地下水的過度開采與污染

昌　圣

(黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

隨著我國社會經濟的快速發展，工業、農業對水資源的需求量不斷增加，擁有水質優勢的地下水成為主要的開發對象。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。地下水有著來源穩定、水質標準高等優點，可以用來農業灌溉、工業用水等。但是地下水的開采情況因為地下水的污染問題變得十分不樂觀，地下水的水質從成因上分為原生水質和人為水質，其中人為水質是由于人類活動而導致的大面積地下水發生不同程度的污染，使得可開采地下水水資源量嚴重匱乏。完善關于地下水的開采制度和解決水質監測的問題，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，對于解決地下水過度開采的現狀有一定的意義。

1　地下水的過度開采

1.1　地下水的開采狀況與研究

地下水被過度開采的時候，開采中心抽取大量的地下水，導致附近地區的地下水流向開采中心形成一個漏斗形狀的空區，地區地表下方形成空洞，存在路面坍塌、建筑倒塌的風險因素。而在海洋附近的城市，由于地下水過度開采，導致海水填充地下水漏斗區的現象，直接對當地的農業產量造成毀滅性減少，出現地區民眾用水困難在短時間內難以改變的現狀。降低了可利用的淡水資源量，也加重了地區水質的鹽堿化。地下水充足時水位較高，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，在季節性的地溫梯度下，水分從地下向冰凍層面轉移，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，地區植被無法汲取水分，造成地表植物死亡消失、土地養分流失，逐漸形成土壤沙漠化。地下水在滲流的過程中會產生動水壓力，當這個壓力小于土壤顆粒的最小有效重度的時候，土顆粒會隨著滲流過程從大顆粒縫隙中流走，長此以往，土壤的穩固性遭到破壞，已修建好的建筑物的地基的穩定性也遭到破壞。

許燁霜等[1]學者認為地下水過度開采是地面發生坍塌、沉降現象的主要原因，并將目前用來預測沉降的方法大體分為了五類，對其總結后給出了優劣勢，提出了今后水流模型和沉降模型完全耦合將成為未來預測技術的關鍵點。學者劉博洋[2]通過研究區域的各項水文資料分析了研究地區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應的不同的地下水水位，同時其文章中也介紹了關于地下水的水資源回填的量與水位關系，以及對整個環節中將會發生的問題給出了措施。張兵等[3]研究人員利用同位素標記法發現研究地區的水資源轉換的程度，為地下水填充水資源提供了理論依據，部分地區可以在減少施工量來達到地下水回灌的目的，從而保證地下水的可持續發展。

1.2　地下水過度開采的處理方法

我國地下水過度開采程度嚴重，造成的地下水資源短缺和沉降等問題迫切地需要相關政策和工程措施來解決。

(1)調節水資源開采的比例，減少地下水開采的水量，采取相關政策增加開采地下水的收費標準，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、回填地下水漏斗區等。

(2)在地下水的回填過程中，回填的水資源要經過水質監測，要嚴格保證回填水資源在不破壞原地下水水質的前提下和供給工農業城市正常用水的條件下進行，要保障回填的水資源短期內的可再生性，使其可以持續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。對于沙漠化土壤，要時刻監測地下水位同時種植耐旱植物，逐漸改良土壤情況及恢復地表植被情況。

2　地下水的污染

2.1　地下水污染的狀況與研究

地下水污染是指由于人類的活動導致的地下水物理、化學特性和成分發生改變，使得地下水水質發生改變的情況。

在經濟發展的同時，城市工業化和農業增產的進程對地下水造成了難以恢復的影響。工業、農業以及生活中的廢水廢物含有大量的重金屬、有機物、細菌等， 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，由于地下地形復雜、含水層中的污染轉移較慢等原因，就會導致發現晚污染重的情況。因難以在短期內恢復和清理，將會對水體產生長時間的影響。我國一些地區地下水中含有砷、氟、碘等化合物，導致飲用水不達標，出現了一些皮膚病、地氟病等病癥。

在工業“三廢”排放逐漸要求嚴格、農業耕地面積減少但需求產量增高的背景下，我國地下水污染情況逐漸出現了由點到面、由工業城鎮轉移至農業的新情況。根據我國國土資源部給出的相關結論顯示，我國淺層地下水約八成不能作為飲用的水資源。全國有九成的淺層地下水遭到了污染，約六成發生了嚴重污染并成為淺層地下水資源嚴重隱患[4]。

張新鈺等[5]研究人員較為全面的闡述了我國地下水的現狀，介紹了地下水所受污染的污染物來源以及其對應的解決方法和技術，我國關于地下水污染研究有一定的成績，但相對于國外仍有進步的空間。劉博等[6]學者采用了因子分析法對吉林市的地下水水質情況做出了分析，運用監測井的數據作為基礎再結合公共污染因子，對城市內的不同地區給出了不同的污染程度的結果，研究結果表明，城市地下水中含有的大量化學物質主要是由工廠、生活廢棄物和農藥的過度使用造成的，城區附近的地下水出現了大面積非飲用區的污染現狀。孫才志等[7]研究人員借助ArcGIS等制圖軟件和空間結合，對研究地區的地下水特點進行了研究，研究表明不同時期的地下水脆弱性和結構、隨機影響原因的相關性在逐漸提高。滕彥國等[8]學者從地下水污染風險評價方面將地下水劃分為多層次，對于不同的區域層次大小采取不同的評價方法，對于研究地區的地下水情況給出風險評估，能夠及時防止由于污染的轉移導致的影響和及時采取污染治理措施。

2.2　地下水污染的處理方法

屏蔽法：該方法指在受污染區域周圍建立物理屏障來阻斷污染區域的擴大，一般由于條件限制時作用區域較小，適合控制污染初期區域來使用，使用條件較為有限。

收集污染物法：該方法指在污染地區下游布置收集設施，對輕質污染物進行收集，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，然后將其配套的運用到實際污染區中。

2.3地下水的管理與制度完善2.3.1監測管理

增強地下水監管措施，對存在嚴重污染威脅的企業要進行排查，確認是否存在偷排放廢水的現象，制定相應的處罰措施，加大懲罰力度，從源頭杜絕污染問題。嚴格監測地下水水質變化，通過新技術和增加監測點的方式來增強地下水水質觀測靈敏度，早發現早處理盡可能地減小水污染的范圍，保障地下水的水質安全和正常的水資源供給。

2.3.2廢水排放問題

禁止企業、城市通過滲井、管道等方式傾瀉能夠污染地下水的廢水，集中對排放的廢水、廢物進行處理，降低排放后污染風險。對于排放處理后的廢水、廢物的地區下方建設防滲層，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“河長制”制度的完善

“河長制”是由中國黨政負責人擔任“河長”來負責相應河段的保護工作的一大制度，此制度讓廣大民眾對地表河流有更加廣泛的監督權，對保護地表徑流有著巨大的作用。由于地表水嚴格監督可能會導致一些工廠企業將廢物排放到地下水中，從而產生更難處理的地下水污染。地下水的區域職責劃分問題和地下水的難以觀察監測的特點，使人民的監督大大受限，應將地下水監測的指標定期公布于報刊，督促相應管理部門嚴格管理地下水污染問題。

3　結　語

我國的經濟快速發展不應走先污染后治理的老路，在新思想的引導下，本著青山綠水就是金山銀山的發展前提，應該完善地下水開采、回填補充的相應規章制度，保障地下水的水位，從而保障地區的生態環境。嚴格要求工業、農業以及城市的“三廢”排放標準，對排放區進行相應的處理，確保廢水、廢物不隨雨水沖刷流入地下水。對于已經被污染的地下水資源分類別、分用途的進行凈化處理和供給，增加地下水可利用總量的同時保障用水安全。

參考文獻：

[1]許燁霜,余恕國,沈水龍.地下水開采引起地面沉降預測方法的現狀與未來[J].防災減災工程學報,2006,26(3):352-357.

[2]劉博洋.地下水開采及人工回灌對地下水響應關系的研究[D].西安：長安大學,2016.

[3]張兵,宋獻方,張應華,等.第二松花江流域地表水與地下水相互關系[J].水科學進展,2014,25(3):336-347.

[4]中華人民共和國水利部.地下水動態月報2016年1月.[DB/OL]. 2016-01. http://www.mwr.gov.cn/sj/tjgb/dxsdtyb/201702/t20170214_860969.html.

[5]張新鈺，辛寶東，王曉紅，等.我國地下水污染研究進展[J].地球與環境，2011,39(3)：415-422.

[6]劉博,肖長來,梁秀娟,等.吉林市城區淺層地下水污染源識別及空間分布[J].中國環境科學,2015,35(2):457-464.

[7]孫才志,奚旭,董璐.基于ArcGIS的下遼河平原地下水脆弱性評價及空間結構分析[J].生態學報,2015，35(20):6635-6646.

[8]滕彥國,左銳,蘇小四,等.區域地下水環境風險評價技術方法[J].環境科學研究,2014，27(12):1532-1539.