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干旱区城市水资源开发与环境保护
作者:管理员    发布于:2016-08-22 08:58:51    文字:【】【】【

  城市是人类发展到一定阶段的产物,随着近代工业不断发展,城市的数量和规模也越来越多越大对自然环境进行强烈改造按人类自己愿望建立起来的城市,形成一个生态系统和人工环境,这一系统与昔日的自然环境迥然不同这样就产生了一系列环境问题和社会问题,如果这些问题处理不好或在某一功能或环节上失败,环境则将发生变化,向危害人类的方向发展城市水资源是城市环境的重要组成部分,也是城市生态系:2000~9~26环境变迁研究、水资源管理统活跃的因子。由于地表水系不发育及其它社会经济原因,地下水成为干旱区域市供水的主要水源按照流域或地理单元的水资源评价、规划等工作做得很多,按照行政区域的水资源供需分析预测,更倾向于行政决策城市水资源属于后者城市水资源研究无论在现状与应用体系方面,尚不够完善,甚至有些概念认识目前也不一致这种现状毫无疑问无法适应城市发展速度的需要。无论如何城市水资源的概念可粗略定义为城市所围范围内地表产水量与地下产水量之和。这就是说,城市范围内所有用水,包括工农牧业生产和城市居民、农村人畜饮水等用水,均只能取用该范围内的水量,企图夺取他人赖以生存的水源,例如加大地下水开采,使地下水漏斗扩大到城市以外的其它地区,夺取他区的地下水,不仅引起严重的环境问题,而且引起严重的社会问题,水事纠纷时有发生。

  2干旱区域市水资源特点城市的存在改变了下垫面及区域内其它水文条件,区域水平衡发生很大变化,随着城区面积的扩大,不透水面积增加,形成降水入渗系数减少,地表径流加大,地表径流系数可达0.tQ4,高于天然流域单位面积地表水资源较其它地区更为丰富,但因为没有独立的集水及处理系统,地表水资源水质普遍较差,城市地表水利用率高的北京市也只有QI0.2,即大部分当地地表水资源难以利用。由于地域狭小,没有专门的雨水收集系统等原因,城市自产水资源量较少,可利用程度更低,一般只能用于河湖环境用水及部分工业用水,因此城市用水主要依靠建城区外或辖区外的客水支持。

  流经干旱区域市或其周边的地表径流对城市地下水源有明显的补给作用。当然,城市客水的利用也不会是无止境的,地表径流要考虑河流的上下游水量,地下径流的开采引起超采问题,袭夺周边地区的地下水资源,从长远来看也是不可能的。

  表1西辽河历年径流量及其对通辽市区地下水侧渗补给量年份平均平均径流量侧渗补给量21地下水是干旱区域市主要供水水源干旱区由于深居内陆,降水,蒸发量大,内陆水系不发育,地表径流流程短,径流量少。干旱区每一内陆水系,由源头到尾闾都要流径山区、山前洪积一一冲积倾斜平原、冲积或冲积湖平原、沙漠等地貌单元:在岩相上则分别为:裂隙基岩、大孔隙洪积砾石、冲积中细沙和粉沙,从而使地下水的埋深分布,在平原地区具有山前向盆地中部逐渐由深变浅的规律山区的河流多数是山区基岩裂隙水的排泄通道,因此山区的地下水在河流出山之前几乎全部转化成为地表水,经河道排到山外河流进到山前平原后,地表水大量渗漏转化成为地下水受地质构造和自然地理条件所限制,山区降水较多,成为水资源的发源地,山前平原地区为相对沉降的大型构造盆地,堆积看巨厚的第四系松散地层,汇集和蕴藏着比较丰富的地下水资源干旱区域市一般都建在山前平原区。可供利用的地表径流少,地下水资源相对丰富。

  地下水是干旱区域市供水的主要水源地地下水资源是按照地下水系统发育的。无论哪一类地下水系统,凡作为较大供水水源时,都必须具备两个条件,一是有足够的补给来源,二是含水系统要有和取水量相适应的储水能力。二者缺一,都必然造成持续供水的困难一个地下水系统开采的恢复能力,除与外部条件,如降水量和强度、地形坡度大小、植被状况有关外,更重要的取决于地下水系统容纳水的能力和水进入系统的通道的通畅程度含水层的储水能力是指系统中能够容纳补给水量空间大小。有时尽管补给水量很大,但含水系统中由于容纳水空间不足,不能获得更多水量。另一方面,虽然潜水水位埋深较大,但没有充足的补给来源,也难以增加蓄量2内蒙古自治区缺水城市水资源现状内蒙古自治区的缺水城市多年平均降水在300mm以下,年平均蒸发量在2000mm左右从东部到西部,降水量递减,蒸发量递增,多年平均年径流深多数在5mm以内,湿润度在Q6以下按照内蒙古自治区水利区划,属典型草原和半荒漠草原,分属于内蒙古草原区和西北黄土高原区据1994年统计,内蒙古自治区现有县级以上城市19个,其中13个城市缺水(包括1个工业区)现状保证率1= 95,年总供水量为5.31亿m3,其中地下水供水量4.83亿m3,占总供水量的9;地表水供水量0.48亿m3,占总供水量的9. 3干旱区域市水资源开发存在的问题城市水资源系统是天然系统与人工系统的复合系统,比天然系统复杂很多,可分为供水系统、用水系统、配水系统、排水系统几部分是自然系统与社会经济系统耦合成的大系统。

  水资源是干旱区城市地理环境中活跃的因素,其数量、质量和区域分布的变化,将直接影响城市生态环境和资源利用。盲目开采水资源将使城市及周边地理景观发生巨大变化水资源开发利用不当引起的环境变化要素有:水资源环境变化植被变化土地变化和社会环境变化水资源环境变化可分为地表水资源环境变化和地下水资源环境变化干旱区域市水资源开发带来的表2内蒙古自治区主要城市水资源现状城市规划区面积自产水资源量(亿m3)过境水量(亿m3)现状供水能力(万m3)现状缺水(万m3/a)2020年预测需水(万m3备注地表水地下水海拉尔地区缺水满洲里包头东胜扎兰屯季节缺水霍林郭勒通辽地下水超采赤峰乌兰浩特锡林浩特无供水设施二连浩特集宁城市缺水丰镇地下水超采呼和浩特主要环境问题包括:1地下水超采随着城市工业发展和人口增加,城市范围不断扩大,用水量逐年递增,城市地下水超采普通存在。直接的表现是地下水位持续下降,漏斗不断扩大地下水超采的概念目前有多种说法一般认为,地下水超采指某一开采水平下,多年平均的地下水开采量超过多年平均的地下水可开采量,从而造成水质恶化、地下水位持续下降、漏斗扩大以及水源地产水量减少等现象但是地下水降落漏斗区不一定是超采区,短期内的区域地下水位下降不能看作是超采,还要考虑地下水含水层的多年调节作用。另外不同的开采水平,埋深不同,从而补给量不同地下水降落漏斗形成后,漏斗区域的补给在不考虑垂直向补给量,主要是周边侧向补给与含水层疏干,当开采强度持续超过补给强度时,水位下降,漏斗范围扩大,这种扩大不应该是无止境的,在城市应当是城市规划区以内。

  以通辽市为例。通辽市位于西辽河平原中部,地下水主要为第四系松散堆积物孔隙潜水,有统一的补给来源和共同和赋存条件,形成统一的自由水面地下水以垂向交替运动为主,动态类型为渗入一一蒸发型补给来源以大气降水为主,地表水次之:排泄以蒸发为主,人工开采次之据有关资料计算,西辽河平原综合补给丰数为7. 10m3/km2.a,平均开米系数为。

  则以通辽市以中心,半径为R的圆形区域内,地下水可开采量可概化为公式:Q=0.6K7.8<3.14反Q可开米量,单位万m3/aR区域半径,单位km水开采量的增加地下水位逐年下降,下降范围也逐年扩大,到1980年地下水开采量达3422万m3,地下水区域下降面积达859km2进入80年代后,市区和近郊的供水水源,几乎全部转变为地下水,1989年地下水开采量达到6164万m3,区域下降面积为1600km!与概化曲线基本吻合8km!,市区用水8km!近郊区用水3467m3 1989年通辽市用水曲线见清楚地反映出通辽市城市用水在某一水平下,其地下水水位下降区的影响半径随着城市用水的增加,影响半径逐渐扩大,意味着周边地区生态环境在逐渐恶化,范围在加大,这必将带来严重的生态和社会后果。

  2地下水水质恶化由于区域性地下漏斗的存在,改变了原有的地下水径流水动力条件,地下水的运动方向逐渐以垂直运动为主,地表水与地下水的转化不断加强,降水入渗速度加快,同时也给污染物的下渗迁移、转化创造了条件,造成地下水水体污染,水质恶化包头市地下水由于受污水污染物堆放的影响,潜水优良区仅为428.5km2,占总潜水分布面积的37. 3,承压水优良区也仅达80.4呼和浩特市地下水的主要污染源有:工业三废及生活污水污染、化肥和农药的污染地下水中挥发酚氰化物、六价铬、氡素及氟化物等均严重超标通辽市由于地下水超采,地下径流的流程增加,溶滤作用加强,地下水矿度普遍增高。

  4干旱区域市水资源环境保护对策1地表水与地下水联合调用,采用人工回灌、引洪淤灌措施调节地下水水位在有条件的城市可利用工程设施或自然地形有目地引进水源,强化渗人含水层。通辽市针对地下水区域下降采补失衡的现状,在市郊南坨子采用人工回灌措施,有效地控制了区域地下水位下降,增加了地下水补给量。这种地表水与地下水联合调度,地下水库丰蓄枯用的办法,既解决了地下水资源不足的矛盾,又极大地改善了当地环境呼和浩特市几条大沟汇集着大青山南坡的地面径流,按保证率75计算,年径流量可达6100万m2可利用沟口地形建库蓄水,兴利除害。山前的冲积洪积扇,上部为砂砾石,透水性强,据有良好的入渗条件,分流入渗,蓄水于地下,以达到补源的目的4. 2改变灌溉方法和农业结构,节约用水。

  城市农业用水是城市的耗水大户。现有资料统计表明,内蒙古自治区域市现状用水中,郊区商品菜田、部分农田及人畜饮水占总用水量的32目前大部分城市农业灌溉仍旧沿袭过去的大水漫灌方式,粗放经营。

  必须采取先进的节水灌溉技术,提高用水效率,降低亩耗水量城市中除必保种植的蔬菜地外,其余应尽量种植需水量少的作物,不再扩大灌溉面积与此同时应有计划地把蔬菜基地从地下水超采地区转移到远离城市供水取水地段的外国地区4.3运用行政、法律手段强化地下水资源的管理超采的地区,应当严格控制开采,并采取措施,保护地下水资源“针对目前多数城市地下水超采带来严重的环境问题和社会问题(这些问题在北方干旱区域市尤甚),水利部于1996年在全国布置了地下水开发利用规划工作1996年北京市人民政府颁布了”关于公布北京市平原区地下水严重超采区、超采区和未超采区划定范围进一步加强地下水资源管理的通知“,北京市水利局联合市地矿局、市规划局,根据水利部门长系列地下水观测资料和地矿部门的地下水勘探资料以及规划部门掌握的地下水开采实际资料,共同划定了”北京市平原区地下水超采区、严重超采区、未超采区范围“,对全市地下水开发计划、审批取用水提供了依据

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