2024年2月19日发(作者:)

少年易学老难成,一寸光阴不可轻 - 百度文库
湖南省水资源及开发概况讲座
前言
应学院的邀请,来给大家讲水资源及地下水开发情况,今天给大家讲的主要是关于水资源及开发方面的一些概况和湖南省地下水资源特征及其勘察评价和开发利用的一些体会,供大家在学习、工作中参考。
由于本人离开工作岗位已有10多年,因此给大家介绍的资料有的可能较陈旧,仅供参考。
“水是农业的命脉,是人类生存的基础”,各行各业都离不开水。据了解,生产一吨玉米需水量800m3;一吨钢需水量6.7 m3,一吨谷物需水量1400 m3,一吨纸需水量500 m3,、、。可见工农业生产没有水是不行。
地下水(包括矿泉水、地下热水)不仅为人们生活、人体健康方面有重要作用,在农田供水、城镇、厂矿、企事业单位供水等都有重要作用。但开发地下水往往又带来地质环境负面影响问题,因此也给大家讲讲地下水开发引发的地质环境变化和地质灾害的一些情况。
一、水资源概况
(一)、全球水资源概况
地球总面积为5.1亿km2,有3.61亿km2为冰复盖,(占地球面积71%);全球水资源量为13.8—14亿 km3, 但其中不能直接使用的海洋占96.5%,余下的3.5%陆地淡水绝大部分被冰川、雪山、地下水、土壤水所占。
可供人类采用的地表水、浅层地下水总储量仅占淡水总量的0.35%.可见地球上水虽较多,但可供利用的淡水数量却是很少。
(二)、我国水资源概况
我国水资源量为28000亿m3,,总量居世界水资源的第六位,次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国、等国家。但按中国12亿人口计算,1
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人均占有水资源量仅为2333 m3
,居世界第88位;华北地区人均占有水资源量又仅为全国人均量的1/3;远远低于世界人均占有量11000
m3。
我国人均占有水资源量仅为加拿大的2.5%,为俄罗斯的1/7;为美国的1/5;。按国际上划分贫水国家标准(人均占有量5000 m3以下属贫水国家),我国实际为一个贫水的国家。全世界共有50多个贫水国家;按耕地占有水资源量,我国平均每亩只有1755 m3。
我国有200多个城市地下水开采量已接近或超过可开采的极限量。其中北京、天津、上海、西安、济南等60多个城市严重缺水,由于缺水,每年造成200多亿元以上工业生产损失。
我国在地下水资源方面,全国地下水天然淡水资源总量为8730亿m3/a,微咸水220.3亿m3/a;开采资源总量2865.38亿m3/a;微咸水96.5亿m3/a。其中南方有6100亿m3/a,占总资源量的71%;而西北片,(陕、甘、宁、青海、新疆、内蒙)六省区,总淡水资源量为1300亿m3/a;占总资源量15%;东北和华北片六省市:北京、天津、河北、山西、山东、河南等地下水天然淡水资源量仅占全国地下水淡水天然资源量的6—8%;地下水分布很不均匀。
全国地下水天然资源量以西藏最多,808.8亿m3/a;广西居第二,786.54亿m3/a;云南居第三,742.74亿方/年;四川710.7亿方/年;广东680.66亿m3/a;湖南省位于第6位,460.24亿m3/a。
全国以天津最少,地下水天然资源量淡水只有5.42亿m3/a,微咸水1.54亿m3/a。其次为宁夏,淡水14.7亿m3/a,微咸水8.54亿m3/a;上海为16.96亿m3/a;北京淡水39.51亿m3/a,微咸水26.51亿m3/a。吉林、山西地下水天然资源均在100亿m3/a以下。
(三)、湖南省水资源概况
2
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全省大于5km以上的河流共5341条,构成湘、资、沅、澧四大水系,自南、西向洞庭湖汇集,并于城陵矶注入长江。包括邻省流入的客水,全省天然迳流量2076亿m3 /年;(省内1618亿m3);人均水量3844m3; 低于世界划分贫水标准,故湖南省也为贫水省份。按90年代初期统计的耕地面积计算,亩均水量4026 m3;湖南省天然地下水资源量约为460亿 m3/a,开采资源量约154.48亿m3/a。
二、湖南省地下水
(一)、地下水类型
湖南省地下水类型 共四大类,即:
1、松散岩类孔隙水,又分孔隙潜水和孔隙承压水二亚类。
2、基岩裂隙水;又分为碎屑岩裂隙水、浅变质岩裂隙水、岩浆岩裂隙水三亚类。
3、碳酸盐岩溶水;又分为碳酸岩岩溶水和碎屑岩、碳酸岩裂隙岩溶水两类;
4、红层裂隙孔隙—裂隙水。红层系指白垩系、第三系各类砂岩、砂砾岩地层。
湖南省各类地下水资源情况表
地下水类型
分布面占全积 省%
地下水迳流模数法 亿m3/a
年平均
数量 占%
孔隙水 2.473 11.66 49.3
枯季
数量 占%
0.56%
岩溶水 6.024 28.44 263.3457.22 110.751.18 25.794占6
红层裂隙孔隙裂隙水
3
已开发
10.71 42.496 17.55 0.278占48 9.79%
10.72%
2.702
12.76 23.133 5.02 10.008 4.63 0.399占
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基岩裂隙水
全省
9.984 47.14 124.4627.04 53.33 24.64 0.396占3.2%
1
21.18 100% 460.24 100% 216.3100%
82
(二)、湖南省地下水资源量
1、地下水资源总量
63年地质部门用降雨渗入法计算,全省天然地下水资源总量为27.占14.82
365.6亿m3/a;
76—77年用水文分析法计算,全省天然地下水资源总量为401.46亿m3/a;
81年计算,估季地下水迳流量为155.95亿m3/a;
83年进行水文地质区划时计算:山丘区总量为460。239亿方/年;枯季216.382亿m3/a。
水利部门计算结果与上述结果略有出入。总体上全省天然地下水资源量约400亿m3/a左右;枯季迳流量约200亿m3/a左右。地下水开采资源量约155亿m3/a。
2、各类型地下水资源分布情况
(1)、松散孔隙水,主要为第四系冲积、湖积、洪积层,分布于洞庭湖区浅部,四水及其支流两岸阶地,含水层性为砂、砂砾石,砂卵石。一般分孔隙潜水和孔隙承压水,最大单井涌水量29715 m3 /d;松散孔隙水资源量:49.3亿m3/a;枯季42.296亿m3/a。
(2)、岩溶水:碳酸盐岩分布面积占全省28.44%,主要为三迭、二迭、石碳、泥盆、奥陶及寒武系地层。分碳酸盐岩岩溶水和碎屑岩、碳酸岩裂隙岩溶水两种。各类型又分裸露型覆盖型和埋藏型。其富水程度取决于岩溶发育程度:碳酸盐岩质纯、厚度大、近地表浅部、断裂带、储水构造、、,其富水性强。常有大泉或暗河出露。单井水量4
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最大达10000m3/d以上。全省碳酸盐岩岩溶水天然资源量为263.346亿m3/a;枯季110.748亿m3/a;
(3)、裂隙水:可分为碎屑岩裂隙水、浅变质岩裂隙水、岩浆岩裂隙水三种。碎屑岩裂隙水主要分布于湘西北、湘中南、湘东南,出露面积占全省总面积10.86%;其含水层主要为这些岩石浅部风化带、构造裂隙和断裂带;岩层富水性为贫---中等。本类型水资源量为124.461亿m3/a;岩浆岩裂隙水主要分布于各岩体分布区,地下水赋存于风化带及断裂带。富水贫乏至中等。
(4)、红层裂隙孔隙—裂隙水:红层指白垩系、下第三系地层。分布在全省80多个盆地,主要的如沅麻、石门、常桃、湘乡、湘潭、衡阳、醴攸、茶永、长平等盆地,(面积大于50km2);,粉砂质泥岩、细砂岩含水性弱或不含水;砾岩有的含水丰富。单井最大涌水量达10000m3/d。本类天然资源量:23.132/亿m3/a;枯季10.008亿m3/a。
(三)、湖南省水文地质分区
全省共分为六个区,即:
1、湘西北低山岩溶水区(I);
分布于省西北部,面积:28938.98km2,本区地势西北高、东南低,海拔多在800m以上,碳酸盐岩广泛分布,占全区面积约55%,岩溶发育,含水丰富,大于5L/s的大泉水484个,暗河432条,澧水及沅水支流自西向东纵贯全区,年均地下水迳流量102.945亿m3/a;枯季地下迳流量37。977亿m3/a。
2、湘西中低山裂隙水区(II):
位于本省西部,面积49488.9 km2;分两个亚,境内以中山、低山为主,南端海拔1500—1984m,北部在500—1000m之间。主要为元古界浅变质岩和古生界碎屑岩组成。基岩裂隙水分布占本区面积5
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70.8%;全区地下水迳流量:65.859亿m3/a;枯季迳流量28.282亿m3/a;
3、湘中低山丘陵岩溶水区(III):
位于湘中地区西部,面积29137.8 km2;区内由灰岩、砂页岩构成的波状起伏的丘陵区,大部份海拔在500m以下,相间有板岩、砂岩、硅质岩、花岗岩组成局部的中低山。全区地下水迳流量为92.733亿m3/a;枯季地下水迳流量41.778亿m3/a。本区碳酸盐岩分布面积21567.8 km2,占总面积74%;据统计,大于5L/s的岩溶泉水846个,地下暗河387条,总流量18.816亿m3/a。
4、湘南中低山丘陵岩溶-裂隙水区:(IV)
位于南岭山地北缘包括零陵、郴州地区的绝大部分,衡阳的小部分。面积39150 km2;区内地势东高本低,与桂、粤、赣及本北部边缘地带分布有花岗岩、浅变质岩构成的山地,孤峰山岭重叠,海拔多在500—1500 M之间,中部地区为灰岩、砂页岩构成的低山丘陵盆地。本区以碳酸盐岩岩溶水和基岩裂隙水为主,全年地下水迳流量103.610亿m3/a,枯季地下迳流量45.372亿m3/a。
5、湘东北中低山岩溶裂隙水区(V)
本区位于省东部,包括岳阳、长沙市、湘潭市、衡阳市、郴州市霸部分地区,面积44950.8 km2,境内山脉与其间的盆地均平行排列,地势总体由东向西逐渐降低,湘江及其支流贯穿全区,本区地下水类型复杂,以基岩裂隙水为主,其次为红层裂隙孔隙—裂隙水,全区地下水平均迳流量49.331亿m3/a,枯季地下水迳流量22.835亿m3/a。
6、湘北沉积平原孔隙水区。(VI)
主要为洞庭湖平原区,面积20133。73 km2,地势平坦,河湖众多,东、南、西三面被丘陵低山环绕,标高一般在50m以下。砂砾层厚度一般超过20m,平均单井涌水量300—3000m3/d。全区多年平6
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均渗入量45.761亿m3/a,枯季渗入量40.138亿m3/a。地下水主要赋存于第四系砂砾层中,地下水一般含铁高。
(四)、湖南省储水构造盆地:
全省共圈出15个储水向斜盆地;
表:湖南省主要储水盆地情况一览表。
序号 构造名称 富水
1 龙山八面山向斜
2 龙山洛塔向斜
3 龙山马蹄寨向斜
4 新化晏家铺车田江向斜
5 涟源桥头河向斜
6 恩口斗笠山向斜
7 宁乡煤炭坝五亩冲向斜
8 湘潭云湖桥向斜
7
面积
51.0
地层 Km2
平均单井泉水地下河总流量l/s
水量m3/个) (条)
d
地下水点
5
5
1
1522.3
1472.12
20 5956.51
19 4835.19
矿井排水量m3/h
P
P--T 113.8 4
P--T
P1
460 14
319.23 23
P1
P1
P1
373
374
110
11
802.2
1706 1775--5725
2417 3785--7570
2606 7295--10000
P1 151 60 3225 1604.67--
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9 湘潭杨家桥向斜
10
11
湘潭谭家山向斜
茶陵清水1茶陵排前2
13 汝城田庄延寿向斜
14
15
总计15个
P1
P1
70
128
5
18
2
18 7
2
66.7
500
1893 1144
D3—79
D3—31
D 158
1118.45 5457 200--300
309.4
348.15
3435
路水向斜 D2
复式向斜 D2
江华大圩-新D2—122
圩向斜
石门南坪向斜
D3
C1+2、110
P、T
16
4
8
62
2428.16
55.95
18975.1
l/(163.95万方)/日
2672.8 120
全省有254条充水断裂。
(五)、地下水化学特征。
省区雨量充沛,地下水的补给充足,山后区切割大,河网密布,地下水迳流短,排泄通畅。因此形成了地下水矿化度低、硬度低落、化学类型简单的基本特征。
1、松散孔隙水化学特征
主要分布在洞庭湖平原区及沿湘、资、沅、澧、汩罗河、新墙河、捞刀河河谷及两岸阶地区,地下水化学类型以8
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HCO3—Ca、,HCO3— 为主,矿化度一般小于0.3g/L;硬度一般小于4.2德国度;PH值多在6.5—8;局部也有较大变化。洞庭湖区地下水铁含量一般较高,最高可达20—30 mg/L。
2、基岩地下水化学特征
包括碎悄岩裂隙水、浅变质岩裂隙水和岩浆岩裂隙水。
(1)、碎屑岩裂隙水主要分布于湘西北,湘中、湘 及湘东南部。
地下水化学类型以HCO3—Ca型为主,其次为HCO3—型。矿化度一般小于0.3克/升,最大不超过0.5克/升。硬度一般小于4.2德度,PH值多在5.5—6.9之间;
(2)、浅变质岩水主要分布在湘西、湘东及湘南,地下水化学类型以HCO3—Ca、HCO3—及HCO3—Na。Ca为主,其次为型。矿化度绝大多数小于0.1g/L;最高也不超过0.5g/L。矿化度一般小于4.2德度极软水,最高不超过25德度;PH值一般5.5—6.9占统计的70%以上,小于5.5只零星分布。
(3)、岩浆岩裂隙水主要分布在雪峰山以东的白马山、沩山、关帝庙、大义山、骑田岭、、等岩体出露区,地上水化学类型主要以HCO3—Na、HCO3--Na。Ca型为主。其次为---Na型。矿化度小于0.3g/L占95%;硬度小于4。2德度的极软水占90左右。PH值5.5—6.9占66.7%,小于5.5只有5处。
(4)、红层裂隙孔隙—裂隙水的化学特征:此类水主要分布在各红层盆地,其地下水化学特征:以为主,由于红层富含石膏,所以SO4—型及SO4—Ca型也有零星分布。矿化度、硬度比其他水稍高,PH值在7—8.5居多。
(5)、碳酸盐岩岩溶水的化学特征:主要分布在湘西北、湘中及湘南。其地下水化学类型以HCO3—Ca型为主,其次为HCO3—9
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水。矿化度多小于0.3g/l;个别有大于1g/l。硬度以8.4—16.8德度为主;PH 值多在7—8.5之间。
(六)、地下水补给、迳流、排泄及动态特征
湖南省地下水的补给、迳流、排泄条件及动态特征受地形地貌、条件控制,并与气象、水文、地质构造等因素有关,处于不同地貌单元的地下水,其补给、迳流、排汇条件及动态变化特征显著不同。
1、平原区
洞庭湖平原坦荡辽阔,河湖众多,由于降雨充沛,地表水丰富,为地下水的形成与补给提供了充足的水源。多年平均降雨量在1285mm,促成降水对地下水的有利补给;平原上分布广泛的稻田,灌溉用水渗入地下也是地下水补给的来源。平原地形地貌岩性结构为上述天上水、地上水渗入补给创造了较好的条件。在河流的两侧阶地、漫滩上分布有较宽广的冲洪积扇,砂砾卵石透水性强,加之河水位常年高于地下水位,故通过侧向补给,有一定量的地表水转化为地下水。
湖南省水文地质分区略图
2、山丘区:地下不补给、排汇、动态变化有较大差别,
(1)、松散孔隙水的地下水补给来源主要为降水渗入补给为主,局部地段还受地表水的补给。低阶地并受高阶地地下水的补给。其水位动态变化幅度,一般在1—2m至数m。高阶地地下水受补给后在区内迳流,在洪水期,河水位高于地下水位,地表水反向补给地下水。地下水在含水介质中迳流运移,迳流方向与地形坡降基本一致,向江河排泄。
(2)、 碳酸盐岩类岩溶水的补给方式,迳流排泄条件及动态变化与岩溶埋藏条件、岩溶发育程度、地形地貌条件有关,并与地域性有关。湘西北主要为裸露型岩溶,地表漏斗、落水洞、天窗等利于降水渗入,因而降水是主要补给来源。其补给方式有灌入型、渗入型、混10
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合型。岩溶水主要沿地下河(管道流)集中迳流,排泄。岩溶发育弱区地下水沿溶隙运移,以泉水形式排泄。
裸露型岩溶水动态变化与降雨量关系密切,一般雨后滞后时间不超过两天,部人地下河在数小时内即可达到高峰值。属于动态不稳定型。埋藏型岩溶水,其动态变化小且迟缓,洪峰值滞后一般为数天,有的可长达三个月,多属较稳定型至稳定型。
(3)、裂隙水地下水沿构造裂隙和风化裂隙运移,多以泉水形式排汇,其动态变化与降水和地形高低而不同,浅部水变化较大,深部裂隙水一般变化较稳定。
三、地下水资源开发利用
(一)、全国地下水资源开发利用概况
1、全国地下水开采量约为880亿m3/a;北方主要开采松散孔隙水,90年代初期统计,大中型水源地608处,占全国该类地下水的72%(南方开采孔隙水约为28%);。其中:
华北地区开采地下水约占淡水开采资源量70%左右;本区无论浅层地下水还是深层地下水超量开采均很严重。就河北全省而言,地下水已超采20%;东部深层水每年超采约11亿m3/a。北京的城近郊区、山西的太原、大同等已超采。
东北地区开采约占38%,其中以辽宁开采程度最高,黑龙江次之,吉林为本片开采最低;哈尔滨、铁岭、朝阳等市的市辖区地下水已属超采;
西北片地下水开采程度为43%,其中以甘肃、陕西的开采程度最高,其次为内蒙和新疆,陕西的延安地区、铜川地区、甘肃的武威地区、金川地区,新疆的吐鲁番以及内蒙的呼和浩特等城市均为地下水超采的主要地区。
11
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华东和中南片地下水开采利用程度最低,地表水为本区工农业供水的主要水源,因此地下水资源的余量较大。。但位于长江三角洲的苏州、无锡、常州和南通等城市,深层承压水已超采。
南方以开采岩溶水为主,开采水源地200处,占全国开采该类水源地的62%,(北方开采此类水源地121处,开采岩溶水占38%)
开采的地下水类型:
1、孔隙水主要有:
1)、山前冲洪积平原类型,如北京永定河区水源地,单井水量3000—4000m3/d
2)、冲积平原型水源地:如郑州市、许昌市等一些水源地;
3)、河谷平原型水源地:如江苏南京市的长江河谷漫滩水源地,陕西渭河及其支流沿岸的水源地,单井水量3000m3/d;
4)、滨海平原型水源地:一些沿海城市的地下水水源地,如:江苏盐城水源地、广西北海水源地,浙江省的嘉兴、宁波、、水源地、、。
5)、黄土型水源地:主要为西北黄土高原分布区的水源地。
2、岩溶类型水源地:北方多以寒武系和奥陶系灰岩、白云岩为主;南方则以石碳、二迭、三迭系灰岩石为主,其岩溶液水开发的类型;
1)、裸露型岩溶:此类水埋藏深,北方多形成岩溶泉域,如河南新乡引泉量达7.4万m3/d;南方则以泉水、暗河形式出露。
2)、隐伏岩溶类水源地:
3、基岩裂隙水类型水源地:主要含水层为碎屑岩、变质岩和岩浆岩,一般来说,水量较小,多为一些小型水源地,据不完全统计,大型水源地只有10多处,中型也只有17处。
(二)、湖南省地下水资源开采情况:
湖南省在水资源开发利用方面主要以地表水为主,但由于地表水分布不均,不少地区仍缺水严重,因此近年来在开发地表水的同时,逐12
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渐对地下水进行开发利用。据不完全统计,我省已开发地下水总蓄、引、提水量26.866亿m3/a;占开采资源 量18%;其中农业上开发利用量为25.104亿m3/a,占总开采量98.4%。工业、生活用水量为1.076亿m3/a,占总量1.6%。
(1)、工业、生活开发利用地下水概况
主要有湘潭、郴州、怀化、长沙、益阳等城市及其他城镇和厂矿、单位;如:湘潭市,1994年地下水开采总量12万m3/d;其中红层砾岩水9.67万吨/日;郴州市开采井86处,开采水量6.9万m3/d(已停采);怀化市开采水量10.1万吨/日;长沙市开采水量7万m3/d,其中深层水1.18万m3/d;湘阴市开采地下水10.9万m3/d;衡阳市机井205眼,水量6.3万m3/d;岳阳市机井107眼,水量4.4万m3/d。益阳市原开采井近200眼,日采地下水量也有数万m3(因多为矿泉水。停止开采作生活用水)。还有韶山、邵阳、张家界、、城镇,都有开发地下水作供水。
(2)、农田供水具有一定规模的开发水源地有:龙山洛塔、辰溪城郊、长田湾、仙人湾、零陵大庆坪、湘潭良湖、宁远清水桥等十多处。开发方式、方法;主要用堵、引、提、扩、凿多种方法开采。在封闭较好的溶蚀洼地、盲谷中,多用堵、围攻的方式开采 ;当地下河出露位置较高,又查明了水的来龙去脉的情况下,用凿洞筑渠引出地下河水利用,在地下水位埋藏较浅时,用凿井提水方式开采。全省农业开发地下水总量为25.104亿m3/a。占全省地下水开采总量的98.4%。
四、
地下水开发存在的问题
(一)全国性
1、地下水位持续下降-,形成大降落漏斗,全国有150多个水源地存在此问题。最严重的为河北,共有28个大降落漏斗存在此问题,13
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(浅层地下水12个、面积5944.02km2;深层12个,面积15405
km2)。河南省有大小不等降落漏斗17个,(浅层13个,深层4处),89年漏斗面积6424.6 km2;并平均每年以862.92 km2的速度发展。南方以江苏最重,苏州、无锡、常州下降已达300多km2。中心水位降60—70米。
2、水质恶化:由于地下水位于不断下降,给排污沟渠中的废水入渗创造了有利条件,首先造成浅层地下水的污染。
由于水源地生产井的深浅显层水混合开采,和成井工艺中不重视井管、井壁的止水,又导致深层水的污染。如东北的沈阳、鞍山、华北的保定、石家庄、北京、淄博、郑州、开封、大同、太原、西北的西安、包头、银川、西宁、乌鲁木齐、东南及中南的淮北、苏锡常地区、南昌、孝感、长沙、西南的个旧、贵阳等四十成多个城讪附近地区都有不同程度的地下水水质污染和恶化。
3、地面开裂、塌陷---主要发生在复盖型岩溶水源地区,比较严重的有河北柳江盆地石门寨,山东的泰安、枣庄、安徽的淮南淮北,浙江的开化、江山,湖北的咸宁,湖南的郴州,福建省的三明市,云南的昆明,贵州的水城等二十多个城市和地区。从全国来看,南方远重于北方。
4、地面沉降—是由于超量集中开采地下水,造成地下水位大幅度下降,多孔界质压密所至。我国沉降比较严重的北方有天津、沧州、太原、保定、邯郸、衡水;南方有上海、苏锡常地区和阜阳等城市地区。
5、海水入侵—主要在沿海城市的水源地分布区,如辽宁的大连、河北的秦皇岛,山东的来州湾以及福建省的厦门等城市地区。
(二)、湖南省地下水开采存在的问题
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湖南省地下水开发存在的问题,与北方不同的是没有大面积地面沉降和大面积地下水降落漏斗,但也形成局部水位下降水量减少或干涸、地面开裂和起陷以及地下水水质恶化等问题。
1、
水位下降大水泵抽不到水,水井报废,如长沙市的原省政府大院井、省附属二医院井、、,衡阳市多处水位下降太深,水井报废。岳阳市湖滨水源地水位下降6。6米,水量减少。
2、
地面开裂、塌陷,如长沙市的省委党校井、南方大学水井、星沙地下水源地(水厂),郴州市大面积地面开裂、塌陷;湘潭市矿业大学、雨湖小学等五处塌陷;怀化市开采地下水引起12处地面开裂、塌陷。
3、水质污染和恶化,如益阳市赫山区原地下水含偏硅酸很高,是一处很好的矿泉水水源地,但由于打了200多口供水水井,(作生活用水),使水质变化大,偏硅酸含量由80多mg/L最大降到40多mg/L;后经封井190多眼以后,水质才恢复上来。长沙市由于浅层地下水水质污染严重,开采浅层地下水井报废了上百眼井。
五、找水打井工作的一些体会
(一)、找水体会:找水打井,可从以下几个方面布井
1、从地貌分析找水
山坡前缘、坡脚,容易找到第四系孔隙水和浅层风化带基岩裂隙水;三面环山前面的沟谷附近,也容易打到地下水;侵蚀基准面以下的阶地,多分布有砂砾石含水层;
2、根据岩性分析找水:湖南省含水较丰富的地层主要有:第四系砂砾石屋、质纯的灰岩(二迭系茅口灰岩、栖霞灰岩、石碳系的壶天灰岩、泥盆系的棋梓桥灰岩、白垩系、第三系底部灰质砾岩、生物灰岩、、、);
3、
分析裂隙和断裂发育规律找水:
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陆地喷溢的玄武岩成岩裂隙最为发育,岩浆岩节理裂隙多为张开密集,贮水较丰富;岩脉及侵入接触带张开裂隙发育,在这些成岩石裂中容易打到水;
由多种矿物的粗结晶岩(花岗岩、片麻岩等)形成的风化裂隙其富水比单一矿物组成的岩层如(石英岩)和泥质岩的富水条件要好;
脆性岩石其构造裂隙具张开性,导水好;背斜轴部、断层带附近往往格外富水。
4、
从岩土沉积规律分析找水:
洪积扇的顶部,沉积物颗粒粗,含水、逶水性好,地下水丰富;扇
的下部及边部,沉积颗粒细,含水、逶水性弱,地下水较贫;近河岸(古河道)、沉积物颗粒粗,含水、逶水性好,地下水丰富;距河较远的外部,沉积颗粒细,含水、逶水性弱,地下水较贫;湖区岸边浅水处沉积砂砾等粗粒物质,含水性较好;向湖心逐渐过渡为粘土,含水、透水性差。
5、
从地下水补迳排条件分析找水:
地下水分布常有补给、迳流、排泄区。排泄区找水条件最好;
6、
从碳酸盐岩地层岩溶发育规律找水
以浅部岩溶区为主,以覆盖型岩溶区为主;对埋藏型岩溶区以向斜翼部的浅部为主;
7、
物探方法找水
在地质资料 少的地方,采用物用物探方法找水,是一项比较好的方法。
通常采用的物探方法:电法比较经济有效,(找岩溶发育带、断裂带水、);
8、
以遥感航卫片分析找水:
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在遥感航卫片上古河道、断裂带,一般较明显,通过解译,能帮助确定井位;
9、
类比分析找水:
如果某地区某层位已打出较丰富的地下水,相邻地区有类似条件,可类比分析,进行布井。
寻找地下水,确定打井井位,关键是要通过实地调查,综合分析前人资料,分析该地区地下水找水条件,来判定。有的地方似没有找水打井条件,但通过调查、综合分析,仍可能有找到丰富的地下水(如在斯里兰卡找水,英国、丹麦、加拿大等国家专家已结论普特兰地区不可能有地下淡水,但我们找到了丰富的地下淡水,解决了该城镇供水问题,受到斯政府的表障。
(二)、水文地质钻探如用了泥浆钻进,用多种方法冲洗孔;可扩大钻孔水量。
压水喷射洗孔、钢丝刷在过滤管内配合冲水刷洗、活塞抽水洗孔、二氧化碳洗孔、压风机洗孔。
实例:长沙市体委孔由100多吨增到近300吨;斯里兰卡孔由300吨增至600多吨;、、、。
(三)、空压机抽水试验要从实际出发,不能只靠书本计算的沉没比、沉没深度安装风水管。
计算了风水管比、风量、风压而没有考虑钻孔实际口径,增加了数台压风机结果水位仍降不下,因实际占孔口径过小,再多的压风机也发挥不了其作用。计算了沉没比、风水管口径、压力等,但结果抽不上水,实际是受已有空压机所限。
实例:宁乡的清溪冲矿区、越南北太地区抽水,就迂到这些情况。
(四)、红层不全是贫水,钙质砂岩、砂砾岩可能会打出较大的水量。实例:湘潭大学井、长沙星沙、马王堆长沙机场水井、、。
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(五)、岩溶地下水开发是本省开发地下水的主要层位,但开发此层水必需对其可能产生的不良地质环境影响进行必要的评价,才能确保开采安全。
六、矿泉水及地下热水
(一)、矿泉水
1、湖南省已发现元素达标的饮用天然矿泉水300多处,可开发水量达
2000万m3/a;其中已经过勘察评价并已通过省级和国家级鉴定通过的有80多处,已建厂开发近50家,设计开采能力约30万m3/a。由于种种原因,已关闭十多家,目前全省饮用天然矿泉水开发量不到10万m3/a。
市场上现大多桶装水不是矿泉水。
2、矿泉水微量元素、组分对人体健康的作用
近代医学研究表明,地球上天然存在的92种化学元素中,在人体内已发现有60多种。通常按体内所含的各种元素与人体重量比,将其分成二类:一类是:占人体总重量1/10000以上的元素称宏量元素,共十一种,即氢、碳、氮、氧、钠、镁、磷、硫、氯、钾、钙等。它们合计占人体总重量的99.5%;其余的如Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、Se、Mo、sr、SiO2、Br、I、Li、Cr等约40余种,均属微量元素。占人体总重量的0.05%。1979年世界卫生组织公布对人体健康必需的微量元素共14种,即:Cu、Zn、Co、Mo、Fe、Mn、Cr、Se、Sn、F、Ni、V、I、SiO2等。目前又证实Li、Sr、铌、铷等微量元素对人体有益。虽然微量元素占人体重量很少,但是某些微量元素对人体健康关系重大。如缺碘,就会引起甲状腺肿疾病。而一些毒性很强的元素如镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)……则对人体健康明显有害。还有比较多的微量元素,如铝(Al)、Zr、Ba、Bi、Ti、Ag等18
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则是人体必要元素。在我国饮用天然矿泉水标准中,将硅、锶、锌、锂、溴、硒、碘等微量元素列为特征元素,这些微量元素中,硅属于机体的基础元素;锶、锌、硒、碘则是人体必须元素;而锂、溴等元素也已被证实是对人体有益的。微量元素虽然占人体重量很少,但它的营养作用及对人体的新陈代美国著名医学家H·A施罗德博士1965年曾作过这样精辟的论述:“对于生命、微量元素比维生素更为重要,因为它们不能象维生素那样可以合成,但是它们必然以狭窄的浓度范围存在于环境之中……,没有微量元素,生命也就不复存在了”。由此可以看出,人们越来越重视人体微量元素的理想补充剂——饮用天然矿泉水。
(1)、微量元素生理功能作
1)、微量元素是在酶系统中起着持导的活化作用中心。
有些微量元素是机体内多种酶的重要成分。酶是大的极其复杂的蛋白质结构,它能加速生物化学的反应。在已知的酶中,大多数都含有一个或几个金属原子,当酶分子中推动了微量金属时,酶的活力就丧失或下降。重新得到这些微量金属,酶的活力就又恢复正常。
2)
微量元素帮助机体的激素发挥作用,也就是参与激素作用。
激素是人体的内分泌物进入血液中去的化学物质。激素能调节人体主要的生理功能,在体液中只需极小的浓度即可起重要的生理作用。因为激素只需要与细胞内部的几个关键位置相互作用,而微量元素正是能够使激素发挥这样的效力。例如碘在甲状腺就起这种作用。
3)
普通元素运到全身
微量元素铁,是红细胞血红蛋白的重要成分,血红蛋白把氧带到组织细胞中,如果缺铁就不能合成血红蛋白,氧就无法输送,组织细胞就不能进行正常代谢。
4)
平衡人体生理功能
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微量元素在体液内能调节渗透压、离子平衡和酸碱度,以维持人体正常的生理功能。
5)
参与维生素的结构
某些微量元素是维生素的活性组成部分,如维生素B12中的钴(Co),没有钴(Co)就不能合成维生素B12。各种微量元素在人体中还有互相作用和错综复杂的关系,目前认识比较清楚的就是拮抗作用和协同作用。
拮抗作用——主要是表现为影响吸收和置换取代,如镉(Cd)是有很强毒性,而锌(Zn)与镉拮抗作用,阻碍由于镉引起的高血压形成。硒(Se)与汞(Hg)、砷(As)、镉等也有拮抗作用。硒可抑制和减弱汞的毒性;抵销或预防砷和镉的毒性,包括由镉引起的高血压症。拮抗作用的另一表现是置换取代,如砷(As)取代磷;钨(W)取代铜(Cu);汞置换锌;汞和镉取代铜;银(Ag)和金(Au)取代铜等。显然非必需或有害的微量元素置换或取代人体必需的微量元素时,势必会对人体代谢产生不良影响,危害健康,甚至引起病变。元素的协同作用——主要是显示为彼此的相互促进。如没有铜(Cu),在生物合成机制中,铁(Fe)就不能进入血红蛋白分子, 还有其他一些元素,互相关系也比较密切。
3、矿泉水中特征元素和组分对人体健康的作用
饮用天然矿泉水特征元素和组分包括:偏硅酸(H2SiO3)、锶(Sr)、碳酸(CO2)、锌(Zn)、硒(Se)、溴(Br)、碘(I)、锂(Li)、矿化度等。也就是以这些元素、组分为主要特征组成的各类矿泉水。本矿泉水为含偏硅酸矿泉水。含偏硅酸(H2SiO3)矿泉水对人体健康的作用:
市场上销售的矿泉水中,大多数为含偏硅酸矿泉水。这种矿泉水对人体健康的作用,在于硅是构成人体的基础元素之一,在体内起着重20
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要的结构作用。它影响着胶原蛋白和骨组织的生物合成,对上皮组织和结缔组织发挥正常功能是必不可少的。它所形成的交链桥和蛋白质结合在一起,给予这些组织弹性和强度。它还对骨骼的钙化速度有积极影响,对人体主动脉的硬化起软化作用,从而可降低关节炎和冠心病的发病率。
我国东北敦化市某地方甲状腺肿和克山病患区中,有两个村庄,一个是玉泉屯(500多人),另一个是明川屯(1000多人),此两个村周围地区的甲状腺肿和克山病发病率相当高,分布十分广泛,唯独这两个村多年来无一例克山病患者,而且全村人均寿命比周围地区要高,人们称它为该地克山病区的“安全岛”。据调查了解,其原因主要是该两村长期饮用的水源是含偏硅酸高达52-58.5mg/L的地下水(也可说是含偏硅酸矿泉水)。类似此种流行病学的调查资料在国外也有报导。饮用含偏硅酸较高地下水的地区,人们冠心病死亡比含偏硅酸低的地方要低,说明含偏硅酸矿泉水对冠心病,心血管疾病有一定抑制作用。近代矿泉医学中,利用硅酸矿水治疗湿疹、痒疹、牛皮癣、搔痒症和阴道炎……均有良好的效果。
矿泉水含偏硅酸达50mg/l以上,作为医疗矿泉水,其饮疗作用将与上述案例效果相似;浴疗也有对湿疹等其他疾病有一定效果。
(二)、地下热水
据不完全统计,全省已知地下热水(大于230C)158处,其中天然露头109处,人工揭露49处。以低温水居多,(23—40度)共121处,中温水(40—60度),共34处,中高温水(60—80度),1处,高温水(大于80度—100度)二处。最高水温92。2度地下天然热水资源量为8828。76方/时。最高温热水为宁乡灰汤和汝城热水圩热水。
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湖南省地下热水开发除用作生活洗浴、宾馆热供水、农灌及农业温室培育试验、养殖之外,本省还利用地下热水进行地热发电试验,取得好的效果。
罗仕康 2007、12
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