摘要：水資源是人類生命的源泉，而地下水是水資源的重要組成部分，正面臨著過量開采破壞的現(xiàn)狀，因而造成了許多環(huán)境水文地質(zhì)問題。本文闡述了因過度開采地下水而造成的危害，并提出了相關(guān)防治措施。

由于我國(guó)地下水資源被過度開采，地面沉降和地下水污染等問題對(duì)我國(guó)很多地區(qū)都造成了直接和間接經(jīng)濟(jì)損失，據(jù)統(tǒng)計(jì)已達(dá)上萬億元。當(dāng)前最關(guān)鍵的方法就是提倡節(jié)約用水和科學(xué)用水，科學(xué)開采地下水，提高用水效率。地面沉降和地下水污染已經(jīng)造成非常大的危害，如果這一情況不能得到改善，“真正的土地危機(jī)”將隨時(shí)有可能在多地大范圍爆發(fā)。也正因如此，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，很多城市和人們對(duì)地下水的開發(fā)利用問題越發(fā)嚴(yán)重，從而導(dǎo)致了眾多環(huán)境地質(zhì)問題，次生災(zāi)害也日趨多見，不容小覷?，F(xiàn)就我國(guó)的地下水開發(fā)與利用談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

一、過度開采地下水的危害

1.地下水過度開采是造成地面沉降的主要原因

由于連續(xù)多年超量開采地下水，水位持續(xù)下降，易造成地面沉降。超采范圍之內(nèi)的巖土層地下水釋放，土層被壓密，厚度降低，引起其上部巖土體沉降，上覆土層因自重和疏水向下移動(dòng)、彎曲變形，一直發(fā)展到地表，引起地面變形，這樣就有可能使建筑物傾斜、墻體裂縫，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。與巖土工程中的先降水后開挖相比，超采地下水造成的地面沉降影響范圍非常大，據(jù)資料顯示，美國(guó)長(zhǎng)灘市1961年累計(jì)沉降量達(dá)9m，休斯敦市1978年的沉降影響范圍達(dá)12，000km2。需要說明的是地面沉降的原因包括自然原因和人為原因，超采地下水并非引起地面沉降的唯一原因，但是這種因抽取地下水而形成的地面沉降，是地面沉降現(xiàn)象中發(fā)育最普遍、危害性最嚴(yán)重的一類。因?yàn)檫^度開采會(huì)造成地下水位下降嚴(yán)重，使得水位下降造成的空隙很難在短期時(shí)間里得到恢復(fù)，進(jìn)而使得上覆地層的重量只能作用在含水介質(zhì)所構(gòu)成的骨架上，換句話說就是由于地下水的開采造成原來一個(gè)穩(wěn)定的受力平衡得到破壞，為了得到新的平衡地面就產(chǎn)生了相應(yīng)的能量輸出，即地面下沉。地下水下降同時(shí)會(huì)伴隨著很多其它危害，比如風(fēng)暴潮加劇及海潮倒灌；人江河湖海的泄洪能力降低，洪澇加劇；工程設(shè)施、市政設(shè)施及建筑物破壞；水土環(huán)境惡化；沿海地區(qū)會(huì)隨著全球變暖海平面升高，將會(huì)有更多的陸地有可能被海水淹沒；現(xiàn)有的高程地面資料失效。

2.地下水過度開采造成地下水污染

地下水污染主要指人類活動(dòng)引起地下水化學(xué)成分、物理性質(zhì)和生物學(xué)特性發(fā)生改變而使質(zhì)量下降的現(xiàn)象。地表以下地層復(fù)雜，地下水流動(dòng)極其緩慢，因此，地下水污染具有過程緩慢、不易發(fā)現(xiàn)和難以治理的特點(diǎn)。地下水一旦受到污染，即使徹底消除其污染源，也得十幾年，甚至幾十年才能使水質(zhì)復(fù)原。至于要進(jìn)行人工的地下含水層的更新，問題就更復(fù)雜了。水源地超量開采造成水資源衰減主要是井位的布局不科學(xué)不合理，供水井分布過于集中，以及超量開采，導(dǎo)致水源地地下水水位降深變大，形成地下水漏斗并呈逐年擴(kuò)大的趨勢(shì)。水資源衰減還會(huì)影響生產(chǎn)和生活用水，造成的經(jīng)濟(jì)損失難以估量。地下水過度開采造成的地下水污染主要有兩個(gè)方面的原因：第一，由于超采地下水導(dǎo)致巖溶塌陷，破壞上覆第四系隔水層，地表污水及劣質(zhì)潛水就會(huì)通過塌陷段滲入；第二，由于超采地下水，造成地表水水位降低，水量減少，同時(shí)水在地下的凈化時(shí)間變短。此外，地下水漏斗、水位降低這些原因還會(huì)增加地下水接受補(bǔ)給的范圍，以至于有可能超出水源地保護(hù)區(qū)范圍，也可以說就是擴(kuò)大了受污染的面積。這些原因都會(huì)造成地下水水質(zhì)的變化。

二、在我國(guó)部分地區(qū)地面沉降和水污染的具體分析

地面沉降是一種緩變的地質(zhì)災(zāi)害，最主要的原因就是由于對(duì)地下水的過度盲目開采而造成的。地下水被過度開采，地面就會(huì)下沉，但這并不等于說今天停止了地下水的開采，明天地面就不會(huì)下沉。這種災(zāi)害是長(zhǎng)期造成的，影響也是長(zhǎng)遠(yuǎn)的，而水污染則加劇了這一災(zāi)害。地下水的開采要有個(gè)度，最重要的措施還是對(duì)水資源進(jìn)行保護(hù)性地開發(fā)，如果只注重開發(fā)而不去保護(hù)就是浪費(fèi)，即使經(jīng)濟(jì)發(fā)展了，到頭來也會(huì)得不償失。現(xiàn)在過多的地下水被用在了工業(yè)上，而用在飲用水方面卻很少，這一矛盾必須得到解決。造成地面下沉的最主要原因就是地下水過度開采造成地下水漏斗區(qū)，在比較集中的幾個(gè)地方出現(xiàn)地面下沉，但這種下沉不是普遍的現(xiàn)象。由于城市要開采地下水，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)也在開采，水利建設(shè)不當(dāng)，湖泊河流受到污染等原因，才會(huì)出現(xiàn)這么多關(guān)于水方面的問題。像我國(guó)有些地區(qū)，地表水被污染了，人們只好去尋求地下水，而地下水被過度開采又導(dǎo)致地面下沉等一系列災(zāi)害。農(nóng)村將變成重災(zāi)區(qū)，農(nóng)村的水污染是面源污染，與城市的點(diǎn)污染相比，情況更嚴(yán)重，也更難治理。農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)大量用水以及造成的水污染問題已非常突出。農(nóng)村用含磷洗衣粉洗衣服，用化學(xué)肥料和大量農(nóng)藥培育莊稼等將進(jìn)一步加劇地表水環(huán)境的惡化，進(jìn)而影響到地下水環(huán)境，讓整體環(huán)境不協(xié)調(diào)。

過度開采就是浪費(fèi)，污染也是浪費(fèi)。目前政府執(zhí)行用水政策出現(xiàn)失誤或者不力，將進(jìn)一步加劇水資源的缺乏。國(guó)外地下水用在生活方面相對(duì)多一點(diǎn)，而我國(guó)卻恰恰相反，工業(yè)過多使用地下水，卻將地表水經(jīng)過凈化而供人們飲用，上海就吃了這樣的苦頭。

三、采取措施保護(hù)水資源

如果要改變這種狀況，政府就要在水資源利用方面統(tǒng)一行動(dòng)，而不是分頭管理，各自為政。但這種體制的改革不是一蹴而就的，所以在水方面的問題還將持續(xù)。現(xiàn)在民間應(yīng)該呼吁合理用水，保護(hù)水資源，保護(hù)自己生存的環(huán)境，減少或避免水污染。這也將從根本上解決因?yàn)榈叵滤ソ叨斐傻牡孛嫦鲁?。地面下沉將縮短建筑物的壽命，也將導(dǎo)致地下倉庫的潮濕。上海的地下已經(jīng)有好幾層建筑設(shè)施，這一情況就更為嚴(yán)重，現(xiàn)在對(duì)地下建設(shè)的必須投資越來越大以減少由于水而造成的相關(guān)損失，這就是間接的損失。有些城市隧道里的燈需要一兩年換一次，就是由于地下水位下降，地面下沉而造成的。如果這一情況不能有效控制，我國(guó)將面臨高精尖技術(shù)企業(yè)轉(zhuǎn)移、外資撤走的危險(xiǎn)。地面下沉或者出現(xiàn)地裂縫已然成為災(zāi)害，我們沒有辦法恢復(fù)環(huán)境的原貌，現(xiàn)在只能努力去控制情況進(jìn)一步惡化。絕對(duì)理想的狀態(tài)是不去開采地下水，但這種情況不可能。因此，開采地下水之后要及時(shí)回灌，回灌時(shí)要注意不要將已污染的水導(dǎo)到地下，從而引起再次污染。城市建設(shè)要相對(duì)分散，減少過高樓層的建筑物，城市地下建設(shè)也不宜過深，否則將影響水的流動(dòng)與循環(huán)。在農(nóng)村要減少農(nóng)藥、化肥、含磷物質(zhì)的排放，留住農(nóng)村一片綠色的世界。當(dāng)前最緊迫的措施就是提倡節(jié)約用水和科學(xué)用水，提高用水效率。優(yōu)化地下水的開采布局，把按層次、地區(qū)和時(shí)間內(nèi)集中開采調(diào)整為按含水系統(tǒng)的特征轉(zhuǎn)化為分散式開采，避免地下漏斗區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展。

四、加強(qiáng)合理監(jiān)測(cè)防治地下水過度開采的方法

在地下水的開采過程中，我們既要符合生產(chǎn)用戶所需又要滿足人們的基本需要，同時(shí)又不能地下水水量減少或者水源枯竭，更不能出現(xiàn)水質(zhì)惡化，水環(huán)境污染等現(xiàn)象，所以科學(xué)合理的開采地下水，是我們所有人的共同愿望。

1.制定合理的開采方案

在經(jīng)過認(rèn)真的水文地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上，科學(xué)合理地制定開采地下水計(jì)劃，規(guī)劃出適合本地區(qū)水文地質(zhì)條件的開采地段和開采深度。要對(duì)擬建水源地作專業(yè)評(píng)價(jià)，對(duì)整個(gè)水文地質(zhì)單元地下水及附近水源地的影響進(jìn)行科學(xué)技術(shù)論證。對(duì)開采地段和開采深度既要考慮近期效益又要考慮到它的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，要考慮到整個(gè)水文地質(zhì)單元內(nèi)地下水的開發(fā)與利用。

2.確定適當(dāng)開采量

通常我們要求開采量穩(wěn)定而不減少，要有相應(yīng)的補(bǔ)給與之平衡。水位下降不能超過規(guī)定降深。但由于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要，準(zhǔn)備多開采地下水，可根據(jù)具體條件適當(dāng)調(diào)整允許開采量和允許水位降深值。

在特殊條件下，也可以設(shè)計(jì)疏干性開采，但必須能得到補(bǔ)充或恢復(fù)，同時(shí)要保證開采動(dòng)態(tài)下的水質(zhì)，避免在開采動(dòng)態(tài)下由于水文地質(zhì)條件改變而造成水質(zhì)變異、惡化，避免開采動(dòng)態(tài)下發(fā)生有害的地面沉降或塌陷。一般在松散地層的平原區(qū)須防止產(chǎn)生地面沉降，在巖溶區(qū)須防止產(chǎn)生地面塌陷。

3.建立水文地質(zhì)模型及相應(yīng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

建立地下水水流的模擬模型，包括水文地質(zhì)層的三維概念模型與數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型，奠定研究區(qū)域地下水開采方案優(yōu)化分析的基礎(chǔ)。首先利用GMS軟件中的SOLID模塊建立了研究區(qū)的水文地質(zhì)層三維立體模型，從而為方便準(zhǔn)確全面地概化研究區(qū)水文地質(zhì)條件提供良好的平臺(tái)；確立水文地質(zhì)概念模型后，建立了研究區(qū)的數(shù)學(xué)模型并通過校正法對(duì)模型進(jìn)行了識(shí)別，而后選取若干驗(yàn)證時(shí)段的水位實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，從而驗(yàn)證所建立的水文地質(zhì)概念模型和數(shù)學(xué)模型合理性。之后，通過驗(yàn)證后的地下水流模擬模型演算擬定的地下水開采方案，從而對(duì)不同開采方案下地下水流場(chǎng)的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)模型演算出的水位變化情況和流場(chǎng)的變化趨勢(shì)，對(duì)各個(gè)地下水開采方案的科學(xué)合理性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)并得出研究區(qū)域地下水開采的優(yōu)化方案，從而為研究區(qū)地下水的合理開發(fā)利用提供參考。

同時(shí)，要建立一套科學(xué)有效的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，把水文地質(zhì)條件時(shí)時(shí)的變化反映到模型上，使之更有效地掌握現(xiàn)狀，為下一步開采作為科學(xué)的預(yù)判。

4.制定水資源法

中國(guó)跟水有關(guān)的法規(guī)，有《水法》、《防洪法》、《水土保持法》，這些是比較大的法，但就是沒有水資源法。在此也呼吁國(guó)家應(yīng)該有一個(gè)《水資源法》，對(duì)水資源的開發(fā)、利用、保護(hù)，特別是規(guī)范人們用水行為，包括提高水價(jià)的問題，確定一定的法律依據(jù)。

5.建立管理機(jī)構(gòu)，制定合理開發(fā)和管理計(jì)劃

地下水作為珍貴資源，不能無節(jié)制地開采，也不要因噎廢食。除了要科學(xué)地開采地下水之外，地下水回灌、優(yōu)化工程、科學(xué)設(shè)計(jì)等都是控制地面沉降的好方法。人工回灌就是通過泵機(jī)組將水源交換熱量后注入地下含水層中。這樣做既保持了含水層水的壓力，也防止了地面沉降，而且地下水經(jīng)過熱泵機(jī)組后，只是交換了熱量，水質(zhì)幾乎沒發(fā)生變化，不會(huì)對(duì)地下水產(chǎn)生污染。

另外還要充分利用雨水等自然水的灌溉，大力開展人工增雨作業(yè)，在春夏季灌溉季節(jié)增加有效的降雨，增加降雨量，生產(chǎn)和生活用水盡量多的利用中水，據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市供水的80%轉(zhuǎn)化為污水，經(jīng)收集處理后，其中70%的再生水可以再次循環(huán)使用。合理利用中水、雨水，減少地下水的過度開采，用以恢復(fù)和養(yǎng)蓄地下水，從而改善水文地質(zhì)環(huán)境。

此外，還可以加強(qiáng)生態(tài)治理，加強(qiáng)地下水的污染治理，通過攔蓄工程、濕地工程等形式，提升水體的自我降解和生物降解能力。