地下水资源开发模式和降落漏斗问题

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1、地下水资源开发模式和降落漏斗问题赵天石王卫东(辽宁水文地质工程地质勘察院)摘要：地下水不仅是人类赖以生存的基本资源要素之一，而且是人类赖以生存的基本环境要素之一。当人们在大力开发地下水资源的同时，就应注意到并密切观察、跟踪和研究它对地质环境演化的影响。本文将重点探索和讨论同时符合资源开发和环境优化要求的比较科学合理的地下水开发模式，还讨论了地下水开采降落漏斗问题。关键词：地下水资源地质环境开发模式降落漏斗地下水不仅是人类赖以生存的基本资源之一，而且是人类赖以生存的基本环境要素之一，人们在开发地下水资源的同时，就应注意到并密切观察、跟踪和研究它对地质环境演化的有利

2、影响和不利影响。在地质历史时期和人类历史时期，地质环境在各种要素的作用下处在不断的变化之中，而且地质环境要素本身也在不断变化之中，不断有新的影响因素产生和加入，而人类的出现和工程活动则是这种新增加的影响因素中最为重要、最为积极、影响力在急剧膨胀的因素。为了保护人类赖以生存的环境，就必须研究人类作用下地质环境的演化方向和趋势，而地下水作为资源在开发条件下的地质环境的演化则是最为优先的课题之一。1．地下水的资源意义和环境意义地下水是地球水圈中除了两极冰盖和海水之外的主体，因此人们早已认识到它的巨大的资源意义。虽然在很多地区和城市它是人类供水的主体，但是由于地下水相对

3、分散的特点，在很多时候人们经常把目光投向规模宏伟的地表水工程，而对遍布全球陆地的地下水资源经常缺少足够的关注。地球上水圈仅有2.53%为淡水，在淡水总量中30.06%为地下水，0.39%为地表水；这个基本事实表明，地下水是地壳中淡水的主体，它的开发利用有着十分广阔的空间，资源意义也是十分巨大的。以辽宁省为例，辽阳的首山水源、沈阳水源都应是世界级的特大型地下水源，辽河油田的地下水资源(分散为几处)、鞍山市、锦州市等也都以地下水源作为主要的供水水源，就连以调水工程著称的大连市目前地下水水源的供水能力也达到了该市用水量的20%左右，并且还在积极探索地下水资源新的开发途

4、径。但是正如“21世纪水资源研究”（国土资源部信息，2001年10月）一书所强调的那样“在20世纪，人们未能充分认识水资源的生态意义和价值，过分强调了水资源的开发利用，忽视了水资源的生态功能”。因此在认识地下水的资源意义的同时，还要充分认识和评价它的地质环境意义和生态意义。就某种意义上讲，地下水的环境意义主要表现在浅层水上，包括包气带中的地下水和浅层潜水，正是它们与土壤、浅表地层(包括含水层)、微生物、地表植被和1动物群等组成了地表生态系统，而这个生态系统中，最活跃的因素是不断变动之中的潜水位和包气带含水量，它影响着微生物和土壤类型、植被类型和分布发育、动物群落

5、等，控制着湿地、沼泽、荒漠、盐渍化等生态环境类型和地貌景观的分布，就这种意义上讲，地质环境和生态环境的保护问题就是地下潜水位的控制和包气带含水量的控制，地下水监测系统的主要监测要素是地下水位和包气带含水量，其次是水温、水质和水量等，最近有的学者还提出[1]了地下水位生态研究指标的概念。地下水环境还包括含水层的保护和包气带的组成和特征上。浅层地下水的水质是受包气带保护的，我们曾试图对污染比较严重的鞍山地区包气带水质防护性能进行研究，我局还曾对沈阳市的土壤和包气带的防护能力进行过研究，基本的结论是包气带和土壤对地下水水质有一定的过滤和保护作用，在一米厚的深度内有些组

6、分呈上升的趋势，有些呈下降的趋势，铜、铝、锌、镐等重金属成分不易被水溶滤和被微生物降解，积累于(0.4m以内)土壤层内被农作物吸收而进入食物链。近年来曾提出水资源承载能力的概况，实际水资源承载力应是一个函盖比较广的概念，从地下水的资源意义和地质环境意义上讲，就可以引伸为地下水资源的承载能力和与地下水有关的地质环境的承载能力，还可以引伸为包气带和土壤对地下水的防护能力，需要对这种防护能力进行定性和定量的评价，包括宏观和微观相结合的评价，静态和动态相结合的评价。[2]笔者曾提出“地质环境要素的层次分析万法”，地下水位和包气带含水量、包气带和土壤的地下水自净能力、保护

7、能力等就是重要的地质环境要素，大的方面应从前第四纪地质环境的演化、第四纪地质环境的演化、全新世地质环境的演化、人类活动时期地质环境的演化等四个层次进行分析，而且这种分析随应着人类活动的加剧而加密，例如：可以增加现代历史时期（二战后）的地质环境演化分析，在这个历史时期又可划分为若干小的历史阶段。[3]比较好的实例是“华北平原地下水环境演化”一书的工作，如果把这种工作在区域上扩大，在研究程度上加深，使资料系列不断延伸，甚至进行社会发布，就应当成为今后研究工作的重要模式。因此，在研究地下水资源开发方案的同时，必须研究地下水资源保护和地质环境保护的措施，总结实践经验，探

8、索二者结合的理想模式。2