【摘 要】黑龍江省由于地下水開采造成的一系列地質環境問題如:地下水位下降、地下水水質污染、地面變形等,主要原因是由于地下水的不均衡開采及不合理的用水結構造成的;分析了黑龍江省地下水資源開采現狀,針對開采過程中存在的一系列問題,提出了改變不合理的用水結構、節約利用地下水,人工調蓄等應對措施。
【關鍵詞】地下水資源;不均衡開采;地質環境問題;應對措施
黑龍江省地下水資源較為豐富,可采資源量215.14×108m3/a,而目前地下水開采量為65.00×108m3/a,僅占可采量的30.12%,就全省而言,地下水資源開發利用潛力很大,但是由于全省經濟的發展速度,建設規模不同,加之人口密度不均一,地下水開發利用程度也有很大的差別。
1.地質環境現狀
1.1地下水水位區域性持續下降
地下水水位區域性持續下降在地下水集中開采的工業城市哈爾濱、大慶及煤礦城市較嚴重,其中:1990年以后,地下水位下降速率逐漸變緩,目前漏斗中心區面積可達380km2,仍在向西和西南擴展。哈爾濱市地下水超采0.16×108m3/a,漏斗區的地下水已由承壓水轉為無壓層間水,地下水位低于含水層頂板10-18m,單井涌水量衰減30-50%。
大慶市是一個以地下水供水為主的城市,因石油工業的發展,地下水開采量很大,現狀開采量4.18×108m3/a,地下水處于超采狀態,超采2.10×108m3/a。地下水位下降始于60年代中期,形成兩個“腎”狀降落漏斗,以長恒為界,東部漏斗面積已達2000km2,漏斗中心水位下降44m,西部漏斗面積達3000km2,漏斗中心水位下降36m。平均下降速率1.2m/a。
雞西市地下水目前超采0.95×108m3/a,在雞西市面上雞冠區城區及北部的穆棱河谷,面積約有60km2,有開采井220眼,滲渠11條,地下嚴重超采,地下水下降幅度平均超過5m,最大下降深度13m。
七臺河市地下水目前超采0.034×108m3/a,主要是因礦山疏干而開采的地下水量,目前因礦山排泄疏干形成面積145km2的降落漏斗區。
另外一些小城鎮也都出現地下水位下降并形成局部降落漏斗,如阿城市形成20-40km2的地下水位下降漏斗;安達市位于高平原邊緣,第四系含水層較溥,富水性差,超量開采造成地下水位下降,形成降落漏斗,總面積54km2,中心水位降達40-50m;青崗縣和克山縣開采白堊系裂隙孔隙水,1995年分別形成面積為28.5km2、34km2的下降漏斗。
1.2地下水水質污染
地下水污染主要是由于工業“三廢”、生活污水的排放和農田大量使用化肥、農藥,致使其中的有毒的、有害物質滲入地下水體造成的,而地下水超采,加速了污染物的遷移。區域上地下水主要呈點狀污染。污染物質主要為“三氮”、化學耗氧量及氯化物等。主要是受農業施肥污染的影響,污染的主要途徑是井口止水不嚴,井口周圍衛生條件差,污染物質沿壁下滲造成污染。
主要工業城市地下水污染主要呈片狀,并反映一定的變化規律。污染物質主要為“三氮”、總硬度、化學耗氧量、氮化物、硫酸根,個別城市酚嚴重污染。
1.3地面變形
哈爾濱市和大慶市由于超量開采地下水,水位大幅度下降,含水層被疏干,導致承壓水上覆土體釋水壓密而誘導地面沉降的潛在威脅是客觀存在的。1979年以后,正是地下水降漏斗形成時期,并經分析計算表明,漏斗中心部位地面總沉降量為63.82mm。
大慶市漏斗面積5000余km2,地下水位下降40余米,據調查,近年來大慶市不少油井的井管在中部斷列,地表建筑物變形,可能與地面沉降有關。
1.4土壤沙化、草原退化
大慶市因過量開采地下水,地下水位大幅度下降,已造成草原大面積退化,土壤沙化擴大。據統計,大慶市有沙化土壤16.3萬公頃,占土地面積的31.9%。
全市16.5萬公頃可利用草場中,退化草場占98.4%,其中輕、中、重度退化面積分別占13.3%、48.5%和36.6%;草原退化的結果,又加重了沙化程度,如不采取措施,將給大慶市的生產、生活環境帶來極大危害。
2.預防措施
2.1改變不合理的用水結構
我省地下水總利用量為65×108m3/a,其中工業用水量占16.92%,農業用水占65.12%,生活用水占15.38%.從總體看,全省以農業用水為主,農業所占的比例過大,在主要城市中,特別是地下水和地表水聯合供水的城市中,地下水用于工業和農業的比例過大。如哈爾濱市,工業用地下水占29.83%,農業用地下水29.51%,生活用地下水占40.59%.而生活用地表水量為0.97×108m3/a,占地表水利用總量的30.30%.眾所周知,地下水水質優良,而地表水水質污染嚴重.在有地表水的城市,將地下水大量的用于對水質要求較低的工業的農業是一種浪費,而且從資源量上看,哈爾濱市地表水資源非常豐富,利用量僅占入境量的11.66%,特別是在目前地下水嚴重超采的情況下,應大力開發利用地表水,同時工業和農業也應以地表水為主,調整用水結構,將有限的地下水用于生活用水。
2.2節約利用地下水資源
在地下水開發利用過程中普遍存在浪費現象,除了跑冒漏外,一是工業用水重復率過低造成水資源的浪費.目前,世界發達國家工業用水重復利用率可達70-80%,而我省工業用水重復利用率很低,其中哈爾濱市面上最高為65%,其它中等城市為40-50%,而中小城鎮僅為10-20%.我省工業用水開采量為12.32×108m3/a,占地下水總的開采量的16.92%,工業用水有非常大的節約潛力,因此,應強化企業節約用機制,加強節水宣傳,實行定額管理,推動工業用水循環使用和綜合利用,使節約用水逐步走上科學業化、法制化軌道。二是落后農業灌溉的方式造成水資源的浪費.我省農業用水量164.1×108m3/a.其中,地下水為42.45×108m3/a,占地下水總開采量的65%,農業用水所占的比例非常大.目前農業灌溉方式基本上是漫灌,其中水田的用水定額600m3/畝,菜田400m3/畝,旱田100m3/畝(座水種20m3/畝),而采用先進的灌溉方法,可降低用水定額,水田為400-500m3/畝,菜田采用噴灌或滴灌的方法僅需100-120m3/畝,這樣可大量節約農灌溉用水.我省現有水田面積161.5萬公頃(2422.5×104畝).菜田52.8萬公傾(792×104畝),采用先進的方法灌溉,每年可節約農田用水45.98×108m3/a,因此應積極采取噴灌、澆灌、滴灌、滲灌等措施,推廣淺、濕、干灌溉和地膜覆蓋等技術,大力發展節水農業。
2.3人工調蓄增加地下水資源
根椐黑龍江省水資源條件,為擴大可利用資源,用汛期洪水、水庫棄水,工業空調冷卻水,處理后的廢水實行井內灌注補給。對于缺水城市如大慶、哈爾濱、長春及深層承壓水,構造裂隙水出現下降漏斗地區尤為適宜。低平原,河谷平原可通過多開采潛水,降低水位,騰出庫容,增加降水入滲,達到蓄洪儲能,旱年多采,豐為枯用,起到調節水源作用。也可興建地下水庫及攔水壩提高水資源利用率增大調蓄能力。