[科普中國(guó)]-地下水超采量

某地域內(nèi)實(shí)際開(kāi)采的地下水量超過(guò)該區(qū)地下水多年平均補(bǔ)給的水量。超采使地下水位持續(xù)下降到多年平均地下水水位以下，再繼續(xù)開(kāi)采，含水層靠消耗儲(chǔ)存量來(lái)提供水量，最終造成水質(zhì)下降、水源枯竭、水井報(bào)廢、地面沉降等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。1

地下水超采引起的環(huán)境問(wèn)題過(guò)量開(kāi)采地下水，首先使得超采區(qū)范圍內(nèi)地下水位持續(xù)下降，并由此而引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，例如，造成了開(kāi)采井單位出水量銳減甚至報(bào)廢，局部含水層被疏干甚至造成地下水源枯竭，生物群落減少、萎縮甚至消亡，泉水流量衰減甚至斷流等；從本質(zhì)上分析，破壞了地下水及其賦存介質(zhì)天然狀態(tài)下固有的生成一賦存一運(yùn)動(dòng)之間的平衡關(guān)系，殃及了地下水原有的補(bǔ)排平衡關(guān)系，地下水必然要在新的條件（即開(kāi)采條件）下尋求新的平衡。在尋求新的平衡的過(guò)程中，對(duì)原有的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了一系列影響。主要環(huán)境問(wèn)題闡述如下：

地面沉降地面沉降是一種地面變形現(xiàn)象。長(zhǎng)期開(kāi)采地下水尤其是過(guò)量開(kāi)采時(shí)，降低了所開(kāi)采的含水層的水頭壓力，從而導(dǎo)致黏土（淤泥）質(zhì)隔水層及含水層中黏土（淤泥）質(zhì)透鏡體被壓縮，引起地面區(qū)域性下沉，我們將這種現(xiàn)象稱之為地面沉降。地面下沉的高度，稱作沉降量。

地面沉降造成的災(zāi)害是嚴(yán)重的。地面沉降使原有的地面高程下降，從而降低了防洪、排澇、抵御風(fēng)暴潮的標(biāo)準(zhǔn)和能力，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全；地面沉降使得橋梁的凈空減少，影響正常航運(yùn)；地面沉降特別是不均勻沉降，嚴(yán)重危及建筑物和市政設(shè)施的安全，造成水庫(kù)大壩、河堤、樓舍等建筑物產(chǎn)生裂縫甚至潰壩或倒塌，如位于西安市的唐代大雁塔，因地面沉降已向北傾斜，西安、天津等城市因地面沉降造成上下水管道和煤氣管道斷裂等。

地面塌陷地面塌陷系指上覆的第四系松散巖類或隱伏巖溶頂板在人為活動(dòng)或天然因素作用下，特別是水動(dòng)力條件的改變引起環(huán)境效應(yīng)作用下，發(fā)生突然坍塌的現(xiàn)象。地面塌陷也是一種地面變形現(xiàn)象，多發(fā)生在隱伏巖溶地下水開(kāi)采區(qū)，又稱巖溶塌陷。由于過(guò)量開(kāi)采巖溶地下水，疏干或部分疏干了溶洞，受重力作用，溶洞之上的松散覆蓋物塌落，地面形成坑、槽、溝等塌陷現(xiàn)象，即為地面塌陷。在我國(guó)北方、云貴高原和兩廣等開(kāi)采巖溶地下水的地區(qū)，巖溶塌陷現(xiàn)象比較普遍。由于巖溶塌陷具有突發(fā)性，所以破壞性很大，往往造成人身傷亡和重大經(jīng)濟(jì)損失，尤其是在人群密集區(qū)及交通樞紐地帶危害特別大。

海水入侵和咸水入侵據(jù)有關(guān)調(diào)查分析資料，我國(guó)遼寧省黃海和渤海沿岸、山東省膠東半島、河北省的秦皇島市和廣西壯族自治區(qū)北海市等地的部分沿海地區(qū)已發(fā)生海水入侵，海水入侵總面積已超過(guò)1500km2，其中地下水氯離子含量在1000mg/L以上的重海水入侵區(qū)的面積超過(guò)350 km2。遼寧、山東兩省的海水入侵最為嚴(yán)重，這兩省的海水入侵面積達(dá)1400 km2左右，我國(guó)的重海水入侵區(qū)也主要分布在這兩省。海水入侵的直接結(jié)果是使得地下淡水的礦化度和氯離子濃度增高、水質(zhì)變差，從而失去了原有的利用價(jià)值。因此，海水入侵給當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活及生態(tài)環(huán)境造成了極大的危害。在工業(yè)方面，水質(zhì)變差使產(chǎn)品質(zhì)量下降，并因氯離子的銹蝕作用縮短了金屬設(shè)備的使用壽命；因水質(zhì)處理或遠(yuǎn)距離調(diào)水增加了生產(chǎn)成本，甚至迫使工廠停產(chǎn)、搬遷或關(guān)閉。

在我國(guó)濱海平原，地下咸水(礦化度大于2 g/L)分布區(qū)約5萬(wàn)km2，在咸水含水層的上、下，往往發(fā)育淺層淡水和深層淡水。當(dāng)對(duì)咸水分布區(qū)內(nèi)的淺層淡水、深層淡水或?qū)ο趟植紖^(qū)的前沿地下淡水區(qū)進(jìn)行過(guò)量開(kāi)采時(shí)，會(huì)造成地下咸水向淡水含水層滲透補(bǔ)給，使原有的地下淡水變咸，亦即擴(kuò)大了地下咸水區(qū)分布面積和增加了咸水含水層的分布厚度。這種現(xiàn)象稱為咸水入侵。與海水入侵一樣，咸水入侵的直接結(jié)果也是使地下淡水變咸和地下淡水資源量減少，也造成了與海水入侵類似的災(zāi)害。

荒漠化及沙化我國(guó)是世界上受荒漠化危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，尤其是氣候干旱、降水量稀少、生態(tài)環(huán)境脆弱的西北地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)有332萬(wàn)km2的土地受到不同程度的荒漠化影響，西北地區(qū)占到80%，由于水資源嚴(yán)重不足，且水土資源組合不平衡，下游過(guò)量開(kāi)采地下水，造成地下水位急劇下降，導(dǎo)致土地沙化面積不斷擴(kuò)大，天然綠洲退縮，林木草場(chǎng)嚴(yán)重退化，植物群落因脫落而枯萎、死亡。如位于騰格里沙漠南部的甘肅省民勤縣，原本是一個(gè)富饒的綠洲，由于石羊河徑流被上游利用，不得不靠開(kāi)采地下水維持生活，結(jié)果地下水位不斷下降，造成嚴(yán)重的荒漠化，在20世紀(jì)80年代，幾乎面臨幾十萬(wàn)人大遷徙的尷尬局面。

地下水污染地下水超采造成地下水位下降，形成地表水及周邊徑流對(duì)地下水的激發(fā)補(bǔ)給。在當(dāng)今地表水普遍受到污染的情況下，地下水的污染在所難免。對(duì)地下水造成污染主要是工業(yè)廢水和城市生活污水，還有農(nóng)業(yè)用的化肥，另外在濱海地區(qū)由于地下水位下降造成海水入侵也是地下水遭受污染的一個(gè)原因。工業(yè)廢水在地下水污染來(lái)源中占首要地位，主要含有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物，如酚、氰、砷、汞、鉻、鎘、洗滌劑、油類、硝基化合物、苯、醛、農(nóng)藥、氯苯、磷等有害物。城市生活污水、畜牧污水主要含碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂等有機(jī)物質(zhì)，其分解過(guò)程中消耗水中溶解氧，放出甲烷、硫化氫、氨等氣體，使水質(zhì)惡化并散發(fā)臭味。城市污水中還常有細(xì)菌、病毒及各種寄生蟲，危害人體。海水中天然高礦化水也是污染源。2

解決地下水超采的措施① 走可持續(xù)發(fā)展之路，以改善生態(tài)環(huán)境為根本和切入點(diǎn)，制定水資源保護(hù)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

② 建立流域管理與行政區(qū)域管理相結(jié)合的水資源保護(hù)管理模式，實(shí)行水量水質(zhì)統(tǒng)一管理，健全流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、區(qū)域聯(lián)防。

③ 要大力做好節(jié)約用水和污水資源化的工作。

④ 依法治水，完善水資源保護(hù)立法及法律修改工作。

⑤ 團(tuán)結(jié)協(xié)作，科學(xué)治理。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

吳俊文 - 博士 - 廈門大學(xué)