谈我国地下水开发利用
1 我国地下水开发利用概况
地下水是地球上水资源的一个重要组成部分，具有水质洁净、温度变化小和分布广泛等优点，是居民生活、工农业生产和国防建设的一个重要水源。在世界各国供水量中，地下水占很大比例，如丹麦、利比亚、沙特阿拉伯与马耳他等国均占100％，圭亚那、比利时和塞浦路斯等国占80～90％，德国、荷兰与以色列占67～75％，原苏联占24％，美国占20％。美国1/3的水浇地依赖地下水灌溉。原苏联地下水开采量每秒钟达700立方米，其中的200多立方米用于城市供水、200多立方米用于农田灌溉。
据勘查，我国地下水资源的总量达8700亿立方米/年，占全国平均水资源总量28000亿立方米/年的31％左右，其中能够直接开发利用的每年约2900亿立方米。我国南方和北方地区的地下水资源分布不平衡，北方15个省、市、自治区和苏北、皖北地区约有3000亿立方米/年，约占北方水资源总量的一半；南方各省、市、自治区的地下水资源量约有5000多亿立方米/年。我国南方地表水较多，地下水也多，北方地表水较少，地下水也少。
在我国，地下水对居民生活、工农业生产与城乡建设起重要作用。无论是在河流大多干涸的北方，还是远离河流的南方，都依赖地下水作为主要的水源。据对我国181座大中城市统计，采用地下水供水的
城市有60多座，占l/3以上；采用地下水与地表水联合供水的城市有40多座，占l/5以上。特别是在地表水缺乏的北方地区，地下水对于解决城市供水的作用更为重要，如华北地区27个主要城市的地下水开采量占城市总用水量的87％。目前，北京、沈阳、西安、大连等城市地下水的日开采量均达到了100万立方米以上。据统计，现在我国城市和工业地下水使用量已超过150亿立方米/年，约占全国地下水年开采总量的20％以上。在地面水源不足、降雨较少的干旱地区，开发利用地下水已成为水利建设的一个重要方面，是农业生产上取得抗旱保丰收的必要手段。据北方17个省、市、自治区统计，日前已有农业机井200多万眼，每年开采地下水超过400亿立方米，占全国地下水年开采总量的50％以上，灌溉农田面积为1.7亿亩以上。
2 我国地下水开发利用中存在的问题
目前，我国地下水年开采总量约为767亿立方米，约占全国地下水年天然资源总量的9％，北方地区的地下水开采量每年已达600亿立方米，占全国地下水年开采总量的78％以上。而华北平原的地下水年开采量为236亿立方米，已占全国地下水年开采量的30％以上。从总体来说，我国地下水的开发率是不高的。但是，由于我国用水地点集中、用水量增长幅度过大、工业布局不够合理，以及工业三废与城市生活废弃物治理不力等原因，地下水开发利用产生了一系列的严重环境问题：
⑴ 地下水开采过量，形成了大面积的地下水位下降漏斗区。在许多集中开采区，由于多年超量开采地下水，致使水井出水量急剧减少，发生水荒，如河北平原因超采地下水形成了30多个地下水位下降漏斗，其总面积近两万平方公里，承压地下水位降落漏斗中心水位每年下降2～3米。河北沧州承压地下水位下降每年超过了5米，地下水位下降漏斗区面积达1600平方公里，漏斗中心最深水位已达海平面以下50～60米。北京地下水位平均每年下降0.5～1.0米，形成了面积为1000平方公里的地下水位下降漏斗区，漏斗区平均水位下降4米多，漏斗中心水位下降20～30米，已使1/3的机井抽不上水，其面积达70平方公里。北京市每年由于抽水扬程增高而导致耗电量增加、更新机井和水泵多花的费用，已达1亿多元。
⑵ 超量开采地下水，引起地面沉降、地裂缝和地面塌陷。据调查，上海、天津、常州、无锡、宁波等36个城市，由于过量抽汲地下水而出现了地面沉降，其中上海、天津市累积沉降幅度已超过了2米。上海市最大累积沉降量曾达2．63米；天津市地面沉降大于1米的范围已达135平方公里；太原市地面沉降累积值可达1232毫米；西安市地面沉积累积值达200毫米；常州市地面沉降值达820毫米；苏州市地面沉降累积值市区已达到1050毫米。地面沉降使城市地面积水、房屋与道路开裂、河面上升、桥梁和房屋下沉、污水倒灌、机井水泵抬高等危害。
超量开采地下水，还可产生地裂缝，如河北平原已发现地裂缝100多条，主要分布在邢台、邯郸、石家庄、沧州、衡水、廊坊等城市，地裂缝长几米至几百米、宽5～40厘米、最大深度可达9.8米。地裂缝可使城市建筑物地基下沉、墙壁开裂、公路遭到破坏。
超采地下水又可产生地面塌陷，据我国18个省、市、自治区统计，已发现地面塌陷点700多处，有塌陷坑3万多个，其中由于超量抽汲地下水而造成的塌陷点占27.5％。如秦皇岛、杭州、昆明、贵阳、武汉等城市，由于超采地下水，使碳酸盐岩溶地下水位急剧下降，造成了地面塌陷。
(3)超采地下水造成海水入侵，地下水水质恶化。我国的一些沿海地区，因超采地下水引起水位下降至低于海潮水位，使海水沿地下含水层入侵，或海水顺河上溯补给地下水，造成地下水质恶化。例如，北戴河枣园附近海水入侵范围达24平方公里，平均年入侵速度16～22米，水质碱化；大连市海水入侵后，使地下水中氯离子含量由每升100毫克剧增到1000毫克。
(4)地下水污染。造成地下水污染的主要化学物质有以下几种：第一，地下水硬度升高。据90年代监测分析，在监测井中检出的地下水硬度超标率大于50％的城市有天津、沈阳、包头、吉林、武汉、大连、乌鲁木齐等城市，西安、太原和南通也很严重。第二，地下水的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和铵氮的污染。据分析，沈阳、吉林、上海、西安、南京、太原、呼和浩特、长春、哈尔滨、成都、宁波、温州、
邯郸、保定等16个城市的地下水均检出了上述三氮，占监测城市的45.8％。第三，地下水中硫酸根离子、氯离子、溶解性总固体等常规化学成分增高。地下水中这些化学成分在监测的大中城市中普遍存在增高现象，尤其是在海水入侵地带，氯离子含量可高达1000多毫克/升；许多地区地下水溶解性总固体可从每升0.5克急剧增高至2克以上，并呈大面积的污染。第四，地下水中的酚、氰、砷、六价铬离子、氟、镉污染。这些化学污染物质在地下水污染较重的城市普遍存在，如西安市地下水酚污染面积可达240平方公里，包头市地下水氰污染面积可达160平方公里，沈阳市浑河北岸地下水油、酚污染宽度达500～1000米。此外，还有沈阳地下水的镉污染，包头、天津、南通的氟污染，石家庄市的有机磷污染，辽阳、鞍山市的硝基化合物污染，兰州、锦州、吉林的石油化工物的污染等。
上述各种化学污染物质进入地下水的主要途径有工业废水、生活污水通过渗井、渗坑、河渠沟塘等渗入地下含水层，工业废渣与废气、城市垃圾与粪便等固体废弃物经降水或地表水淋溶后渗入地下，未经处理的污水灌溉农田，化肥、农药、农家肥过量的施用，超量开采地下水，井壁渗漏，不洁水源人工回灌地下，地下工程破坏地层天然状态以及地层矿物岩石的溶解与淋滤渗入等均能导致地下水的污染。
3. 保护地下水资源的措施
保护地下水资源的措施大致有以下几个方面：
(1)贯彻执行国家水法、水污染防治法和其他有关水源保护法规。统一管理、调度和计划开采、分配使用地下水。
(2)建立节水型城市。控制耗水量大的工业发展，控制城市人口的急剧增长，采用城市生活节水装置，普遍实施中水道节水措施，以节约城市生活用水。
(3)建立节水型工业企业。在工业上采用冷却塔、冷却池、循环用水、汽冷却代替水冷却、风冷却代替水冷却与汽冷却等节水措施。
(4)建立节水型农业。在农业上采用水泥、石块、三合土与塑料薄膜等衬砌渠道，用地下输水管道代替输水明渠，用喷溉、微灌代替大水漫灌等方法以节约农业用水。京津两市如果能全部实施喷灌、微灌新技术，则每年可节水15～20亿立方米，这些水可供北京市生活与工业使用一年。
(5)开发利用污水资源。采用污水处理厂、中水道、自然净化等方法，将目前污水处理率从10％增加到20％，即可为城市提供35亿立方米的可利用水资源。
(6)兴建地下水库，开展人工回灌地下水的工作。将大气降水、山洪水、暂不利用的地表水、水质较好的工业冷却弃水，引渗回灌到地下岩层中的孔隙、裂隙、溶洞中，或开采腾空的含水层里，以备缺水时使用。
(7)开展地下水源环境保护工作。积极治理工业三废与城市生活废弃物，严防工业废水与生活污水渗入地下污染水源。要使用处理后的、符合污灌水质标准的污废水灌溉农田，并制定和执行合理的污灌定额。要科学合理地施用化肥、农药与农家肥，以防止农业污染地下水。认真做好建没项目的地下水环境影响评价工作，以保障地下水源不遭受工业等行业的污染。积极开展地下水水质监测工作。
谈我国地下水开发利用
1 我国地下水开发利用概况
地下水是地球上水资源的一个重要组成部分，具有水质洁净、温度变化小和分布广泛等优点，是居民生活、工农业生产和国防建设的一个重要水源。在世界各国供水量中，地下水占很大比例，如丹麦、利比亚、沙特阿拉伯与马耳他等国均占100％，圭亚那、比利时和塞浦路斯等国占80～90％，德国、荷兰与以色列占67～75％，原苏联占24％，美国占20％。美国1/3的水浇地依赖地下水灌溉。原苏联地下水开采量每秒钟达700立方米，其中的200多立方米用于城市供水、200多立方米用于农田灌溉。
据勘查，我国地下水资源的总量达8700亿立方米/年，占全国平均水资源总量28000亿立方米/年的31％左右，其中能够直接开发利用的每年约2900亿立方米。我国南方和北方地区的地下水资源分布不平衡，北方15个省、市、自治区和苏北、皖北地区约有3000亿立方米/年，约占北方水资源总量的一半；南方各省、市、自治区的地下水资源量约有5000多亿立方米/年。我国南方地表水较多，地下水也多，北方地表水较少，地下水也少。
在我国，地下水对居民生活、工农业生产与城乡建设起重要作用。无论是在河流大多干涸的北方，还是远离河流的南方，都依赖地下水作为主要的水源。据对我国181座大中城市统计，采用地下水供水的
城市有60多座，占l/3以上；采用地下水与地表水联合供水的城市有40多座，占l/5以上。特别是在地表水缺乏的北方地区，地下水对于解决城市供水的作用更为重要，如华北地区27个主要城市的地下水开采量占城市总用水量的87％。目前，北京、沈阳、西安、大连等城市地下水的日开采量均达到了100万立方米以上。据统计，现在我国城市和工业地下水使用量已超过150亿立方米/年，约占全国地下水年开采总量的20％以上。在地面水源不足、降雨较少的干旱地区，开发利用地下水已成为水利建设的一个重要方面，是农业生产上取得抗旱保丰收的必要手段。据北方17个省、市、自治区统计，日前已有农业机井200多万眼，每年开采地下水超过400亿立方米，占全国地下水年开采总量的50％以上，灌溉农田面积为1.7亿亩以上。
2 我国地下水开发利用中存在的问题
目前，我国地下水年开采总量约为767亿立方米，约占全国地下水年天然资源总量的9％，北方地区的地下水开采量每年已达600亿立方米，占全国地下水年开采总量的78％以上。而华北平原的地下水年开采量为236亿立方米，已占全国地下水年开采量的30％以上。从总体来说，我国地下水的开发率是不高的。但是，由于我国用水地点集中、用水量增长幅度过大、工业布局不够合理，以及工业三废与城市生活废弃物治理不力等原因，地下水开发利用产生了一系列的严重环境问题：
⑴ 地下水开采过量，形成了大面积的地下水位下降漏斗区。在许多集中开采区，由于多年超量开采地下水，致使水井出水量急剧减少，发生水荒，如河北平原因超采地下水形成了30多个地下水位下降漏斗，其总面积近两万平方公里，承压地下水位降落漏斗中心水位每年下降2～3米。河北沧州承压地下水位下降每年超过了5米，地下水位下降漏斗区面积达1600平方公里，漏斗中心最深水位已达海平面以下50～60米。北京地下水位平均每年下降0.5～1.0米，形成了面积为1000平方公里的地下水位下降漏斗区，漏斗区平均水位下降4米多，漏斗中心水位下降20～30米，已使1/3的机井抽不上水，其面积达70平方公里。北京市每年由于抽水扬程增高而导致耗电量增加、更新机井和水泵多花的费用，已达1亿多元。
⑵ 超量开采地下水，引起地面沉降、地裂缝和地面塌陷。据调查，上海、天津、常州、无锡、宁波等36个城市，由于过量抽汲地下水而出现了地面沉降，其中上海、天津市累积沉降幅度已超过了2米。上海市最大累积沉降量曾达2．63米；天津市地面沉降大于1米的范围已达135平方公里；太原市地面沉降累积值可达1232毫米；西安市地面沉积累积值达200毫米；常州市地面沉降值达820毫米；苏州市地面沉降累积值市区已达到1050毫米。地面沉降使城市地面积水、房屋与道路开裂、河面上升、桥梁和房屋下沉、污水倒灌、机井水泵抬高等危害。
超量开采地下水，还可产生地裂缝，如河北平原已发现地裂缝100多条，主要分布在邢台、邯郸、石家庄、沧州、衡水、廊坊等城市，地裂缝长几米至几百米、宽5～40厘米、最大深度可达9.8米。地裂缝可使城市建筑物地基下沉、墙壁开裂、公路遭到破坏。
超采地下水又可产生地面塌陷，据我国18个省、市、自治区统计，已发现地面塌陷点700多处，有塌陷坑3万多个，其中由于超量抽汲地下水而造成的塌陷点占27.5％。如秦皇岛、杭州、昆明、贵阳、武汉等城市，由于超采地下水，使碳酸盐岩溶地下水位急剧下降，造成了地面塌陷。
(3)超采地下水造成海水入侵，地下水水质恶化。我国的一些沿海地区，因超采地下水引起水位下降至低于海潮水位，使海水沿地下含水层入侵，或海水顺河上溯补给地下水，造成地下水质恶化。例如，北戴河枣园附近海水入侵范围达24平方公里，平均年入侵速度16～22米，水质碱化；大连市海水入侵后，使地下水中氯离子含量由每升100毫克剧增到1000毫克。
(4)地下水污染。造成地下水污染的主要化学物质有以下几种：第一，地下水硬度升高。据90年代监测分析，在监测井中检出的地下水硬度超标率大于50％的城市有天津、沈阳、包头、吉林、武汉、大连、乌鲁木齐等城市，西安、太原和南通也很严重。第二，地下水的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和铵氮的污染。据分析，沈阳、吉林、上海、西安、南京、太原、呼和浩特、长春、哈尔滨、成都、宁波、温州、
邯郸、保定等16个城市的地下水均检出了上述三氮，占监测城市的45.8％。第三，地下水中硫酸根离子、氯离子、溶解性总固体等常规化学成分增高。地下水中这些化学成分在监测的大中城市中普遍存在增高现象，尤其是在海水入侵地带，氯离子含量可高达1000多毫克/升；许多地区地下水溶解性总固体可从每升0.5克急剧增高至2克以上，并呈大面积的污染。第四，地下水中的酚、氰、砷、六价铬离子、氟、镉污染。这些化学污染物质在地下水污染较重的城市普遍存在，如西安市地下水酚污染面积可达240平方公里，包头市地下水氰污染面积可达160平方公里，沈阳市浑河北岸地下水油、酚污染宽度达500～1000米。此外，还有沈阳地下水的镉污染，包头、天津、南通的氟污染，石家庄市的有机磷污染，辽阳、鞍山市的硝基化合物污染，兰州、锦州、吉林的石油化工物的污染等。
上述各种化学污染物质进入地下水的主要途径有工业废水、生活污水通过渗井、渗坑、河渠沟塘等渗入地下含水层，工业废渣与废气、城市垃圾与粪便等固体废弃物经降水或地表水淋溶后渗入地下，未经处理的污水灌溉农田，化肥、农药、农家肥过量的施用，超量开采地下水，井壁渗漏，不洁水源人工回灌地下，地下工程破坏地层天然状态以及地层矿物岩石的溶解与淋滤渗入等均能导致地下水的污染。
3. 保护地下水资源的措施
保护地下水资源的措施大致有以下几个方面：
(1)贯彻执行国家水法、水污染防治法和其他有关水源保护法规。统一管理、调度和计划开采、分配使用地下水。
(2)建立节水型城市。控制耗水量大的工业发展，控制城市人口的急剧增长，采用城市生活节水装置，普遍实施中水道节水措施，以节约城市生活用水。
(3)建立节水型工业企业。在工业上采用冷却塔、冷却池、循环用水、汽冷却代替水冷却、风冷却代替水冷却与汽冷却等节水措施。
(4)建立节水型农业。在农业上采用水泥、石块、三合土与塑料薄膜等衬砌渠道，用地下输水管道代替输水明渠，用喷溉、微灌代替大水漫灌等方法以节约农业用水。京津两市如果能全部实施喷灌、微灌新技术，则每年可节水15～20亿立方米，这些水可供北京市生活与工业使用一年。
(5)开发利用污水资源。采用污水处理厂、中水道、自然净化等方法，将目前污水处理率从10％增加到20％，即可为城市提供35亿立方米的可利用水资源。
(6)兴建地下水库，开展人工回灌地下水的工作。将大气降水、山洪水、暂不利用的地表水、水质较好的工业冷却弃水，引渗回灌到地下岩层中的孔隙、裂隙、溶洞中，或开采腾空的含水层里，以备缺水时使用。
(7)开展地下水源环境保护工作。积极治理工业三废与城市生活废弃物，严防工业废水与生活污水渗入地下污染水源。要使用处理后的、符合污灌水质标准的污废水灌溉农田，并制定和执行合理的污灌定额。要科学合理地施用化肥、农药与农家肥，以防止农业污染地下水。认真做好建没项目的地下水环境影响评价工作，以保障地下水源不遭受工业等行业的污染。积极开展地下水水质监测工作。