我国天然地表水源和地下水源的特点急

我国天然地表水源和地下水源的特点急
我国天然地表水源和地下水源的特点
急

我国天然地表水源和地下水源的特点急
水是生命之源,既孕育了原始的生命,又维持了世界的生灵万物,是人类生存和发展不可替代的资源.
我国水资源短缺和水污染严重,已是不争的事实.饮用水的安全性更与人体健康紧密相联,但是,我国城镇附近水体受污染率已高达90%,适宜饮用的洁净水源已所剩不多,对数亿人口饮用水安全构成重大威胁,所以,必需确立水安全的忧患意识,做到“未雨绸缪”.
经济社会发展对水资源的需求量十分巨大,每时每刻既不能间断,又要保证均衡、持续供给,这种水源,只有可再生、可恢复的地表水和浅层地下水可担此大任.
深层地下水（指地下含水体上面有隔水层所覆盖,降水和地表水不能直接进入的地下水体）是封闭性含水层,不能直接得到降水和地表水的补给,可再生、可恢复的能力极差,类似于石油资源,用一点少一点,是不可持续利用的水资源.但是,深层地下水水质好、水温稳定,是天然优质水资源.在我国天然洁净水源稀缺的状态下,水资源应该“优质优用”.
回顾数十年来,我国开发利用地下水的历史,总是将深层地下水与浅层地下水不加区别地广泛用于工农业和生活用水,甚至因深层地下水水温稳定的特点,更被赋予了降温、储能的新功能,但结果是无情的.深层地下水水位大幅度地下降,优质水资源急剧减少并引发了严重的地面沉降和地裂缝灾害.其实,地面沉降的原因早在上世纪60年代就基本查明,抽汲地下水特别是深层地下水是主要原因.因为从深层地下含水层抽出的水主要由含水砂层弹性释水量和粘性土层压密释水量构成.也就是说将含水层的水采出后,这个含水层及其临近的粘性土层被脱水、压缩,体现在地表就是沉降量,但这一研究的结论并未起到警示效果.上海的深层地下水继续开发利用,而且,开采的区域向全国扩大,到90年代发生地面沉降的省、直辖市多达16个,沉降面积近5万平方公里,到2003年,更扩展到9万多平方公里.上海、天津、西安、太原、无锡等城市,最大沉降幅度超过2米,有的城市还伴生地裂缝灾害,为此地面沉降灾害已引起了高层的关注.
地面沉降灾害的危害不容低估,它使城市的防洪排涝工程失去了原有的功能,加剧洪涝灾害,还对建筑物和群众的安全造成严重影响,尤其对低海拔的沿海城市的影响更是致命性的,造成的经济损失也是巨大的.据上海市地质环境调查院提供的数据：1920-2000 年因地面沉降造成的经济损失高达2898.22亿元,平均每年36.23亿元,地面平均下降1毫米,经济损失就达到1.53亿元.以上海市每年平均使用深层地下水1亿吨计算,每使用1吨地下水付出的环境成本就高达36.23元,这里还未包括开采成本.那么,像长江三角洲地区这样水资源丰富区域的城市还如此热衷于深层地下水的开采,甚至华北平原连农业灌溉也使用深层地下水呢?关键是用户只用支付比自来水价还要低的开采直接成本,而高昂的环境损失成本却由社会和公众埋单,而且深层地下水水质好、使用方便,何乐而不为呢?更有甚者,很多城市开采深层地下水的主要目的,不是用水,而是用于生产车间的空调降温,这就是问题的本质所在.
所以,控制地面沉降的关键是严格执行环境成本内部化的经济政策,即谁开采深层地下水,要按照全成本（包括水资源费、开采成本、地面沉降损失费）向用户全额收费；同时,要通过立法限制深层地下水的开采.而研究控制地面沉降的技术应是第二层面的事情,主次应该分清.如果真正做到这一点,谁还会花30多元一吨水的高昂代价去开采深层地下水呢!其结果必然是深层地下水开采量大幅度减少,地面沉降也就得到控制了,这足以在极短的时间内化解深层地下水资源无序开发与地面沉降的矛盾.
这样做,是否意味着为了控制地面沉降,深层地下水资源就要禁止开发利用呢?我们的建议是深层地下水不是不用,而要有条件地限制使用.其条件：一是深层地下水资源要“优质优用”；二是在特定条件下开发利用.为此,提出下面五点具体建议.
一、深层地下水开发要确立“环境优先”的原则,而且地面沉降重点是防,而不是治
在平原和盆地区域只要有软土层存在,抽取地下水特别是深层地下水,均会发生地面沉降.治理方案再好,如上海总结出来的“减少开采量、地下水人工回灌、调整开采层次”经验,也只是减缓沉降速率,而不是不沉降.只要有地表水和浅层地下水可开发利用,并能满足基本需求的区域,则应禁止深层地下水的开发利用,而不是“边开发、边治理”.这样做的好处是,既能控制地面沉降,又减少深层地下水资源的消耗.
江苏省的做法是对此建议的最好解读.江苏省针对苏锡常区域地面沉降严重的状况,于2000年出台了《关于在苏锡常地区限期禁止开采地下水的决定》,采用长江水和太湖水替代地下水的供水方案.到2005年除保留了86眼井备用外,封填了4831眼深井.现取得的效果是区域地下水位普遍回升6－10米,沉降速率由每年30－150毫米降到10毫米以下.
二、深层地下水在特定条件下可以开发利用
特定条件之一是作为战略储备水源；特定条件之二是在战争状态、区域水资源污染严重,影响到饮水安全或区域内暂无其他符合饮水水质条件的水源时,作为应急的饮用水源和食品加工水源.
(一)为何将深层地下水定位战略储备水源?
1、我国水资源污染严重：无论是河流、湖泊、浅层地下水污染均较为严重,城镇附近水体受污染率已高达90%,适宜饮用的洁净水源已所剩不多,这对数亿人口饮用水安全构成了重大威胁.所以,对饮用水的安全应该具有忧患意识.深层地下水是优质水资源但总量不多,所以要“未雨绸缪”.
2、水污染治理的效果不容乐观：太湖、滇池、巢湖是我国进行水环境重点治理的三个湖泊,水质为Ⅳ～劣Ⅴ类,虽经多年治理,污染依旧,甚至有增无减.
3、水污染事件防不甚防：石油化工、火力发电、核电站、港口码头等高污染产业,多布局于沿江、沿河、沿海、沿湖地带,使得水污染事件发生几率加大,给饮水安全带来了严重隐患.石油化工污染会引起中毒、致癌和传染性疾病,同时还有异臭、异味,对人体健康的影响是致命的.
如2005年11月发生的松花江污染事故,使300万市区人口的哈尔滨市全面停止了自来水供应；最近发生的太湖、长春市新立城水库蓝藻集中爆发、江苏省沭阳水污染事件等,使无锡、长春、沭阳等城市生活饮用水源部分中断.更为严重的是2006年8月发生的吉林长白山精细化工有限公司向牤牛河人为排放化工废水的恶意污染事件.
分布于沿江、沿河地带的化工企业数以千计,谁也无法保证今后这类水污染事件不会再发生.
4、建设优质地下水战略储备水源地是应对水污染事件的“社会镇定剂”：我国加紧石油战略储备基地的建设,是应对经济安全的“未雨绸缪”.胡锦涛总书记说：“群众利益无小事”.所以,应对与群众生命息息相关的饮用水安全这样的大事,更要“未雨绸缪”.哈尔滨市群众应对松花江污染事件的第一反应,就是在短短的一天之内,将市场上1.6万吨的纯净水存货全部抢购一空（这相当于平时100天的供应量）；“你家储水了吗?”几乎成了当时群众相互关心的问候语,这充分说明了群众求生的欲望和对饮水安全的重视程度.哈尔滨市缓解松花江污染突发事件的最关键、最有效措施,是在最短时间内临时开辟了四个地下水的补充水源地,每天新增供水4万吨,满足了群众生活的基本需求,起到了“消除恐慌,稳定人心”的关键作用.
将储存于地下深处,防污染能力强,水质优良的深层地下水加以保护或建成水源地,进行战略储备,使这部分水资源在非常状态下,如战争、流行性疾病爆发、大面积水污染等情况下,应急用于饮用和食品加工,将起到“社会镇定剂”的作用,使群众吃上了“定心丸”.
（二）为何深层地下水只能在应急状态下使用,而且只能用作饮用水源.
1、深层地下水资源数量有限,而且补给量极少,基本是用一点,少一点,不能满足工农业和生活等多方面的供水需求.由于深层地下水水质好,只能将“好钢用在刀刃上”,优质优用,所以,只能用作饮用水源.同时,从“可持续发展”的角度考虑,这部分优质水资源还应统筹考虑当代人和子孙后代的需求.所以,只能在应急状态下用或在暂未解决饮用水源的情况下,临时作为饮用水源开发利用,而不能用于其他方面.
2、深层地下水资源大量开采,一定会地面沉降.如考虑地面沉降的环境损失成本,供水价格将高达每吨数十元,群众也难以承受.同时,从环境角度考虑,地面沉降是无法恢复的,环境损失也不是金钱可以弥补的.所以,不到万不得已,绝不能加重地面沉降.
3、从深层地下水资源的保障程度考虑,将其定位于短期使用的应急饮用水源,能够满足需求.以哈尔滨市为例,在松花江污染事件期间,300万的市区人口的饮用水日需求量仅18600吨,平均为6.2升/人日.像这样规模的供水量,只要城市区域有深层地下水存在,采取相对分散的水源地布局,饮用水资源是有保障的,而且短时期也不会造成明显的地面沉降.
4、深层地下水一般分布于平原区、盆地区,这和我国城市和人口密集区的分布格局基本一致.也就是说,在多数城市里都有条件建立深层地下水的战略储备水源地.
三、为何不能对深层地下水进行人工回灌
深层地下水是处于天然状态的优质地下水源,甚至是优质的矿泉水,需备加珍惜.
实施人工回灌,能起到恢复和抬高地下水位,地面沉降局部回弹和储存能源的效果,所以,开采单位对人工回灌多持肯定态度.但我们对此持否定态度.
其理由是：控制地面沉降是当务之急,而达到此目标的最佳途径是停采或少采深层地下水.人工回灌要求回灌水质达到“优于深层地下水水质或达到饮用水的水质标准”.如果果真如此,只能达到“冬灌夏用”、“夏灌冬用”的节能效果,这种节能与地面沉降的经济损失相比只能是“得不偿失”.
对人工回灌持否定态度的最主要理由是：人工回灌为深层含水层提供了直接污染的通道,可能使深层优质地下水产生水质变异,给优质地下水构成安全隐患.
虽然现在还未掌握因人工回灌造成深层地下水污染的确切数据,但是城市回灌水源为当地的自来水,而自来水多是受过轻度污染再经过净化、杀菌处理的地表水体.刘鸿亮院士提供的资料是：国内外由水中检出的有机污染物已有2000余种,其中114种具有或怀疑有致癌、致畸、致突变的“三致物”.我国各地的水源中一般都能检出百余种有机污染物,其中常含有“三致物”,这些物质只经水厂的传统工艺处理,是不能去除,相反会因为加氯消毒而形成危害更大的氯化有机物.这说明回灌水实际上无法达到深层地下水水质的要求；同时,回灌水与深层地下水水温的显著差异,也可能引起水质变异.
四、对提高无锡应急饮用水安全保障能力的建议
无锡市在太湖兰藻大面积爆发后,政府虽采取了应急措施,改善了水质,恢复了自来水的正常供应.但是居民对现供应的自来水的饮用安全仍存在疑虑,目前用瓶装水饮用的状况仍在持续,这不仅增大了群众的经济负担,也会在精神上长期留下阴影.
由于湖泊水交替缓慢,尽管对太湖水采取了“换水、捞藻、挖泥”等综合性治理措施,但作用有限,非治本之策,难以取得显效.为此,无锡市政府加速了长江供水工程建设,可望彻底化解供水的矛盾.但是,长江供水工程还得一年左右的时间才能峻工,现阶段应对的最可行的办法是“从已经封闭,但尚未填埋的保留井中,分区域选取一部分质量可靠的深井,甚至再打少量新井,合理确定饮用水的定额标准,采取严格的管理措施,按家庭人口数量,定时定量供应”.这虽可能造成局部的地面沉降,但因抽水量小,沉降不会严重,另从群众的饮用水安全角度考虑,也是值得的.一旦长江供水工程峻工,则立即对启用的深井封闭,作为战略储备水源.
五、西部区域深层地下水也要定位于饮用水源,不宜用作能源基地的生产用水水源
近几年来,在西部地区如塔里木盆地和鄂尔多斯盆地发现了不少深层地下水资源,这构成了西部区域可持续发展的生命之水.由于自流水盆地范围很大,所以,深层地下水储存资源量十分可观,这可能对地方政府、能源开发形成误导,被规划用于能源开发和农业灌溉,实际上,有许多地方已这样开发利用.我们认为,深层地下水是储藏于封闭含水层内,得不到降水和地表水的直接补给,尽管储存量很大,但采一点少一点,是经不起持续开发利用的（少部分受到岩溶水强补给的例外,但需要充分论证）.如果被大量开发利用,地下水水位会大幅度下降,水资源会逐步枯竭,将对西部经济持续发展造成被动.从西部生态脆弱的特点和可持续发展的需要综合考虑,不能将此优质地下水资源规划为能源开发和农业灌溉水源,只能用于生活饮用水源.其原因：一是深层地下水资源难以满足能源基地和农业持续发展的需要；二是会加剧沙漠化进程；三是注水压油的采油工艺,可能使深层含水层直接受到污染,遗患无穷；四是这优质的水资源枯竭了,区域的可持续发展将难以为继.