中国地下水资源数量变化的主要原因分析

中国地下水资源数量变化的主要原因分析

2016-12-14 作者: xuzhiping 浏览: 4187 次

摘要: 地下水资源数量变化原因 全国水文地质研究程度和精度提高 评价面积有所增加 区域降水量发生变化 人类工程活动使地下水补给量减少 水文地质参数进行了必要修正 评价方法有所改进 可开采资源量评价充分考虑了维护生态环境的需要 相关链接 地下水资源数量变化原...

地下水资源数量变化原因

地下水资源量变化的原因可以概括为两个方面,一方面是因为近20年的水文地质工作取得新的进展,基础资料更加丰富和扎实,研究程度和精度进一步提高,评价方法与手段更趋先进合理;另一方面是因为地下水的补给、径流、排泄条件发生了变化,即水循环条件发生了变化,导致地下水资源数量和质量有所变化。以下具体从几方面来分析。

全国水文地质研究程度和精度提高

新一轮评价成果充分利用了20世纪80年代以来的地下水资源勘查、调查、实验、研究等方面的新成果和新资料。包括1995年完成的以1:20万比例尺为主的全国区域水文地质普查成果,700多个县的区域水文地质调査,130多万平方千米面积的农田供水水文地质勘查,数千个城镇和工矿供水水文地质勘查,以及50年来的地下水长期动态监测资料等,使得计算成果精度比第一轮有较大的提高。

评价面积有所增加

地下水天然补给资源评价面积由1984年的近900万km2增加到914万km2,评价面积略有增加;而可开采资源评价面积由1984年的140万km2余增加到610万km2余,增加了470万km2余。1984年地下水资源评价时,西藏自治区、台湾省没有评价地下水可开采资源量,而2002年两省(区)新增地下淡水可开采资源量258.90亿m3/a。

2002年地下水资源评价时,部分省(区、市)只评价了部分宜井区的可开采资源量,未对全部宜井区可开采资源进行评价。南方地区分布广泛的红层丘陵与盆地,1984年评价时认为这些地区地下水供水意义认识不足没有进行评价,但近年实践证明其有分散供水功能,对解决农村人畜用水发挥了重要作用,四川、重庆、湖南、江西、浙江等省都计算了这部分红层地下水的可开采资源量。如四川红层区面积6万km2,新增可开采资源量22亿m3/a,浙江省新增金华、义乌等地红层区可开采资源量2.75亿m3/a。

区域降水量发生变化

据40年来长系列降水量资料表明,总体上华北地区以及吉林、辽宁、宁夏、甘肃、陕西、四川中部、贵州、广西北部、云南北部等地区的降水量呈减少趋势、其他地区呈增加趋势或基本稳定。降水量的变化,使地下水天然补给资源和可开采资源发生相应的变化。

北京市1980年以前平均降水量为640.2mm,1980年以后平均降水量为561.16mm,减少了11.7%,平原区降水人渗补给量减少0.1亿m3/a。河北省多年平均降水量为543.5mm,90年代平均降水量为487.92mm,减少了10.1%,平原区降水人渗补给量减少1.01亿mVa。山东省鲁北、鲁西南黄河冲积平原降水量减少23mm,鲁中南中低山丘陵、山前冲洪积平原降水量减少48mm。

新疆多年平均降水量155mm,而20世纪90年代平均降水量164mm,增加6.3%,因而山区地下水天然补给资源量增加4.27%。湖南省90年代平均降水量1447mm,比多年平均降水量增加1.4%。安徽省90年代平均降水量1658mm,增加68mm。

人类工程活动使地下水补给量减少

20世纪80年代以来,人类活动对地下水补给的影响越来越强烈,特别是北方平原地区,由于山区修建多级水库,下游河道断流,河流对地下水的人渗补给量大幅度减少,从而引起天然补给水资源和可开采水资源的相应减少。

此外,水利工程的影响还表现在工程配套逐步完善,渠系衬砌水平逐年提高,使得渠系对地下水的补给量也呈减少趋势,造成总的补给资源和可开采资源减少。例如,北京市平原区,减少0.3亿m3/a。河北省平原区减少4.33亿m3/a。新疆平原区减少近20亿m3/a,其原因主要是渠系有效利用系数提高,全疆平均渠系有效利用系数由80年代的0.42提高到1999年的0.52。

水文地质参数进行了必要修正

由于人类经济活动的影响,一方面作为地下水补给源的降水量、河流径流量、渠系引水量、田间灌溉量等发生了变化,另一方面作为地下水补给人渗条件的包气带结构、岩性和厚度等也发生了变化,所以,降水人渗系数、河流人渗系数、渠系入渗系数、灌慨人渗系数、给水度等水文地质参数都相应发生了变化,均需要进行修正,以反映实际情况。

除了地下水埋藏较浅地区,如滨海平原区,包气带厚度增大后有利于其增加人渗补给外,其余大部分地区,由于地下水补给来源减少或地下水超量开采,使得包气带厚度明显增大。包气带厚度增大,一是造成地下水补给路径加长,二是包气带滞留了部分水量,导致地下水的补给量减少。反映到人渗系数上,就是人渗系数变小。内蒙古在评价中对中西部地区的降水入渗系数普遍进行了修正,略有变小。河南省20世纪80年代平原区水位埋深大于8m的地区面积为696km2,1999年水位埋深大于8m的地区面积增加到13537km3,这些地区的人渗系数相应变小。山东省通过羊庄试验场的实验表明,80年代降水入渗系数为0.20,而90年代包气带厚度增大,降水人渗系数减小为0.17。安徽省计算山区地下水天然补给资源量时采用了近期水利部门的基流量计算成果,对第一轮的山区基岩裂隙水径流模数进行了修正,较原来偏小。新疆吐哈盆地、天山北麓地下水开采在未超过原允许开采量情况下,水位产生明显下降,对原开采系数进行了调减。

评价方法有所改进

第一轮评价时,全国区域水文地质普查还存在许多空白区,当时对空白区补给资源量的计算多采用类比法,精度较低,计算结果普遍偏于保守。而新一轮评价利用1980〜1999年勘探、调查、试验的新成果,采用了精度较高的计算方法。此外,过去研究程度较高的平原、盆地区,随着数值计算等方法的应用,计算结果更符合实际。

贵州、福建第一轮山区地下水天然补给资源量评价均是采用特枯季地下径流模数法计算地下水的天然补给资源量,计算结果偏小;而新一轮评价采用了多年平均枯季地下水径流模数法,较客观地反映了两省的实际补给量情况,使得两省天然补给资源量分别增加了208.45亿m3/a和127.53亿m3/a。江西省第一轮山区地下水天然补给资源量采用类比法,本次采用地下水径流模数法。安徽省第一轮可开采资源评价只考虑地下水开采可能达到的水平,而本次可开采资源评价考虑了维护河流生态环境,以多年平均天然补给资源量与地表水基流量的75%之差作为可开采资源量。

可开采资源量评价充分考虑了维护生态环境的需要

地下水可开采资源量评价,不仅要考虑经济、技术的可能,还要考虑环境因素的制约,这是本次全国地下水资源评价中的一个重要原则。新疆、甘肃在评价内陆河流域可开采资源量时,充分考虑了流域下游植被的生态需水,调减了可开采资源量。天津、上海等地面沉降严重的地区,地下水可开采资源计算严格以地面总允许沉降量和年允许沉降量为约束条件,为了控制地面沉降,可开采资源量较第一轮大幅度减少,上海市可开采资源量较第一轮减少7.85亿m3/a。湖北省1984年对松散岩类孔隙水可开采资源计算采用平均布井法,井间相互干扰考虑不够,且对开采可能对长江和汉水防汛大堤安全造成的危害未加考虑,2002年评价时对上述问题给予充分考虑,因此可幵采资源量减少121.85亿m3/a。

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