甘肃地下水贮存状况及环境问题现状

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, 河 谷盆地 第四系 潜水 , 一般 矿化度 < 1g #
3 - 1 3 - 1
。该区地下水天然资源 46. 05 亿 m # a , 开采 2) 陇中黄土高原区地下水水文地质区 该区地处黄土高原地质构造区西部、 西秦岭以
资源 2. 70 亿 m # a 。
, 微咸水区位于祁连山前山
: ¥ 淡水带主要分布在走廊南盆地和北盆地大河 沿岸及河水灌区, 面积占走廊平原的 1/ 2 以上。该 区富水性较强, 水质较好 , 矿化度 < 1g # L- 1 。 ¦ 淡 水 ) 微咸水带分布于河西走廊中游盆地北部和下游 盆地大部分地区。气候干早 , 区内降水量极少而蒸 发量大 , 地下水的补给来源为河水及淡水带的潜流。 水质较差 , 矿化度 [ 1~ 3 g # L - 1 。 § 咸水带仅局限 于河西走廊大河下游尾闾 地带, 基本上是矿化度 3 ~ 10g # L - 1 咸水的分布区, 一般在地表以下 200 m 以内完全为咸水所充斥。 5) 北山山地区地下水水文地质状况 北山地区位于河西走廊西段以北, 属极端干旱 剥蚀低山丘陵区区, 年降水量一般为 50~ 100mm, 年蒸发量在 3000~ 4000m m, 昼夜温差极大, 无常年 地表径流。全区呈山地、 戈壁、 沙漠地貌景观。该区 在构造上位于天山- 内蒙褶皱带, 褶皱、 断裂十分发 育。断裂主要有近东西向、 北东向和北西向三组 , 根 据其构造形迹及形成关系的组合方式, 可划分为东 西向构造体系和旋扭构造体系。在西向主要属压性 的构造形迹 , 一般不利于地下水的富集; 旋扭构造体 系中的弧形构造项部、 张性及张扭性断裂、 裂隙密集 带部位, 是地下水富集地带。 该区天然资源量 1. 08 亿 m # a , 开采资源 0. 32 亿 m 3 # a- 1 。地下水可划分四种类型。 ¥ 松散岩
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类孔隙水: 较广泛地分布于沟谷、 山间盆地及冲洪积 平原。富水性较差, 水质一般较好 , 矿化度 < 2g # L–1 , 不宜长期开采。 ¦ 碎屑岩类裂隙孔隙水: 一般 为向斜盆地储水构造。含水层为砂岩、 含砾砂岩及 砂砾岩。富水性中等 / 贫乏 , 水质较差 , 矿化度 2~ 10g # L , 含盐量高, 不宜作水源地。 §碳酸盐岩类 裂隙岩溶水: 星星峡幅芨芨台子山马宗山煤矿 ) 峡 东幅化牛山碳酸盐岩条带 , 近东西展布, 岩层褶皱强 烈。断裂、 节理、 裂隙十分发育 , 有补给来源的前提 下, 储水条件好的部位富水性较好。水质差次不齐。 ¨变质岩、 岩浆岩裂隙水 : 变质岩、 岩浆岩分布广泛, 构造复杂且风化强烈 , 节理裂隙发育。降雨量大、 地 下水补给好。岩浆岩类富水性一般比变质岩类好, 水质参差不齐。
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m #a 。 4) 走廊平原水文地质区
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走廊平原区属于河西走廊中部。整个河西走廊 由三个截然不同的自然地理单元组成 : 南部为祁连 山 ) 阿尔金山中高山区, 海拔一般 3000 ) 5000m; 北 部为北山中低山丘陵区, 海拔多一般 2500 ) 3000m; 走廊平原区位于中部 , 海拔 1400 ) 2200m 。走廊平 原区诸盆地的地下水主要接受出山地表径流 ( 包括 引灌入渗 ) 补给和大气降水凝结水入渗补给。地下 水资源总量 23. 99 亿 m # a
第 24 卷 第 13 期 2008 年 7 月
甘肃科技 Gansu Science and T echnolo gy
V ol . 24 N o. 13 J ul. 2008
甘肃地下水贮存状况及环境问题现状
许铜建 , 尚潇瑛
摘
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( 1 河南省地质调查院 , 河南 郑州 450001; 2. 陕西省江河水库管理局秦安河流研究所 , 陕西 西安 710054) 要 : 阐述了甘肃地下水资源贮存 5 大区域的水文地质状况 , 各水文地质区主要含水层及其富水地质构造、 地下水
甘肃在地质构造上是若干大地构造单元的交接
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区内各主要河流、 川地和小型断陷盆地是第四系沙 砾卵石层潜水的主要赋存场所 , 孔隙、 裂隙发育, 是 黄土中主要含水层, 地下水类型为松散岩类孔隙裂 隙水中的风积黄土孔隙、 裂隙、 空洞潜水。该区地下 水天然资源 19. 84 亿 m # a , 开采资源 12. 89 亿
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, 。以西的陇西黄土丘陵沟壑区
为黄土包围的石质山岭, 地势起伏、 沟壑纵横。水质 - 1 基本为淡水, 矿化度 < 0. 5g # L 。 天然条件下, 大气降水是主要补给来源。塬区 一般富水性好 ; 丘陵梁峁区富水性差。黄土层潜水 往往水量大小相差悬殊, 水质变化剧烈, 水化学类。
带及东西端, 为低山丘陵地带, 气候干旱, 补给来源 贫乏 , 水质较差 , 矿化度多为 1~ 3 g # L- 1 。地下水 天然资源量 24. 74 亿 m # a , 开采资源 10. 06 亿
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北, 祁连山东南侧, 陇山–六盘山以西, 黄河及甘青 省界以东。属干旱、 半干旱气候, 第四系黄土大面积 覆盖于基岩之上。以南北向的六盘山 ( 陇山 ) 为界, 以东为陇东黄土高原沟壑区[ 2] , 是典型的塬( 南部 ) 、 梁、 峁、 丘陵、 沟壑地形 ( 北部 ) , 水质基本为微咸水, 矿化度 1~ 3 g # L
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研究区地下水的运移和转化
如图 1 所示 : 祁连山山地水文地质区是整个河 西走廊水资源的形成区, 降水的入大部渗补给首先 形成祈连山山区地下水 资源。然 后转化为 山间盆
( 3) 引黄灌溉地带, 由于大量引水灌溉, 改变了 灌区地下水形成的天然环境, 使地下水位逐年上升,
第 13 期
许铜建等 : 甘肃地下水贮存状况及环境问题现状
类型、 水质及资源量 , 解释了研究区大气降水– 地表水– 地下水 –大气 水的完 整水循 环的过 程 ; 提 出了目 前最根 本 的 3 种地下水环境地质问题 , 并分析了目前导致地 下水环境问题的主要原因。 关键词 : 含水层 ; 水文地质 ; 环境问题 中图分类号 : X52
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研究区地下水资源概况
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在地下水位埋藏浅的地段 , 造成土壤次生盐渍化问 题, 使许多农田废弃不能耕种。如景泰川下段地段, 目前己有 2166 万 m 2 良田发生盐渍化 [ 6] 。
气降水和土壤资源状况密切相关, 因此, 地下水资源 的保护是一个非常庞大复杂的系统, 应该从水量、 水 质和土地利用三个方面综合考虑地下水–地表水– 大气降水–土壤四个因素的问题。因此, 要对整个 地下水采取科学的可持续开发技术策略, 宏观管理 和指导的作用不可替代, 其责任不可推卸。但是目 前, 宏观管理的决策与指导还很脆弱, 如何在一个缺 水省份既保证水源供水, 由不会超采; 如何在发展经 济的压力及现实困难下, 控制好水污染? 这些都是 上层建筑引领地下水资源走可持续开发利用之路的 重要问题。
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地下水环境问题的原因分析
1) 错误的技术策略 ) ) ) 超采: 上世纪 70 年代以 来, 由于引水渠系采用高标准防渗工程措施, 加之灌 溉面积的扩大, 用水量迅速增加 , 输往下游盆地地下 水补给量由 50 年代的 4177 亿 m / a 减少到 1990 年的 1149 亿 m 3 / a , 在 天然水平衡被破 坏的情况 下, 由于对超采的危害性缺乏足够的认识和重视 , 引 起天然植被和人工防风固沙林带死亡, 土地沙化和 沙漠内侵。 2) 外在原因 : 地表水污染严重加速了地下水环 境的恶化。由于地表水是地下水主要的补给源, 所 以, 地表水的污染直接导致了地下水的污染。工业 排放大量 / 三废0, 造成了地下水污染的的环境地质 问题。同时, 由于地下水补给量远远少于排泄量 , 地 下水与地表水的交换作用差 , 更加速了地下水水质 的恶化。 以兰州为例 , 由于城市工业和生活的大量污水、 废渣通过天然河道泻于黄河 , 或通过渗坑渗井排放 污水 , 加之过去人为地将黄河古道充填大量垃圾等 废物, 造成黄河谷地整个水体及土壤、 农作物等严重 污染 , 进而通过渗透等交换作用污染地下水。 3) 宏观管理和指导的脆弱 : 地下水与地表水, 大
。
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甘
肃
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
科
技
第 24 卷
走廊平原 地下水可 划分为三 个基本水 化学带
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( 谷) 地地下水或地表水径流, 在出山口以沟谷潜流、 地表径流自山巅向山缘运移而进入走廊平原区南部 盆地 , 在洪积扇群带通过河道渗漏、 渠系渗漏田间灌 溉等多种途径大量补给平原区地下水。至扇缘及细 土平原地下水又呈泉水溢出地表而转化为河水, 河 水通过连接南、 北盆地间的沟谷进入北部盆地 ( 期间 走廊山脉的隆起阻隔地下水运移) , 在洪积扇地再度 通过河道渗漏、 渠系渗漏田间灌溉等多种途径补给 为地下水 , 至北部湖积平原水位浅埋区全部蒸发殆 尽( 西秦岭地下水和陇中黄土高原地下水不参与这 个过程) 。
参考文献 : [ 1] [ 2] [ 3] [ 4] [ 5] 陈谨 . 甘肃 区域地 下水 的水化 学特 征研 究 [ J] . 甘肃 水 利水电技术 , 1999, 3: 34 - 37. 张子详 . 陇 东黄土 高原 地下潜 水富 水规 律探讨 [ J] . 中 国煤田地质 , 2000, 12( 4) : 39 - 47. 李爱军 . 河西走廊地下水资源 [ J] . 干旱 区资源 与环境 , 2004, 18( 6) : 56 - 60. 丁宏伟 , 张举 . 河西走廊地下水 水化学特 征及其演化 规 律 [ J] . 干旱区研究 , 2005, 12( 1) : 24 - 27. 丁宏伟 , 张荷生 . 近 50 年来 河西走 廊地 下水资 源变 化 及对生态环境的影响 [ J] . 自然资源学报 , 2002, 17 ( 6) : 691 - 697. [ 6] 何瑞华 . 甘 肃省地 下水 资源状 况研 究 [ J] . 发展 . 2001, 9: 34 - 36.
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秦岭以西 及甘肃南部 , 该区气候 湿润, 降水充 沛, 地表水和地下水资源很丰富。区内地下水主要 赋存于基岩裂隙及岩溶带中 , 地下水类型以基岩裂 隙水和碳酸盐岩岩溶裂隙水为主。主要含水层为裂 隙发育的轻变质碎屑岩和碳酸盐类岩, 地形切割强 烈, 沟谷纵横, 潜水运移交替迅速, 水质较好。全区 水质大都可作饮水水源的淡水 , 水化学类型简单 , 基 岩裂隙水矿化度 < 1 g # L- 1 , 岩溶水矿化度 < 0. 5 g #L L
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带, 地形条件复杂多变。根据陈谨的研究 类区域。 1) 西秦岭山地水文地质区
, 甘肃地
区的地下水贮存资源可按水文地质条件可划分为五
m #a 。
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3) 祁连山山地水文地质区 介于黄河以北–走廊平原区的甘青交界狭长地 区。该区属半湿润、 半干旱区 , 地下水类型以基岩裂 隙水和山间盆地第四系孔隙水为主, 东部较丰富 , 西 部较贫乏 , 分布在祁连山区的 10 余个山间盆地, 各 自构成完整的水文地质单元。该区海拔较高, 气温 低, 降水较丰富 , 地下水交替迅速, 矿化度低, 水化学 类型简单。 祁连山中高山地为淡水区, 4200m 以上终年积 雪, 山高谷深, 气候湿寒。地下水以裂隙脉状水赋存 于各类基岩及砾卵石层孔隙内 , 补给条件较好, 地下 水矿化度 < 0. 5 g # L
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Ñ . 中高山 Ò . 山麓丘陵 Ó . 洪积扇 Ô. 细土平原 Õ . 走廊山脉 Ö . 洪积扇 × . 湖积平原 图1 祈连山 ) 走廊平原 ) 北山的水运移转化过程示意图
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甘肃地下水环境问题现状
甘肃地下水环境问题多样 : 区域性地下水位持
续下降、 水质恶化、 泉水流量衰减、 土地沙化和次生 盐碱化、 地面下沉等生态恶化和地质灾害等, 其中地 下水降落漏斗、 水质恶化和土壤盐渍化是最主要和 最根本的地下水环境问题。 ( 1) 地下水降落漏斗主要发生在河西走廊中下 游。近 40 年来 , 河西走廊地区由于上游蓄水用水的 大量增加 , 造成了走廊中游地下水溢出带下移或消 失, 地下水位下降, 出现漏斗区。城市地下水水位下 降降幅最大 的玉 门地 区, 地下水 位甚 至 下降 达到 30. 5m 。2000 年以来 , 河西走廊已经形成九大漏斗 区, 部分超采区特别是部分禁采区因要维持日常的 生活用水 , 仍在继续采用地下水 , 这些地区的/ 漏斗 区0还在进一步扩大。 ( 2) 地表水水质恶化已经是全省性的地下水环 境问题, 尤其以石羊河水质恶化最为严重。民勤盆 地约 18% 的井水竟然升高 1. 1~ 1. 8 g # L–1 , 每年 还以 0. 1 g # L 的速率升高 。天水、 白银、 兰州等 地地表水污染严重, 已开始转为污染地下水。