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地下水的超采对农业灌溉和环境的影响和对策

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承压水位埋深达76.18m, 市1998年达94.0m。在太行山前沿京广线形成了以、、、、为中心的浅层地下水下降漏斗区面积约1.4万km2。2000年省市漏斗面积达到426 km2, 漏斗中心地下水埋深达 41.93 m。由于深层地下水的超采引起大面积地面沉降、地裂和塌陷等一系列环境地质问题。和流域中东部平原已发生区域性地面沉降。至1998年,平原累计沉降量大于300mm的面积达1.82万km2,地面沉降大于100mm的面积即超过 33,900 km2, 占平原总面积的 55 %以上。1994年地区的最面沉降量达 1,523 mm, 市1994年最大累积地面沉降量达到 2.74~3.04 m。市由于城区深层承压水超采,城区承压水位的最大埋深1996年达到130 m,已形成多个地面沉降漏斗,1990年最面沉降量已达 1.3m。。造成建筑物和铁路路基沉陷,桥梁破坏。 我国西北地区除一些城市出现超采外,许多灌区也出现超采的现象。例如,泾惠渠灌区超采区面积近900km2,地下水平均埋深从1985年的4.38m 增加到2000年的12.97m,下降了 8.59m。陆河流域地下水超采区总面积达2.395万km2,其中严重超采区面积3400km2, 年平均地下水超采量4.1 亿m3,累计地下水超采量约为32.9万km2。其中石羊河流域的市超采区面积达2000 km2,民勤县超采区面积为1600 km2。民勤灌区的地下水位由1979年的1.5~7m 增加到2000年的13~20m。天山北坡的奇台县地下水超采严重,超采区面积为1198 km2,米泉县超采区面积 140 km2。奇台县年平均地下水位埋深已达到20.16m。 阜康县三工河冲洪积扇地区地下水持续下降,地下水埋深由1978年的26m增加到2000的38m。五家渠灌区103团平均埋深

由1981年的4.98m增加到1995年的10.42m。东疆的哈密超采区面积约1000 km2,吐鲁番超采区面积600 km2,与80年代相比地下水位已下降了20-30m。

我国南方虽然水资源比较丰富,地下水过量开发也会造成严重的后果。由于地下水超采市累积地面沉降量达2.629 m,,和形成的区域地下水位降落漏斗面积达 7,000 km2, ,和漏斗中心的承水位埋深分别达到 63.3 m, 74.1 m和 80.5 m,目前,、锡、常地面沉降总面积已超过 3,000 km2。沉降中心的累积沉降量已超过 1,682 mm, 沉降量600 mm的等沉降量线包围的面积已达80.4 km2. 的最大沉降量为1,100 mm, 超过600 mm的面积达 60 km2。的最面沉降量为 949 mm.。省市由于严重超采,1995年漏斗中心承压水位已达 - 44.30 m,最面沉降量达709.6 mm,市累积地面沉降量达 350 mm, 省市1990年累积地面沉降量达872.82 mm。

2. 提水费用增加、含水层枯竭、机井报废

地下水的超采,导致地下水位下降和地面沉降对农田灌溉的产生严重影响。由于地下水位持续下降,水井提水程加大,出水量减小,使水井运行费用大幅度增加,提水成本成倍增长。例如,泾惠渠灌区由于地下水超采,地下水埋深由1985年的4.38m下降至2000年的12.97m,累计下降8.59m。造成大量机井水泵调空,井壁坍塌,甚至报废。市由于含水层水位的下降水源地的出水量大幅度减少,1996年水源地的出水量较1980年减少了 78-100 %。地区由于地下水位下降,提水成本由70年代的每亩次8元增加到现在的30元,能耗增加

两倍多。很多地区由于地下水位下降,水井抽空吊泵,抽水设备需要不断更新,农民对灌溉的投入急剧增加。由于含水层疏干枯竭,一些水井甚至报废。例如,1986年省平均每年有8500眼机井干枯,占报废机井的21.9%。地区机井报废率每年达3~10%。提水机具已由离心泵改为潜水泵。由于岩溶裂隙水的超采,市豹突泉也已近枯竭, 百泉1986年断流,市最大的晋祠泉1996年枯竭,使下游农田灌溉缺水日益严重。

天山北坡一些灌区,70年代水井可以自流,由于地下水位下降80年代井深达到100m, 90年代达到120~130m ,目前已到200m。吐鲁番盆地80年代井深只有20~30m, 采用离心泵抽水,现在井深达到120~150 m,甚至200m, 潜水泵要下到80m才能抽水。80年代吐鲁番原有1237条坎儿井,目前仅有400条有水,有400多口浅机井已经报废。

由于地面沉降降低了地面高程,不仅引起建筑物沉陷,还会降低河流堤防抗御高潮和洪水的能力,造成排除暴雨径流困难,引起土壤盐碱化和农田减产,对农业生产造成严重影响。

3. 天然植被衰退,生态环境恶化

地下水位下降,使土壤含水率降低,造成土地沙化。例如,海河流域山前平原与河道两岸附近由于浅层地下水位持续下降地区,河流冲积沙地和砂质褐土、砂质潮土、砂质草甸土等耕地沙化趋势严重,沙土随风迁移造成覆盖沙地。近30年来,流域“沙化”土壤面

积不断扩大。西北地区,气候干旱,降水稀少,蒸发强烈,非耕地的天然植被,主要靠地下水的补给存活。由于地下水的超采,地下水位下降,导致天然植被衰退,生态环境恶化。根据塔里木河流域资料,天然植被的出现频率与地下水埋深的关系如表3所示。

表3 塔里木干流区典型植物在不同地下水埋深围总体出现频率(%) 植物群地下水埋深 落 胡 柽柳 芦苇 <1m 1-2m 2-3m 3-4m 4-5m 5-6m 6-7m 7-8m 8-9m 9-10m >10m 4.72 13.78 20.96 20.62 12.41 5.90 7.26 7.11 4.77 0.37 4.34 19.96 26.11 22.12 13.59 3.92 0.92 5.17 0 2.31 1.56 14.29 36.93 29.45 16.85 6.02 1.81 0.77 罗布麻 4.01 12.20 41.15 13.95 20.85 4.97 0.96 1.93 甘草 2.7 18.9 40.5 24.3 10.8 0 2.7 骆驼刺 5.56 11.1 22.8 22.2 19.4 8.33 2.78 2.78 自表3几种植物群落出现峰值的地下水埋深分别为:胡3.2m,柽柳3.7m,芦苇1.9m,罗布麻2.7m,甘草2.9m,骆驼刺3.4m。地下水埋深小于2.5m的最适植物群落是湿生的芦苇;埋深在2.5-3m的最适植物群落是以罗布麻、甘草为优势种的草甸植被;埋深在3-3.5m的适宜植物群落有胡林,在3.5-4m的最适植物群落有柽柳,同时3-4m这一埋深围也是以骆驼刺等植物为优势种的荒漠化草甸的适宜区。在

降雨稀少的情况下地下水埋深超过7-8m,甚至耐旱的胡和柽柳都难以存活,地区将导致荒漠化。例如,石羊河流域的民勤灌区和奇台县灌区的北部边缘,由于地下水超采,地下水位分别下降到地表以下 12m 和20m,导致生态环境恶化,北部沙漠的沙丘分别以每年 3m~4m 和.25m~2.8m 的速度向灌区推进。

4. 海水入侵和水质恶化

由于地下水超采使地下水位持续下降,沿渤海、黄海的沙质和基岩裂隙海岸地带,发生海水入侵,在有咸水分布的地区出现咸水边界向淡水区移动。例如,沿海地区由于地下水位大幅度下降,涞州湾形成面积为11,400km2的地下水位下降漏斗,其中地下水位在海平面以下的面积为 2400 km2, 1988年漏斗中心地下水位在海平面以下 20 m,造成涞州湾海水入侵地下水含水层,海水入侵的面积达 730.7 km2。省的、威海、和市也发生了海水入侵。地下水位的下降也造成省市、、锦西、市,和市的海水入侵和水质恶化。1992年省海水入侵面积达 434 km2,市达55.4 km2。在广西省市的海城区和涠州岛都曾由于长期超采地下水引起海水入侵,造成水质恶化。

黑龙港地区地下水在垂直剖面上多为上咸下淡,由于地下水的超采,浅层咸水含水层与承压含水层之间的水头差增大,使一些地区咸水界面向淡水层移动。例如,省沧县1992年地下水咸水层底界面埋深,较1974年下降10m以上的面积达1260km2。有些地区咸淡水界面以每年 0.1-0.2 m的速度不断下移,使承压含水层水质恶化,

地下水的超采对农业灌溉和环境的影响和对策

承压水位埋深达76.18m,市1998年达94.0m。在太行山前沿京广线形成了以、、、、为中心的浅层地下水下降漏斗区面积约1.4万km2。2000年省市漏斗面积达到426km2,漏斗中心地下水埋深达41.93m。由于深层地下水的超采引起大面积地面沉降、地裂和塌陷等一系列环境地质问题。和流域中东部平原已发生区域性地面沉降。至1998年,平原累计沉降量大于300mm的面积达1.82万k
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