漏斗,在开采区范围内形成东西两个椭圆形下降漏斗,东漏斗面积28.26km2,西漏斗面积34.53km2。其中心区静水位下降值前者1.28~3.25m,后者1.38~2.81m。农供水源地虽属季节性开采,在年内开采期为135d左右(小麦生长期),该区地下水径流量为16.1917×104 m3/d,径流量超过实际开采量的16.25%。农灌后期便是枯水期,补给量较小,农灌水回渗期已过。两个漏斗未连成一片,原因是降雨季节洪水大量入渗补给,使地下水得到一定量的补给。在冲洪积扇轴部地下水径流量较大,作为两个独立漏斗在此期间又得到地下水的补给。此间采补基本达到平衡,两个漏斗存在则是长期非季节性的。据1987~1997年地下水长观资料,两个降落漏斗一直存在。

通过2003年和2004年两次丰、枯水期全盆地的地下水位统测,对所取得的各地地下水资料进行对比分析,发现诺木洪农场区东、西两个区域降落漏斗中地下水基本得到恢复。西漏斗中心水位埋深原为10.35m(1982年),静水位下降2.35m,2005年调查时水位埋深为5.74m,比原来静水位上升2.26m。东漏斗中心附近一孔水位埋深原为16.37m(1982年),静水位下降0.03m,2004年调查时水位埋深为12.86m,比原来静水位上升3.48m。原因是随着青海省劳改局近几年农场的改制,农场大片耕地弃耕或外包给个体农户耕作;由于抽取地下水需要支付高额的电费,一般个体农户受经济条件限制,对地下水开采量也逐渐减少,多以地表水灌溉为主,地下水得到充分的河水入渗补给,水位得到恢复。据2003年调查,农场开采地下水量235.41×104 m3/a,其中农灌用水开采227.91×104m3/a,比1980年地下水开采量减少了1644.91×104 m3/a。

根据各地城镇和农业开采井调查,地下水开采量较大的还有格尔木市和德令哈市,其他地区开采量较小,均未超采,未形成区域降落漏斗。

(二)察尔汗

盐湖区液体矿产资源超采存在于柴达木盆地察尔汗盐湖地区。由于近年来各化工厂大规模开采晶间卤水,已形成区域降落漏斗。据察尔汗盐湖勘探资料,区域降落漏斗主要分布于察尔汗火车站以北的铁路两侧及以东地区,面积总计为500km2,总开采量达2.564×108 m3/a(图8-1)。

图8-1 察尔汗盐湖别勒滩区段卤水埋深等值线(2003年4月)

在停采后区域降落漏斗,边缘仍向外、向下扩展,中心有所上升。因补给量较难计算,仅能据此区域降落漏斗的观测资料认为:开采量已远超过允许开采量,基本属于疏干开采,对盐化工业带来了地下水位下降后抽水成本增高、采卤渠修建成本增高等困难。

二、咸水入侵———冷湖

柴达木盆地因开采程度低,只有在冷湖镇出现了咸水入侵的环境问题。原因是冷湖镇供水水源地布设不合理,个别开采井靠近咸水区。

冷湖镇水源地在冷湖北岸冲洪积扇约1.2km的潜水浅藏区,开采井共5眼,呈分散式同深开采并垂直地下水流向,1987年以前日开采量5920m3。据调查,开采时动水位11~13m,形成了下降漏斗,其半径956~1130m,漏斗已扩展到半咸水、咸水区,引起了咸水倒灌。据访问供水管理人员,称水质与水源地启用时比较有明显变咸趋势。该水源地地下水水质变咸后,于1989年在原水源地北又重新开辟新的水源地。

图8-2 柴达木盆地工程布置不合理造成咸水入侵平面示意图

图8-3 柴达木盆地工程布置不合理造成咸水入侵剖面示意图

据调查,由于青海省石油局20世纪90年代外迁,人口骤减,现人口2.08万人,年地下水开采量128.1×104 m3,开采量比以前减少近一半。经2002年、2003年和2004年在水源地取样分析,一些水井水质已变咸,水化学类型属SO4·Cl·(HCO3)-Ca·Mg型。由于现状开采量较小,并不是超采地下水引起的咸水入侵,而是因工程布置不合理造成的(图8-2、图8-3)。

三、水质咸化———格尔木

盆地水质咸化现象仅在格尔木河冲洪积扇戈壁带右翼发现,该区域内的浅埋潜水上、下段出现水质变异,在供水井上的表现只是孔深不同、过滤器的置放位置有差异。尽管孔位很近,水质却相差较大(表8-3)。1990年施工的西藏粮食局供水井(孔深66.42m),成井后因水质4项超标而废弃。在与原井相距10m处重新凿井一口,只把孔深加大到101.08m,水质却较佳。上、下段水质“分界”深度约80m。

水质咸化的主要原因是该地区地表或浅层普遍存在一层古盐壳。在开采过程中,由于管道漏水等原因将盐壳中的盐分溶滤到含水层中,导致水质咸化。20世纪80年代初该地区地下水位普遍上升,溶滤了古盐壳的盐分,也造成水质咸化;另外,1998年、1999年两年格尔木市农牧局为绿化城市于水源地上游营造了60亩防风林带,采用大水漫灌,使包气带盐分溶解并大量下渗而造成TDS等急剧升高。

表8-3 格尔木河冲洪积扇戈壁带右翼开采井水质垂向分异统计表

四、荒漠化(沙漠化)

柴达木盆地是我国著名的地质历史时期形成的荒漠盆地,土地辽阔,可有效利用的土地面积却十分有限。柴达木盆地荒漠化以原生和次生盐渍化、风蚀和风积沙漠化为主,水蚀荒漠化次之。根据2004年遥感解译资料,对盆地平原区沙漠化现状进行阐述。

柴达木盆地平原区沙漠化面积大,分布较集中,沙漠化程度差异较大。地表景观以戈壁、风蚀洼地、风蚀残丘、风积新月形沙丘、梁窝状沙丘、风积沙地、沙被等为主。柴达木盆地沙漠化土地面积达75736.9km2,占平原区总面积的54%(表8-4);其中轻度沙漠化土地面积为5885.3km2,占沙漠化土地总面积的8%;中度沙漠化土地面积为7045.9km2,占沙漠化土地总面积的9%;重度沙漠化土地面积为62805.7km2,占沙漠化土地总面积的83%。自从1960年盆地大规模开荒和修筑公路、铁路、矿产资源开发及大规模开采地下水以来,绿洲带地下水位下降,植被退化,沙漠化面积迅速扩大,沙化加剧,严重威胁工农业生产和当地居民生活,制约着当地经济的发展。都兰地区北部大面积农田被风沙覆盖,青年农场的耕地有2/3被风沙覆盖,被迫弃耕;香日德农场北部沙害严重,沙丘堆积高度已达数米,农田已被风沙覆盖,被迫改为林地,成为防护林带。

五、湖泊萎缩———西台吉乃尔湖、托素湖

托素诺尔又名托素湖,位于柴达木盆地北缘德令哈市西南,为典型的内陆盐湖。呈边长约20km的等边三角形,面积192.8km2,平均水深3.5m,最深达25.70m。主要接受其北部的姊妹湖———库尔雷克湖水补给,以蒸发方式排泄,湖水面积不断减小;湖水中TDS不断升高,1961年北岸为14.4g/L、南岸为15.25g/L,1984年为35.74g/L,属Cl·SO4-Na·Mg型。

西台吉乃尔湖位于东台吉乃尔湖西侧,水深0.4m。主要接受台吉乃尔河水和平原区地下水的补给,以蒸发方式排泄,TDS 310~330g/L,属Cl-Na型。湖底沉积石盐。遥感解译证实,湖泊严重萎缩,湖泊面积1976年时334.20km2,1990年为168.17km2,2000年变为43.37km2,占原湖水面积的13%。经过25年,湖水面积减小了290.83km2

在苏干湖流域,利用1990年TM数据和2000年ETM数据进行了影像对照,其结果是:2000年全流域湖泊水域11.73km2,其中苏干湖水域面积为10.28km2;流域内有绿洲及沼泽湿地79.36km2,主要分布于苏干湖东的大哈勒腾河下游冲积扇前缘;流域内现代冰川面积36.50km2,沙漠面积210.15km2。较1990年相比,水域面积减少了4.24%,现代冰川减少了27.71%,绿洲、沼泽湿地减少了6.36%,沙漠扩大了14.32%(图8-4)。

表8-4 柴达木盆地荒漠化土地统计表

大哈勒腾河自出山口至尾闾湖区与地下水几经转化,湖泊及地下水主要受大哈勒腾河补给,并维系着环湖地区的生态环境;大哈勒腾河因接受冰川消融水的补给而较为稳定。若冰川面积大幅减少或于上游向流域外引水,必将使本区绿洲生态用水和湖泊生态用水减少,导致绿洲、沼泽湿地面积减少,湖泊日趋消亡,最后将引起该流域生态环境全面恶化。

图8-4 苏干湖流域主要生态环境要素不同时相影像对比结果

六、盐渍化

(一)柴达木盆地盐渍化现状

据2004年遥感解译资料,柴达木盆地土地盐渍化以原生盐渍化为主,次生盐渍化次之;盐渍化土地总面积达35810.8km2,占平原区总面积的25%。其中原生盐渍化土地面积为35468.3km2(表8-5),占盐渍化土地总面积的99%;主要分布于湖盆中心的环湖地带,地表以盐壳、盐霜、盐斑为主,多为荒漠盐渍区,荒漠草原盐渍区次之。

表8-5 柴达木盆地原生盐渍化土地统计表

柴达木盆地次生盐渍化土地面积为342.5km2(表8-6),占盐渍化总面积的1%;主要分布于格尔木、诺木洪、郭勒木德乡和香日德等农耕区;地表以盐霜为主,盐斑次之,多属荒漠草原盐渍土区,其分布范围主要受季节影响和人类活动控制。次生盐渍化程度因地而异,格尔木、德令哈地区农耕区盐渍化程度高,宗巴地区农耕区盐渍化程度相对较低。

表8-6 柴达木盆地次生盐渍化土地统计表

(二)盐渍化原因

柴达木盆地盐渍化的产生既有自然原因,又有人为原因。原生盐渍化完全受到自然因素控制,柴达木盆地气候属于典型干旱极干旱型,蒸降比高达40∶1,在历史时期严酷的荒漠气候及强烈的蒸发作用,使盆地平原区地下水浅埋带盐分在近地表大量积累,形成大面积的原生盐渍化。

次生盐渍化主要受控于人类活动。柴达木盆地因降水稀少,无灌溉就无农业,在地下水水位埋深较浅的农业区,发展自流渠灌后,因采用大水漫灌、只灌不排等不合理的灌溉方式,致使地下水位上升到小于蒸发临界值,日积月累盐渍化程度逐年加剧,土壤含盐量不断增加,形成次生盐渍化土地。

七、地下水污染

柴达木盆地城镇中“三废”以直排为主,尤其是工业与生活污水主要是向地表河流、排污渠及池塘等地表水体中排放,造成部分城市浅层地下水污染。目前由于地下水淡水分布区高污染的工矿企业少,污水排量不大,地下水中污染成分简单,污染程度不是很高,范围不是很广。经此次调查,发现少部分地点有Pb、油及挥发性酚的污染。Pb仅在大柴旦镇地下水中超标,其含量为0.275mg/L,为硼酸厂排放的废液造成的;油及挥发性酚污染多集中于格尔木市与花土沟镇,这与当地的石化工业有极大关系(表8-7、表8-8)。

随着城市的发展,“三废”排放量将会增大,应对该问题重视。

(一)格尔木市地下水污染

格尔木市是盆地南缘一座新兴的现代工业城市,位于戈壁带与绿洲带交界处,现有常住人口20.36万人;是海西蒙古族藏族自治州国民经济生产总值增长最快的城市,同时也是柴达木水资源利用最多的城市。据调查,每天城市用水为10×104 m3/d,生产、生活污水排放量达2.33×104 m3/d。这些污水仅沿市区主要街道铺设的下水管道排向格尔木东河、西河。无排污设施地方的污水则就地排放,造成市区地下水污染。格尔木地下水污染是在1984年格尔木河东地区首次发现,污染因子为总硬度、TDS、氯化物,污染面积1.47km2;1989年达8.37km2。此外还出现了油类和酚类污染,其中以格尔木东水源地上段水质恶化较快,TDS、硫酸根超标1倍多,氯离子超标3.5倍。格尔木市污水处理厂虽然已建成,但生活污水、工业废水排放设施滞后,地下水污染问题仍然存在。

表8-7 柴达木盆地油含量≥0.05mg/L地下水取样点

表8-8 柴达木盆地挥发性酚含量>0.002mg/L地下水取样点

地下水污染中最严重的是油类污染,其污染源主要为格拉(格尔木—拉萨)输油管线。该输油管线于20世纪80年代建成,沿格尔木河岸铺设,区内长度约150km,有三个加压泵站。由于输油管线年久失修、管线漏油和泵站废油排放,先污染地表水,河水入渗地下又污染了地下水。据2003年4月监测资料表明,格尔木冲洪积扇地下水石油含量为0.13~0.89mg/L,样品检出率100%(图8-5)。与2002年相比,石油类污染有所减轻,污染范围仍与上年相同。油类污染减轻的主要原因是输油管线的改造和加压泵站废油排放量减少。

图8-5 格尔木市东水源地地下水石油类含量历时曲线图

(二)盆地其余地区地下水污染

盆地中矿产资源开发正处在起步阶段。除格尔木市和德令哈市外,其他城镇人口不多;工矿企业零散,生活、生产废水排放量不大。由于缺少多数城镇地下水水质背景资料,因而难以确定水质污染程度。作为地下水污染源几乎每个城镇均存在,污水、工业废水则是就地排放。除格尔木市建有污水处理厂外,其他各城镇均未建有污水处理设施。

花土沟镇。该区主要污染物为采油厂排放污水,主要污染指标以油类为主。据2003年调查,每天污水排放量达1348.18m3/d,这些污水未经任何有效处理就地排放渗入山前戈壁带。

锡铁山工业废水。该区污染源主要是铅锌矿区洗矿污水、矿山开采时产生的污水和火电厂排放的废水。污水排放量为5.771×104 m3/a、52.22×104 m3/a和78.43×104 m3/a,总排放量达136.42×104 m3/a。废水一般径流1~1.5km后全部入渗地下,造成地下水污染。废水中含有大量铅、锌、汞、镉和砷等有害物质成分。若不实施污水处理,将会对察尔汗盐湖造成污染。

都兰县。都兰县城周围有7个选矿厂,其中铅锌选矿厂3个,铁矿厂4个,有两个位于夏日哈河上游,5个位于察汗乌苏河上游。这些选矿厂均为乡办或个体经营,设施简陋,生产工艺低下,选矿所用废水未经处理就地排放。都兰县城和夏日哈镇均处在污染源下游地段,有关部门应高度重视。

格尔木市大格勒乡位于都兰县和格尔木市管辖交界处,其上游大、小五龙沟属都兰县辖区。20世纪90年代末由于在五龙沟内发现金矿(岩金),曾一度大量开采矿石,黄金堆浸采用氰化物。在小五龙沟谷南侧山坡处,有面积达0.3km2的氰化物废液沉淀池。沉淀池下部未进行任何有效防渗措施,地表为粉砂土,以下为漂卵砾石,对地下水构成极大的潜在威胁。污染源尚在,应引起有关部门重视。

八、地下水资源衰减

(一)工程拦蓄使地下水补给量减少

柴达木盆地水资源的形成与分布是以山区水资源在平原区的重复转化为其基本特征。德令哈市怀头他拉水库建在巴罗根河出山口处,截获了河流的全部水量,并将河水引入渠道;除水库坝下少量渗漏和渠道渗漏外,在洪水期也没有多少河水可渗入地下,因而该区地下水资源大幅减少。

渠道引水导致地下水资源贫化在盆地内各灌区也较为普遍。盆地各冲洪积扇的地下水资源主要依靠河水渗漏补给,当河水引入渠后大部分或全部河水在渠道中运行,其渗漏量远远小于天然河道的下渗量。据调查,香日德农场1眼井,成井时(1974年8月31日)水位埋深77.27m,1987年6月1日实测水位埋深为100.33m,2003年8月实测水位为111.08m,每年下降1.17m。

(二)因自然条件改变而潜在的地下水资源衰减问题

在柴达木盆地的高山区广泛分布有现代冰川,总面积有1358.46km2,冰川储量1135×108 m3,冰川年融化水量9.18×108 m3,占整个柴达木盆地河川径流补给总量的20%,成为柴达木盆地哈勒腾河、鱼卡河、塔塔棱河、那陵格勒河、格尔木河、香日德河、巴音郭勒河等主要河流的最初水源和径流的重要补给来源。

受全球气温持续升高的影响,盆地平原区多年平均气温总体呈上升趋势,并以0.0155~0.062℃/a的比率上升。山区多年平均气温同样会不断上升,气候逐渐变暖,本区冰川萎缩趋势加剧。如祁连山区的喀克图蒙克冰川,最高海拔为5696m,1993年时冰川面积为44.5km2,至2001年时冰川面积降为40.9km2;8年来减少3.6km2,平均每年减少0.45km2,萎缩率为1.01%(图8-6)。气温持续上升,高寒区的冰川大量消融,短期内增加河流径流量,增加对地下水的入渗补给量;当冰川萎缩到一定程度后,受冰川融水补给的上述河流流量变小,对其下游地下水的补给量减少而使地下水资源衰减。

图8-6 塔塔棱北山冰川萎缩1976年与2001年冰川面积比较

Ⅱ 环境水文地质学的介绍

环境水文地质学(environmental hydrogeology)是研究自然环境中地下水与环境及人类活动的相互关系回及其作用答结果,并对地下水与环境进行保护、控制和改造的学科。 环境水文地质学分为两大类、六个方面的内容。环境水文地学是以水文地质学为基础,研究水文地质环境与环境质量关系的一门学科。也就是说,环境水文地质学是研究与地下水有关的在天然条件或人为因素的影响下,与人体健康或人类生活及生产活动相关的各种环境水文地质问题,进而防护、改善和治理的一门科学。

Ⅲ 人类活动引起的环境水文地质问题

一、土地的次生盐碱化与沙漠化

不合理的开采地下水,可导致土地的次生盐碱化。如渤海湾沿岸的许多地区,因过量抽取地下水而导致海水入侵,造成了沿岸土地的次生盐碱化;甘肃石羊河下游的民勤盆地,因抽取了深层高矿化地下水浇地,而使大片耕地盐化。

不合理开采地下水造成生态环境恶化的另一个后果是土地的沙漠化。中国的沙漠面积本来就不小(包括沙漠、沙漠化土地面积约153.3×104 km2),而过度的垦荒、毁林和过量开采地下水又导致沙漠化的加剧。以甘肃河西走廊的石羊河流域为例,自20世纪60年代后期开始,由于上游河水被武威盆地大量取用,致使石羊河进入民勤盆地的水量大减,加之盆地内数千眼灌溉机井超量开采地下水,造成盆地内地下水水位普遍下降3~7 m,这使依靠地下水成活的沙枣、梭梭、白刺灌丛等防风固沙植被不断衰亡,草丛退化。在7.24×104 hm2的林地中,植物生长衰败,土地已经沙化的达67.7%,其中成片死亡的达0.87×104 hm2。同时绿洲内部由于植被衰退也引起了沙丘的活化,腾格里沙漠正以每年6~8 m的速度侵蚀绿洲,给几百个村庄的76 000余人饮水和农业生产造成极大的困难。二、环境地质灾害

(一)地面沉降与塌陷

地下水是维持土体应力平衡和稳定状态的一个重要因素,大量抽取地下水,降低了含水层的水头压力,改变了土体结构,必然破坏土体原有的应力平衡和稳定状态,从而导致地面沉降、地裂缝、地面塌陷等环境灾害的发生。

我国的地面沉降,继上海、天津、宁波等滨海城市发生之后,在一些远离海岸的内陆城市,如北京、苏州、无锡、常州、太原、西安、开封以及河北平原的某些灌区,均相继出现不同程度的地面沉降。上海和天津的最大沉降量已分别达到2.37 m(1921~1965年间)和2.70 m(1988年,苏河源等),由于地面沉降,使城市污水和雨水经常积存市区而不能及时排出,洪水和海潮灾害日益加重,一些地面建筑出现开裂和歪斜。天津市的地面沉降,已使海河干流两岸的防洪堤普遍下沉了1~2 m,加上河道淤积河身变浅的影响,海河的排泄能力已由原来的1 200 m3/s下降到400 m3/s;许多河闸也因不均匀沉降而损害,致使市区洪涝灾害加重,目前天津市区以及塘沽、汉沽、大港等滨海地区的地面只高出海平面不足2 m,如果继续沉降,将遭受海水淹没的严重威胁。

地面塌陷是覆盖型岩溶区开采地下水时最严重的环境地质灾害。这是因为在这一地区开采(或疏干)地下水时,由于岩溶洞穴充填物和水体的排出以及松散盖层中潜蚀作用的加剧,破坏了覆盖层的稳定性而导致地面塌陷。据不完全统计,全国各地因开采地下水而引起的地面塌陷已多达800余处。由于岩溶区的地面塌陷灾害常具突发性,因此它比地面沉降灾害更难以预防,危害更为严重。如20世纪80年代初,山东省泰安市区的地面塌陷曾使津沪铁路的行车安全受到严重威胁,以致不得不投入大量资金加以整治。秦皇岛市柳江盆地水源地,开采量为50 000 m3/d,水源地投产半年后,在水源地四周24 km2范围内相继出现地面沉降、地面开裂和总面积达28.32×104 m2的286个地面塌陷坑,使16个村庄的1 700间房舍遭到破坏。地面塌陷已是开采利用覆盖型岩溶区地下水最主要的环境制约因素。

(二)海水入侵

在天然状态下,沿海地区含水层中的淡水和海水保持着某种平衡状态。但是,由于淡水的大量开采破坏了这种平衡,使海水入侵到淡水含水层,使淡水水质恶化。

早在1889年荷兰人吉本(E.W.Ghyben)和1901年德国人赫兹伯格(B.Herzberg)分别独立提出了相同的确定海水入侵的咸—淡水突变界面位置的计算公式,即吉本-赫兹伯格公式。在天然条件下,大陆含水层中的淡水是排入海洋的,咸、淡水体之间的平衡条件使依靠含水层中淡水体保持了比海平面更高的水头压力来维持的,其咸、淡水界面的具体位置,是由含水层排入海中的淡水流量来确定的,一般淡水排泄量越大,界面距海岸线越近。

吉本-赫兹伯格公式是以咸-淡水互不混溶的突变界面为基础,但实际上,咸-淡水界面并非一个突变界面,而是一个变化着的过渡带。只有当过渡带厚度相对于含水层厚度很小可以忽略时,才可视为突变界面。近年来许多学者利用更为先进的溶质运移模型来研究沿海地下水的海水入侵问题。含水层海水入侵的控制方法有:限制地下淡水的开采量、实施人工回灌的注水脊、抽水槽方法和隔水墙措施等。

(三)其他环境负效应

不合理的开发地下水除引起上述明显的环境灾害外,还诱发一些不易被人们察觉而又十分重要的水环境负效应。例如:由于超量开采地下水,区域地下水位的大幅下降已使天津市沿海地区地表水体的覆盖率由20世纪50年代的27.8%,减少到80年代的7.7%,在全区土地沙化和盐碱地扩大的同时,近40年以来的降水量也在波动中持续地减少,空气湿度在持续下降,气温在波动中缓慢上升。如该地区70年代每5年平均升温0.5℃,80年代每5年平均升温0.2~0.3℃。此外,我国西北干旱地区的许多内陆湖泊,如青海湖、博斯腾湖等皆因四周河水及地下水被大量开发引用,而使湖水水位逐年下降,湖泊面积逐年缩小。我国北方地区的岩溶大泉,因泉域内的地下水被过量抽取而面临流量衰减以致断流的威胁,如我国著名的泉城——济南市,由于过量开采岩溶水,致使闻名中外的趵突泉自1974年后开始出现不定期的断流,到降雨量较小的1989年时,该市著名的72泉全部干涸,使以涌泉为核心的风景点黯然失色,给当地旅游业带来了极大损失。

(四)管理与防治措施

因地下水开采所引起的一系列正、负环境地质效应以及由其诱导而产生的环境、生态和社会经济状况变化的原因是十分复杂的。但多数情况下可归结为地下水采补平衡状态的破坏和地下水位升降的结果,因此,从技术管理上看,进行合理的水资源调蓄,优化控制地下水位显然是进行地下水管理的最基本内容。

此外,还要针对各地区的具体情况,开展地下水天然补给的防护和人工补给的利用;抽水地点的优化和抽水量随时空变化的设计;地下水水质保护、废水的改良以及地表水与地下水(包括引进水和资源化水等其他水源)的联合协调开发和利用等工作。

当然,完善的地下水管理,还必须要有健全的管理机构和合理的法律保证,只有这样才能使用水者在从环境、经济、技术上获得最大效益的同时,又使生态、环境地质负效应得到最大限度的控制和改善。

三、水质污染

随着社会经济的发展和人口的增长,废物的排放量也在不断地增加。废气、废水和固体废物的排放已经严重地污染了空气、地表水和地下水资源,使人类生存和发展中必不可少的宝贵水资源变得无法使用。

(一)污染来源与污染途径

土壤和地下水中的污染来源十分广泛,主要有工业废水、生活污水、城市固体废物、采矿及矿渣、农业灌溉的化肥与农药,以及劣质水体等。其中以各种工业废水、生活污水和城市固体废物的污染问题最为严重。污染物质可以是无机物也可以是有机物。特别是人工合成有机物的污染,由于很难降解,所以给污染的治理带来了很大的困难。

进入地下水中的污染物质一般需要通过包气带这个途径。具体的污染原因和途径大致有以下几个方面:

(1)地表污染水体的渗入。未经处理的各种类型的废水排放后,将造成地表水(河、湖)的污染,这些已污染了的地表水渗入地下,进入含水层,从而造成了地下水的污染。目前世界各国工业、生活废水大量排入河流,是造成地表水体和地下水污染的主要原因。

(2)排污系统的泄漏。城市或工厂污水排放管网或储存设施由于事故或破损,常常出现跑、冒、滴、漏现象,造成包气带和地下水的污染。

(3)工业、生活固体废物的填埋。由于不合理的选址,或填埋时防护设施、方法不当,固体废物填埋场地中的废气、淋滤液会对空气、土壤和地下水造成严重的污染。

(4)各种石油、石油化工产品泄漏。石油、石油化工产品及其废物多属于非水相液体(NAPL)污染物,如城市加油站储油罐、石油化学产品储存场地、管网的泄漏等等。

(5)农业灌溉对地下水的污染。不合理的污水灌溉、化肥和农药的使用不当都会导致大面积的非点源(NPS)污染。

(6)天然劣质水体的污染。由于过量开采地下水而导致地下或地表劣质水体侵入目标含水层,使地下水水质恶化。在沿海地区,过量的地下水开采会导致海水入侵。

(7)大气污染物质通过降水渗入地下,造成土壤、地下水的污染,如酸雨和其他有害元素的污染等。

(二)污染质在地下环境中的运移作用及模拟

在地下水污染过程中,污染质往往是通过包气带进入地下含水层的,实际上,污染质污染地下水主要可以分为两个过程:一是污染物质在包气带中以垂向运移为主的过程;另一个是污染质进入含水层后以侧向运移为主的过程。

污染质在含水层中的运移受多种因素的控制,如地下水对流作用、弥散作用以及污染质与含水层介质之间的各种物理、化学和生物化学作用(表9-1)。在不同的环境下(地质条件、水文地质条件等)以及对不同的污染物质,其在含水层中运移的控制因素可以不同。表9-1中所列的各种作用,对给定污染质运移问题并不一定全部作用同时存在,可以是其中的某个或某几个因素起主要控制作用。一般来说,地下水的对流作用普遍存在,而且对污染质的运移具有重要的影响(赵勇胜等,1994)。

目前,根据地下水污染物质在含水层介质中作用的特性把污染质分为两大类型:保守型污染质和非保守型污染质。前者在含水层中运移时,主要作用为对流、弥散。而非保守型污染质在含水层中运移时,要与岩石介质发生各种复杂的物理、化学和生物化学作用。其在含水层中的运移非常复杂,受多种因素的影响。

(三)地下水溶质运移的MOC模型

污染质在含水层中运移的模拟模型发展很快,从一维、二维直到三维流模型,模拟的条件也越来越复杂,从均质各向同性到非均质各向异性,从保守型溶质发展到非保守型溶质等。求解溶质运移模型的方法很多,有解析法、半解析法和数值法。目前以数值法的应用比较普遍,因为它的实际应用功能强,能解决复杂条件下的溶质运移问题。

溶质运移模拟的数值法包括:有限差分法、有限单元法和边界单元法等,每种方法各有所长。虽然目前国内外已经建立了污染质运移模拟的三维流模型,但由于地层参数获取的困难以及数据要求等问题使之在实际应用中受到限制。目前普遍应用的仍是二维流模型。本书主要介绍目前国际上普遍使用、最为流行的溶质运移模型之一:MOC模型。

MOC模型(Method of Characteristic)是由科尼科夫(L.F.Konikow)和布莱特霍夫(J.D.Bredehoft)建立的,后经数次改进,目前已成为美国地质调查局(USGS)普遍使用的专业模型软件,具有很强的实用功能(赵勇胜,1992)。

模型要求地下水运动符合Darcy定律;含水层的孔隙度与渗透系数不随时间而变化;地下水流速场不受流体的密度、黏度和温度的控制;水位和浓度在垂向上的变化可忽略不计。根据平德(Pinder)和布莱特霍夫(Bredehoft,1968)的工作,在非均质各向异性含水层中水流运动的二维流数学方程可以写成:

表9-1 控制地下水中污染质运移的作用

——固体介质吸附的污染质浓度;

Rk——污染质增加或减少速率;

λ——放射性核素的半衰期。

联合求解方程(9-1)和(9-2)就可得到污染质运移的结果。

(四)地下水污染的控制和恢复治理

地下水的污染具有复杂性、隐蔽性和难以恢复的特点,一旦土壤或地下水遭受了污染,那么,恢复和净化的过程是漫长的,而且其处理技术难度大,治理费用昂贵(Paul E.Flathman et al.,1994)。因此,预防和控制土壤、地下水的污染是非常重要的。

1.污染控制的行政手段

采用行政、法律手段对地下水的污染进行管理和控制是非常重要的,其主要内容是:

(1)建立、健全并严格实施有关水资源保护和防止水资源污染的法律和规定;

(2)按环境负荷对工矿企业的污水排放实行“总量控制”、“浓度控制”以及“负荷控制”。同时,鼓励企业改进生产工艺、提高用水效率、循环用水、减少废水排放量,实行“三废”资源化、无害化;

(3)建立和健全统一的水资源管理和水质监测机构,并赋予它们法律上的权力;

(4)合理进行工业布局,实施地下水水质的区域和局部防护。

2.污染源控制

控制和治理污染来源是地下水污染防治的关键。在实际工作中,地下水的污染来源不可能全面、永久地消除,至少在目前的技术水平和经济条件下无法达到。也就是说,人类在生产活动和生活过程中所排放的废物(废水、固体废物和废气)不可能达到“零排放”。但是,我们可以通过各种先进的技术手段和严格的管理措施,对地下水水污染的污染源进行控制,以避免和减缓地下水的污染。

3.地下水污染的拦截吸附系统

地下水污染的拦截系统包括在地下水面以下开挖的拦截槽,有时在槽内设置管道。地下拦截系统原理与无限长线性排列的抽水井功能相似。这一控制系统可以用于污染渗滤液汇集,也可以用于已污染地下水的污染减缓或消除。

地下水污染的吸附系统(SSS)是指在含水层中能够增加孔隙介质对污染质吸附能力的地带。这些地带可以使污染质的运移性能减少三个数量级,因此可以延缓污染质的运移和降低下游水中污染质的最高浓度。减缓污染质活动性能,有可能有充足的时间使微生物和非微生物降解发生。吸附系统中用来吸附的介质可以是天然物质(如粘土矿物等)也可以是人工材料。一般采用工程措施拦截已经被污染的地下水,使其流经一个狭窄的铺设有吸附介质的通道(funnel and gate方法)。

4.地下水污染的其他控制工程

在某些情况下,还可以采用一些其他的工程手段来控制地下水的污染,如地下板桩、灌浆和泥浆防护墙等。

板桩方法就是采用向地下打板桩的方法来控制地下水流,以防止污染的发生。板桩可以是钢板、木材或水泥板。通过地面重力作用,使板桩进入地下并连接起来形成一个较薄的防渗带。

灌浆法就是把液体、泥浆或乳胶在压力作用下注入地层。流体注入时会发生流动并占据地层空隙,但随着时间的进行,注入的流体就会发生固化,从而导致原地层渗透能力的降低,起到阻止水流通过的作用。灌浆所用的流体一般有泥浆、水泥或者化学液体。当两种或多种化学液体在地下混合时,就会发生反应形成凝胶而固化。常用于灌浆的物质组合有:水泥和水;水泥、岩粉和水;水泥、粘土和水;水泥、粘土、砂和水;沥青;粘土和水;化学物质等。在水泥浆液中添加不同的物质可以改变浆液的某种特性,如添加氯化钙、氢氧化钠、硅酸钠可以加快凝固时间;添加石膏等可延长凝固时间;加入膨润土粉则可以增加浆液的塑性,降低其收缩性;加入粘土、岩粉可以降低成本,但使其强度有所下降。最常见的灌浆方法有两种:一种是分段灌注方法,即钻进到一定深度然后停钻进行灌注,灌注完毕后清理钻孔再继续钻进,然后再灌注、清孔、钻进,如此重复进行,直到灌浆达到预定地层深度为止;另一种方法是先钻进到预定深度,然后选择灌浆层位分层从下往上进行灌注。灌浆防护系统设施首先要考虑的就是浆液的组成。而采用什么样的浆液取决于地层岩性、污染性质、污染时间以及施工建设时间等。灌浆方法用于建筑工业已有一百多年的历史,如用来增加基础承载力或灌注防止地下水渗漏坝等。但这一方法用于地下水污染的控制则是近年来的事。该方法只适用于具有一定孔隙大小的地层,较高的地下水位和地下水流速都不利于这一方法的应用。

泥浆防护墙可以用来防止地下水的污染或用来控制已经污染了的地下水的运动。该方法包括围绕某一地带开挖沟槽,然后充填隔水物质。防护墙既可以设置在废物场地的上游以防止地下水的流入,也可以围绕整个场地布置,以避免已污染的地下水向外流动。

5.地下水污染的恢复治理

已污染了的地下水的恢复和治理是水文地质学一个新的研究领域,也是目前国际上专家学者们研究的热点和前沿。恢复治理技术有:气提、污染土壤气体提取、碳吸附、化学氧化、抽取-处理、微生物处理等。

对于已经遭受污染的含水层的恢复和治理是一个非常复杂和缓慢的过程,需要投入大量的人力、物力和财力。目前,虽然对地下水污染恢复治理的研究比较重视,但由于上述问题的复杂性,使恢复治理的效果有限。如美国和欧洲一些国家在污染地下水恢复治理上投资巨大,但未能取得预期的效果。所以,对已污染的地下水的恢复治理无论在理论上还是在方法技术上都期待着未来的发展和突破。实际上解决地下水污染问题的最佳方式是预防,因为一旦含水层遭受了污染,恢复和治理是非常困难的。

Ⅳ 与地下水有关的环境地质调查

地下水是导致许多环境地质作用的最活跃、最重要的因素,许多环境地质问题的产生,都不同程度地反映出地下水的存在及地下水的埋藏条件或活动情况。因此,在水文地质测绘中,应对现存的或可能发生的环境地质问题进行观察研究。

环境水文地质问题有两类:①天然环境水文地质问题:即在天然条件下,与地下水活动有关的环境地质问题,如滑坡、塌陷、崩坍、沼泽化、盐渍化、冻胀及地方病等;②人为环境水文地质问题:即在供、排水条件下,与地下水作用有关的环境水文地质问题,如地下水位持续下降,地面沉降、地裂缝、崩坍、井水枯竭、水质恶化、海水入侵、土地沙漠化、植被衰亡、次生盐碱化等。

图2-7 地表水补给地下水的形式

与地下水有关的环境地质调查,其调查、研究的主要内容为:

(1)调查、研究区内地下水开采或排水后产生的环境地质问题的类型、规模。重点放在供、排水后可能发生的环境地质问题上。

(2)调查、研究各种环境地质现象与区域地质构造、地下水状况和开发利用间的关系。

(3)了解各种环境地质作用的时、空变化规律,预测其发展趋势。

(4)对环境地质问题,提出防治措施。

小结

本章的重点是水文地质测绘的基本工作方法及地貌与第四纪地质调查、地下水露头的调查,地表水及与地下水有关的环境地质调查等,通过本章的学习,应掌握水文地质测绘工作方法和调查内容。

复习思考题

1.水文地质测绘的含义是什么?试述水文地质测绘的基本工作方法?

2.水文地质测绘如何布置观测线?如何布置观测点?

3.地质调查的内容是什么?

4.试述地貌、第四纪地质调查研究内容?

5.泉的调查研究内容是什么?

6.试述泉流量不稳定系数的意义?

7.井孔的调查研究内容是什么?

8.试述地表水的调查研究内容?地表水补给地下水的形式有几种?

9.试述与地下水有关的环境地质类型及调查内容?

10.在松散沉积区进行水文地质测绘,主要的研究内容是什么?

11.山前盆地和山间河谷水文地质测绘有何特点?

12.山前平原和河流(中下游)平原水文地质测绘的特点是什么?

13.在黄土地区进行水文地质测绘时其调查重点是什么?

14.裂隙水地区水文地质测绘的重点是什么?

15.岩溶水地区水文地质测绘的重点是什么?

Ⅳ 环评考试关于地下水水文地质问题调查

我不是做环评的,但学的水文地质,写过一个地下水环评,我觉得没必要纠结于导则原文吧,版地下水权环评肯定要包括水质和水量两个方面,这四个选项一看就都是调查内容吗,第三项就是写地下水环评时水质方面肯定要涉及的吧,第四项土壤盐渍化,就是地下水位方面的问题吗,在水量章节肯定也要写的

Ⅵ 环境地质问题

一、区域地下水位持续下降

由于地下水长期超量开采,地下水位呈现出持续下降的趋势(表8-1)。1995~1999年地下水位平均累计下降3.52m,年下降速率为0.7m/a。其中唐山市平均累计下降最大,为5.36m;滦南县最小,为1.73m。

表8-1 地下水位年变幅表(单位:m)

超量集中开采地下水,形成大面积地下水位降落漏斗。

(一)地下水位降落漏斗的分布

截至2000年末,工作区内共形成地下水水位降落漏斗3个。它们分别是:由唐山市区第四系浅层地下水水位降落漏斗、深层地下水水位降落漏斗和奥陶系岩溶水城市开采型水位降落漏斗共同组成唐山多层复合降落漏斗;丰南-唐海第四系浅层地下水水位降落漏斗;汉沽开采型有咸水区深层承压水水位降落漏斗等。

(二)地下水位降落漏斗的特征及变化趋势

1.唐山市多层复合降落漏斗

唐山市是一个重工业城市,地下水需求量较大。自1974年以来,唐山市枯水期就开始出现漏斗迹象,之后地下水水位不断下降,漏斗不断扩大、加深,1978~1982年为急剧下降阶段,1982年以后由于城市和农业开采量受到控制,漏斗进入相对稳定阶段,且有逐渐缩小的趋势。1991~1995年枯水期漏斗区综合计算面积为272.25~319.3km2,平均面积301.03km2,2000年枯水期漏斗区综合计算面积270.85km2,面积缩小10%,且等水位线围绕两个中心独自封闭。在丰水期两个漏斗中心连成一片,在等水位线-15m处封闭。漏斗中心位置:北部在北郊水厂,封闭等水位线-10m;南部在定福庄,封闭等水位线-15m。漏斗中心水位埋深:北郊水厂1996~2000年枯水期平均水位埋深42.83m,5年中最低水位埋深出现在2000年,为47.50m;最高水位出现在1997年,为37.24m,这种水位与1996年为丰水年有关。5年平均水位1996~2000年比1991~1995年上升4.57m,说明漏斗中心水位已处于相对稳定且略有回升状态。但是从1996~2000年5年的变化中,水位埋深仍然在逐渐增大。平均开采模数:1996年为21.89万m3/(km2·a),2000年为24.0万m3/(km2·a),2000年比1996年增加了9.6%,2000年水位比1996年下降了10.24m,这仍然是一个不可忽视的数据。

唐山漏斗影响范围横跨还乡河陡河流域水文地质亚区和沙河流域水文地质亚区,漏斗呈北东向展布,西南部漏斗面积大于东北部,漏斗中心基本呈圆形,中间被北东向基岩浅埋区分割,四周边界不对称。等水位线在北部山前闭合,向南逐渐向两端开放。该漏斗主要是城市工业及城镇居民生活用水开采和农业开采地下水形成。唐山第四系浅层水水位降落漏斗处于相对稳定阶段,综合计算面积略有缩小,漏斗中心水位埋深略有回升。

2.丰南-唐海地下水水位降落漏斗

丰南-唐海地下水水位降落漏斗位于本区南部,东西界线已超出研究区范围,北至咸淡水界线,南到渤海湾,已形成了区域性沉降区。该沉降区处于滨海平原水文地质区,开采层为深部承压淡水,咸水底板在40~120m之间。开采层为Ⅱ、Ⅲ含水组,开采深度120~360m,个别地区超过400m。含水层岩性颗粒较细,地下水补给径流缓慢。区内主要农作物为水稻,除唐海县部分地区用地表水灌溉外,其余均为地下水灌溉。由于近年来持续干旱,地表水的来水量减少,地下水的用水量增大,机井灌溉期加长,在区内形成了以-30m等水位线圈闭的一个漏斗(见表8-2)。在漏斗范围内有三个集中开采区,对应形成了三个漏斗中心,分别位于唐海县城、丰南西葛庄和南堡盐场。各集中开采区的开采强度、开采范围及水位埋深不尽相同。

(1)西葛庄漏斗中心:位于丰南市东南,地下水开采主要供稻田灌溉用水和西葛庄一带的多家陶瓷厂用水。2000年低水位期,漏斗中心水位埋深41.20m,水位标高-35.63m;丰水期水位埋深42.90m,水位标高-37.33m。此地区的地下水仍处于下降阶段,漏斗仍在继续扩大。

(2)唐海县城漏斗中心:位于唐海县城,主要为县城工业和生活用水。2000年低水位期,水位最低点位于唐海县城中的垦丰造纸厂,漏斗中心水位埋深为39.70m,水位标高-37.79m。

(3)南堡盐场漏斗中心:南堡盐场作为本区沿海地带最大的晒盐场,又是当地的经济开发区之一,具有人口密集、工业较发达、用水量较大的特点,而且当地无较大的地表水源可供利用,因此,在本区形成了水位下降漏斗,漏斗中心水位埋深为47.30m,水位标高-45.00m。

3.汉沽农场地下水水位降落漏斗

主要为汉沽农场的工业及城镇生活用水和稻田灌溉用水超量开采形成的。由于该漏斗的范围超出了研究区的范围,因此等水位线在研究区内没有封闭,漏斗继续向西、向南延伸。2000年低水位期,区内量低水位埋深75.00m,水位标高-74.50m,位于汉沽农场陡沽村(表8-2)。

表8-2 漏斗要素一览表

二、地质环境污染

随着唐山市工农业的飞速发展,污染物质排放量不断增加。由于表层土体防护能力低,加之认识不足、管理不善或措施不利,所以形成了具有相当规模的唐山市污染体系,导致该市地质环境污染日趋严重。

(一)污染的形成与分布

污染来源主要有工业“三废”、生活污水、垃圾、农肥和农药污染等。据调查,仅唐山市能够造成污染的企业就有270多家,每年排放工业废水8315.94万m3,废气10984.42万m3,废渣658.78万t。居民生活污水排放量为2856.14万m3/a,垃圾排放量51.9万t/a。农业每年施用有机肥11.40万t,化肥1.61万t,各种农药22t。

(二)污染的条件与类型

由污染源排出的污染质主要有“五毒”、“三氮”、有机质等共约20余种。污染质通过渗透和渗漏两种方式污染环境。渗坑渗透和渣堆淋渗,造成点状污染;河流与沟渠渗漏造成线状污染;施于田间的农肥农药随雨水或农灌水下渗,造成面状污染。

1.地下水水质污染

地下水污染主要包括各种离子含量超标、硬度超标、有毒有害元素污染等。

(1)浅层第四系孔隙水污染。的污染区域主要分布在丰南市的钱营和丰润县的偏坨等煤矿开采区,但污染面积并不大,与煤矸石的堆放有关,唐山东矿区污染并不严重;唐海县第四农场场部一带亦有的污染,是受工业污染所致。

(2)浅层第四系孔隙水污染。仅在丰南市的宣庄、侉子庄和唐坊三镇之间达到污染水平,其他地区没有污染,这里的污染与钢铁厂有关。

(3)Mn2+含量具污染普遍性,大部分地区Mn2+含量都超过饮用水水质标准2~3倍;其他离子基本在正常含量范围内。

(4)其他工业对水的污染。本课题在野外实地调查中,发现一些小型企业对地下水的污染是不容忽视的,如造纸厂、炼钢厂等。例如丰润县韩城造纸厂,该厂排出的废水未经任何处理就直接排到岔河,流入油葫芦泊水库中,乌黑的污水不仅污染了空气,而且还污染了地下水,实地调查得知,该河两岩10m范围内的浅层水均被污染,已不能再饮用。

2.地面点源污染

唐山市的点源污染主要指唐山市区、各县(市)、乡镇企业的工业污染源,如冲灰厂、垃圾厂、小造纸厂、小煤矿、小钢铁厂以及开采煤矿所形成的矸石堆等,这些工业企业治污能力差,其产生的“三废”是最重要的污染源,并形成了具有一定污染规模的点污染源。

(1)垃圾厂的污染。据资料显示:唐山市共有垃圾厂14个,存入垃圾总量约为150万t,而且多利用采矿塌陷坑和基岩采矿坑,垃圾厂包气带土体原状结构遭到破坏,防护能力差,严重污染着周围的地质环境,其他城市也存在这一问题。据生活垃圾成分分析报告,垃圾发酵后,Cl-含量为 794mg/kg,Na+含量为 534mg/kg,含量为 368mg/kg,含量为16.1mg/kg,给当地自然环境和地质环境造成很大的危害。

(2)酚氰污染。酚氰污染主要产生于炼焦制气工业,这里主要指唐山钢铁公司炼焦制气厂。该厂共分布有7个污染源,污染物质主要为酚、氰。厂区事故废水和生活污水主要排入泥河。据1992年水质监测,污水中酚含量0.31~6.32mg/L,超出地面三级环境水质标准(≤0.01mg/L)30~631倍;氰含量0.13~2.047mg/L,超出地面三级环境水质标准(≤0.1mg/L)0.3~19.5倍;化学耗氧量150.69mg/L;水的臭味很大。

(3)小造纸厂的污染。小造纸厂一直是国家重点治理的对象,但由于利益的驱使,小造纸厂一直不能绝迹,如丰润县韩城造纸厂等。

不过,由于点污染源影响范围相对较小,危害较轻,故把点污染源作为最轻的一种影响因素。

三、地面塌陷

(一)岩溶塌陷

唐山市岩溶塌陷历史悠久,早在20世纪20年代,由于煤矿岩溶水突水就发生过严重地面塌陷事故,造成重大损失。新中国成立以后,严重的岩溶塌陷集中发生在两个时期。第一个时期是1976年唐山大地震以后,共发生塌陷120多处。其主要分布在市区的凤凰山西麓,即现在的17号居民小区以及郊区的赵各庄中学、林西、黑鸭 子、大庄坨、信任坨、小屯、沙河等地。它的塌陷规模大小不一,大的塌陷坑直径达100m以上。第二个时期是1983~1988年,其规模较大,造成危害的塌陷共约19处,陷坑多为不规则的圆形,一般直径5~10m,最大达30~50m;一般深1~3m,最大5~7m。岩溶塌陷主要分布在路北区的西部和路南区的北部,集中发育在以下两个地带:一是西部的张各庄(6号居民小区)-体育场-啤酒厂一带,以中段的体育场-兴隆区附近最为严重。主要塌陷有体育场塌陷、热力公司塌陷、京剧团塌陷、卫国路富强楼塌陷及房管所塌陷。这些塌陷集中发生在1988年前后。二是东部的大城山-凤凰山-人民公园一带,以中段的西北井-地震陈列馆附近最严重。主要塌陷有唐山十中塌陷、地震陈列馆塌陷等,主要发生在1984~1986年和1988年前后。除以上两个密集塌陷带外,在龙华小区、王谢庄大街等地亦有零星塌陷分布。

据我们在野外实地调查和访问城建部门有关人士,唐山的岩溶塌陷已处于一个相对稳定阶段,没有发现新的岩溶塌陷,这与20世纪90年代以来唐山市控制岩溶水开采有关。

(二)采空塌陷

开滦煤矿已有百年的开采历史,在670km2的煤田上分布着开滦矿务局所辖的11座煤矿和29座地方煤矿。长期开采造成的地面塌陷影响面积目前已达196.55km2,占唐山市区总面积的24.5%。据调查,地表严重变形,塌陷坑面积已达30多km2,最大坑深10m,个别地段已形成积水坑,主要分布在市中心区南部京山铁路两侧以及国各庄、吕家坨、范各庄、林西、荆各庄村南等地。

采空地面塌陷是由于煤层采空引起的,煤矿开采是其主要的致塌因素,据统计采万吨煤综合塌陷率为533.4m2/万吨。

采空塌陷造成的危害是巨大的。由于地面塌陷使之形成积水洼地,损毁大片良田,破坏地面建筑物,使其倾斜甚至倒塌。这一灾害已迫使161座村落迁至他乡;另外,部分塌陷坑已成为污水坑、垃圾坑,污染地质环境。

四、地面沉降

地面沉降主要是由于过量抽取深层地下水引起的。根据国家地震测绘大队资料,本区大规模地面沉降始发于20世纪50年代,地点主要位于丰南、唐海沿海一带,年平均沉降速率约10~15mm/a,向北部逐渐变缓,至丰登坞、韩城、开平、塔坨一带,连续递减为零,总面积3013.0km2。其中,年降速率5~10mm/a的面积为1510.0km2,年降速率10~20mm/a的面积为805.0km2,年降速率20~30mm/a的面积为65.0km2。截至1990年,唐山南堡开发区一带地面沉降量已超过1.0m(其中不包括由于构造引起的沉降量)。

本沉降区为天津沉降带东北边缘地带,其沉降中心在天津-新港之间,最大沉降速率为100.5mm/a。本区地面沉降除与区域上的地壳缓慢运动有关外,大量开采深层地下水是其主因。过度抽取地下水时,由于来不及从含水层外面补给水量,地下水位迅速下降,在隔水层顶板和含水层接触面上产生水力坡度,使粘土层中的水相应地进入含水层中,粘土层中的孔隙水压力降低,有效压力增加引起粘土层压密。如果这种粘土层压缩性强,厚度又较大时,其压密的结果就会引起地面沉降。在地面沉降过程中,地下水位下降是主因。地面沉降是一种隐蔽性灾害,影响空间范围大,时间漫长,不易觉察,一旦发生时破坏严重,其结果是不可逆的。

综上所述,由于本地区长期超采地下水,在市区中心形成双层水位复合漏斗,出现了岩溶水与孔隙水水位优势互易、水量反补的逆变状态,改变了水动力条件,潜蚀作用增强,诱发岩溶地面塌陷,造成经济损失,危及人身安全;水位大幅度下降增加了包气带厚度,被疏干的地质体由弱还原带变为氧化带,细菌滋生繁殖,有毒有害物质滞留,形成新的污染源;某些岩溶水开采吊泵悬空,被迫更换抽水设备,加重经济负担;地下水自净能力降低,污染质一旦进入含水层,不但恢复将很困难,而且将严重危及人们的身体健康。为治理环境,预防灾害,自1986年开始唐山市人为控采地下水,岩溶塌陷得到一定控制,但水位动态仍呈缓慢下降的趋势。

Ⅶ 水文地质问题

水文地质勘查主要是抄争对区域内的水环境进行调查,了解地下水的补给、径流、排泄特征,进行的工作主要是抽水试验、长期观测及示踪法等;工程地质勘查主要是调查工程的岩土体性质,持力层等,解决边坡的稳定性及地基承载力和地下水的内水压力等问题。

Ⅷ 罗甸县主要地质、水文、环境问题有哪些

罗甸县是贵州省黔南布依族苗族自治州管辖下的一个县,东西宽63公里,南北长72公里,总面积3013平方公里,是一个以布依族为主的多民族聚居的山区县,有汉、布依、苗、瑶、壮、侗等民族。是贵州得天独厚的“天然温室”。

地质总的特点是:山峦起伏、沟谷纵横、地面破碎、山地特色明显。北部、东北部以岩溶、丘陵、盆地,及石炭岩低中山地貌为主,海拔在600-1000米之间,岩溶发育,多溶洞、溶丘、暗河。中部、南部以沙页岩低山、河谷、盆地为主,海拔多在300-800米之间。耕地面积占总面积的6.5%;草山草坡占28.24%。森林覆盖率为12%,宜林荒山占总面积的33.1%。

水资源则因为境内河流属珠江流域红水河水系,流域面积在20平方公里以上的河流有红水河、潆河等22条(界河除外),总长度482公里,年平均径流量17.78亿立方米。蕴藏着丰富的水能资源,理论蕴藏量48.27万千瓦,可开发量为12.6万千瓦。地表水总流量35.82亿立方米。

罗甸县内属于亚热带季风气候,具有春早、夏长、秋迟、冬短的特点,日照为1350-1520小时,年平均温度达20℃,极端最高气温40.6℃,极端最低气温零下3.5℃,年均降雨量为1335毫米,无霜期长达335天左右,有“天然温室”之称。

附图片:


Ⅸ 原生环境水文地质问题

原生环境水文地质主要研究天然地下水动力场和化学场与人类健康的关系,回特别是研究生命所必需答的组分和有毒有害组分的来源、迁移、聚集规律;研究地方病和异常生理状态分布规律与水土环境的关系;进行天然地下水环境质量评价等。

原生环境水文地质的研究是表生地球化学、水文地球化学、环境地学、环境医学、环境化学和环境生态学等多学科的综合性研究。自20世纪30年代,苏联提出生物地球化学地方病的概念以来,国际上开始普遍重视这一问题,我国在近20年来也开展了较大规模的研究,取得了一些成果。如在水源水质与大骨节病的研究方面,我国自1968年以来,对黑龙江、吉林、陕西、山西、四川、甘肃等病区进行了深入的病因调查和防治措施的研究,提出了改水防病等行之有效的措施。此外,我国还开展了克山病、地方性甲状腺肿、氟病与龋齿等地方性疾病病区的原生环境水文地质研究工作。

Ⅹ 环境水文地质学的研究内容

分为两大类、六个方面的内容。 (一)天然(原生)环境水文地质问题—专—第一类环境问题。有自然因素属所形成的,如地球的运动场,地方病。
(二)人为(次生)环境水文地质问题——第二类环境问题。由人类活动造成环境污染。包括:人类活动引起的地下水污染及水质恶化;开发(疏干)地下水引起环境水文地质问题;废物排放引起的环境水文地质问题。 1、资源环境水文地质
2、污染环境水文地质
3、病理(医学)环境水文地质
4、工程环境水文地质
5、生态环境水文地质
6、区域环境水文地质

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