簡述超采地下水對環境地質的危害

肖敏慧+湯小明

摘要：作為重要的淡水資源，地下水資源直接或間接影響著人類的經濟效益。由于地表水資源不足，我國絕大部分地區早已利用地下水資源，用以居民生活、農業灌溉、工業用水等。由于缺乏對地下水資源的管理，超采地下水現象司空見慣，由其引發的環境地質問題阻礙著經濟的發展。

關鍵字：超采地下水；環境地質；危害

1前言

地下水的補給方式，大體上可分為兩類：垂向補給和側向補給。承壓含水層間及潛水層和承壓水層的越流補給、地表水的入滲等則為垂向補給；側向補給則有河流對地下水的側向補給、山前平原側向補給等。伴隨農業、工業的發展，為確保人類生活的正常進行，近幾十年，來我國多地對地下水的開采量超過其補給量，資源型缺水、水質型缺水、工程型缺水類型城市數量越來越多。

地下水的儲存量是有限的，并不能取之不盡用之不竭，一旦對地下水的開采量超過其動儲存量，易引發各類環境地質問題，比如地面沉降、地下水質污染、海水入侵、土壤鹽漬化以及一系列工程危害等。

2地面沉降

地面沉降總體表現為松散土體的壓縮、固結，表現最為顯著的是弱透水層的沉降。多數情況下，粘土、亞粘土、粉土等是弱透水層的組成物質。

人類活動對于地下水的超采，必然會引起地下水位降低，根據太沙基原理，土顆粒骨架所承受的有效應力增加，可引起土體的超固結等。地下水位的下降達到一定深度時，弱透水層土體物質含水量減少，其物理性質也將隨之改變。若粘性土的含水量減少，孔隙比降低，進而使其密度增大，造成壓縮、固結。

比如我國上海，20世紀60年代提出地下水的限量開采，時至今日，上海已由淺層地下水的開采，轉變至更深部的第四、第五承壓含水層的開采。由于地下水超采等因素，已造成不同程度的地面沉降，其中心城區最為嚴重，沉降量達3.5米左右[1]。

3地下水質污染

地下水的超采容易引起地下水質的污染，破壞環境資源。過量開采地下水，擴大了地下水漏斗面積，地下水位下降到某一深度時，破壞了原有的地下水動力平衡，使高于地下水位的地表河流等補給地下水，淺層地下水受到污染后，由于其垂直運動，向下流動污染更深層的地下水。

關中城市群至20世紀90年代，以地下水資源作為單一的供水來源，持續大量開采地下水，致使地下水資源結構受到破壞。關中城市強烈開采地下水，地下水位低于渭河及其支流，致使地下水受到補給。由于渭河水質受到人為污染，當渭河水補給地下水時，也將地下水污染[2]。又如北京市懷柔，過度抽取應急水源地地下水，地下水中的保守污染物Cl–強烈活動于土壤中，地下水位下降，Cl–隨地下水向下運移，由于其累積效應，導致地下水Cl–含量過高，水硬度升高，污染地下水[3]。

4海水入侵

海水入侵其形式上類似于地下水的側向補給，近海岸地區過度抽取地下水，降落漏斗邊緣延伸到咸淡水分界面，原本高于分界面的地下水水位下降，破壞地下水與海水的水動力平衡條件，引起海水倒灌，咸淡水界面向陸地遷移，達到新的平衡，即為海水入侵。

目前狀態下，我國近海城市均出現海水入侵的環境問題，比如：萊州灣、天津、葫蘆島、上海、北海等城市，其中最為嚴重的當屬山東省萊州灣。萊州灣約在上世紀70年代發現海水入侵現象，歷經初期發展、加速發展、穩定發展四個階段，其主要原因為地下水的超采。根據水文化學分析，咸淡水混合區發生系列物理化學反應，使水中的K +、Na +、Mg2 +、SO42 -、Cl–含量增加至異常狀態，增強水體礦化度[4]。

5土壤鹽漬化

我國土壤鹽漬化多數發生在干旱、半干旱地區的農業灌溉用地上，主要是土壤或者地下水中的鹽分發生運移，累積在表層土壤中，嚴重影響著農業用地的經濟效益。土壤鹽漬化的影響因素大致有：化肥使用不當、農業灌溉、耕作不合理、地下水埋深等，此就農業灌溉進行簡要分析。

氣候干旱、降雨量少而蒸發量大的銀川平原北部的銀北地區，農業用水嚴重缺乏，原本引黃灌溉的模式不足以支撐農業發展的用水量，當地政府大量打井，利用地下水灌溉。銀北地區由于其固有的氣候環境，多年平均降雨量不足200mm，蒸發強烈，淺層地下水礦化度較高。引用高礦化度的地下水灌溉，水分蒸發后，地下水中的離子聚集在土壤表面，使土壤鹽分含量過高，進而導致土壤鹽漬化[5]。

6總結及建議

1、簡要分析超采地下水引起的環境地質問題，并逐一舉例說明。

2、地下水資源是重要的淡水資源，應做好地下水資源網絡的探索和規劃，合理利用。

3、調整規劃用水結構，節約用水、資源回收利用。

參考文獻

[1]張阿根，魏子新.上海地面沉降研究的過去、現在與未來[J].水文地質工程地質.2002.5：73-76

[2]陶虹，丁佳.關中城市群開采地下水有關環境地質問題及其防治對策建議[J].地質論評.2014.60（1）：231-235

[3]楊利錦等.懷柔應急水源地地下水水質變化研究[J].城市地質.2016.11（1）：57-61

[4]黃磊，郭占榮.中國沿海地區海水入侵機理及防治措施研究[J]. 中國地質災害與防治學報.2008（19）2：118-122

[5] 吏曉杰等.銀北地區土壤鹽漬化形成機理與模擬研究[J]. 水文地質工程地.2007.6：116-120