1、1浅析地下水开发的主要环境影响李瑜（山东省水文水资源勘测局，山东 济南 250014）摘 要：地下水是山东省重要的水资源， 对全省经济社会发展起到举足轻重的作用。本文结合山东省实际，浅要分析了地下水开发给自然环境和社会环境所带来的有利影响和不利影响， 为合理开发地下水，有效治理地下水 环境问题提供依据。关键词：地下水开发；环境影响；山东省引言地下水是水资源的重要组成部分，在保障城乡居民生活用水、支持社会经济发展、维持生态平衡等方面具有十分重要的作用。尤其是在地表水资源相对缺乏的山东省，地下水具有不可替代的作用。合理开发地下水，实行科学用水，将能改良自然环境和社会环境。不合理开发地下水，将会使水
2、环境恶化，带来一系列生态环境问题，从而影响社会经济的可持续发展。本文结合山东省实际，浅要分析了地下水开发给自然环境和社会环境所带来的有利影响和不利影响，为合理开发地下水，有效治理地下水环境问题提供依据。1 环 境 与 环 境 影 响环境是指人类和生物生存的空间。 中华人民共和国环境保护法对环境的定义是：环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。按照环境的自然和社会属性分类，环境包括自然环境和社会环境。环境影响是指人类的生产或生活行为（包括立法、规划和开发建
3、设活动等）可能对环境造成的影响。环境影响的性质可分为有利影响与不利影响、直接影响与间接影响、暂时影响与累计影响、局部影响与区域影响、可逆影响与不可逆影响等。可从受工程影响后的环境质量变化进行识别，环境质量改善为有利影响，环境质量变差为不利影响。地下水赋存于地质介质中，具有补给周期长、循环更新慢、自我修复能力差、地下水系统遭到破坏后难以治理和修复等特点。地下水开发对环境的影响，主要是由于抽取地下水使地下水位下降，造成地下水流向发生变化或地质介质发生变形而引起的。22 水资源短缺与地下水开发山东省属资源性缺水省份，水资源短缺已成为全省社会经济发展的“瓶颈”制约因素。据最新开展的全省第二次水资源评价
4、结果，山东省多年平均（19562000 年）降水量为 679.5mm，水资源总量为 303 亿 m3,其中地表水资源量为 198 亿 m3,地下水资源量为 165 亿 m3。全省人均水资源占有量334m3（按 2000 年统计人口） ，为全国人均占有量的 14.7，为世界人均占有量的 4，在全国倒数第三位。水资源供需矛盾十分突出。2005 年 山 东 省 总 供 水 量 为 211.03 亿 m3， 其 中 当 地 地 表 水 供 水 量 占 总 供 水 量 的27.81 、 引 黄 供 水 量 占 总 供 水 量 的 22.75%， 地 下 水 供 水 量 占 总 供 水 量 的 48.65
5、 、 其 它 水 源供 水 量 占 总 供 水 量 的 0.79 。2005 年 山 东 省 总 用 水 量 为 211.03 亿 m3， 其 中 农 田 灌 溉 用 水 占 总 用 水 量 的 67.05 、 林牧 渔 畜 用 水 占 总 用 水 量 的 9.59 、 工 业 用 水 占 总 用 水 量 的 10.31 、 城 镇 公 共 用 水 占 总 用 水 量的 1.79 、 生 活 用 水 占 总 用 水 量 的 10.14 、 生 态 环 境 用 水 量 占 总 用 水 量 的 1.12 。3 地下水开发对环境的有利影响地下水资源不仅具有可恢复性、水利水害两面性、地表水与地下水相互
6、转化性，而且具有开发利用简便，使用方便、灵活，投资少，见效快，维修少，易管理，安全卫生等特征。在地表水源不足或地表水虽丰富而遭受严重污染的地区，开发利用地下水资源，可为各用水部门提供优质的水源。适度开采地下水，科学利用地下水的可开采资源，对人类是有益的，且能美化环境，创造更多的物质财富。3.1 对自然环境的有利影响（1）能减轻农田盐碱化和涝渍之害。开发利用地下水，可使地下水位降低、潜水蒸发减少或不发生。当毛细管水上升高度达不到地表蒸发（土壤蒸发和植物蒸散发）的影响范围时，则水中的盐碱成分不会随水上升，因而不致经蒸发将这些成分残留在表层土壤中。特别在降雨之后，雨水渗入土壤，还会起到淋盐和洗碱的作
7、用，能减轻盐碱化之害。地下水位降低后，扩大了土壤中的包气带部分，即加大了地下的蓄水库容量，使原来导致渍涝的水，部分或全部渗入地下，补给地下水。这不仅增加了地下水资源量，而且还可有效地消除或减轻渍涝灾害。如山东省的引黄自流灌区，由于常年依靠引黄灌溉，造成地下水位埋深过浅（一般小于 2m） ；加之地形平坦，地下水水平径流缓慢，垂直蒸发浓缩作用强烈，极易发生土壤次生盐碱化和渍涝灾害。这些地区需要在合理的范围内加大地下水开采，适当降低地下水位。（2）能产生绿洲效应、减轻沙漠化。当提取地下水进行灌溉后，使土壤的湿度增加、蒸发加大3和气温降低。如果在大面积的土地上实施灌溉，将会引起小气候的改变，产生绿洲效
8、应，使降水量增加，更有利于农作物的生长和土地的绿化。据统计，产生绿洲效应后，土壤表层的温度能降低 10或更多，日平均气温低 35，地表附近的湿度升高 25以上，降雨量增加 10左右。3.2 对社会环境的有利影响（1）在社会经济持续发展和人民生活中发挥巨大作用。自 20 世纪 80 年代以来，由于山东省社会经济、工农业生产的快速发展，对水资源的需求越来越大，加之降水系列的偏枯，使水资源开发利用方式发生了很大变化。19802000 年期间全省地表水供水量减少约 22，而地下水开采量却由 1980 年的 91 亿 m3增加到 2000 年的 132 亿 m3，增长约 45；地下水供水量占总供水量的比
9、重也由 1980 年的 38.6上升到 2000 年的 53.6。地下水对促进山东省经济社会发展起到举足轻重的作用。（2）能保证枯水年、枯水季节工业正常生产、农业丰收以及满足人蓄用水和其它各部门用水的需求。山东省降水量的年际变化具有明显的丰、枯交替出现的特点，连续丰水年和连续枯水年的出现十分明显。降水量的年内分配很不均匀，降水主要集中在汛期 69 月份，占年降水量的 7080。山东省天然径流量的年际变化幅度比降水量的变化幅度要大得多，而且有连续丰水年和连续枯水年现象。天然径流量年内变化非常不均匀，汛期洪水暴涨暴落，不仅无法充分利用，还会造成严重的洪涝灾害；枯季河川径流量 很 少 ， 导 致 河
10、 道 经 常 断 流 ， 水 资 源 供 需 矛 盾 突 出 。 河川径流年内分配高度集中的特点，给水资源的开发利用带来了困难，严重制约了山东省社会经济的快速健康发展。而地下水具有多年调节性能，储存量较大，调蓄能力强，地下水源供水保证率高。在遇到连续干旱年，大部分地表水库干涸见底，其它水源无水可供的背景下，唯有地下水源能够保持持久不衰的供水能力。（3）地下水水质大多优于地表水和其它水源。在目前北方大部分地区“有河皆枯、有水皆污” 和部分地区劣质水水源供过于求的状况下，由于大部分地区地下水水质优良，地下水作为供水水源特别是生活用水水源，深受广大用户和居民的欢迎，还可以省却繁杂、昂贵的水处理工序和
11、费用。（4）开发建设地下水水源地，投入少见效快，一次投资长期受益；且一般不存在占用耕地、移民等问题，避免了因占地补偿、移民安置等带来的诸多矛盾和巨额开支。4 地下水开发对环境的不利影响如上所述，地下水开发能有利于社会经济的发展和人民生活水平的提高，对环境也能起到良好的作用。但是，如果超量开采地下水资源，并得不到应有的补给和有效的保护，那么地下水位会持续下降、水量减少和水质恶化，这不仅不利于生产，而且还会对环境产生灾害性的后果。地下水的不合理开发不仅会造成地下水资源量的减少，还会引起一系列生态环境和地质环境问题，如引起湿地萎缩和4干涸、导致天然植被衰败、海咸水入侵、土地盐碱化、加剧地下水污染、造
12、成地质灾害等。4.1 对自然环境的不利影响（1）过量开采地下水引起区域性水位下降，形成地下水超采漏斗。地下水超采漏斗的主要特征就是区域地下水位持续下降，其实质就是在整个含水层或含水层的某些地段上，由于地下水的开采量长期大于补给量，储存量被逐渐消耗，并在一定补给周期内得不到恢复的结果。20 世纪 80 年代初期，山东省平原区大部分地区开采程度较低，地下水漏斗区范围较小，1980 年全省地下水漏斗区面积 2526km2。由于 80 年代以来降水系列偏枯，使地下水补给量明显减少，部分地区地下水开采强度过大甚至超过了多年平均补给量，形成了多处的地下水漏斗区，至 2000 年全省地下水漏斗区扩大到 1.
13、66 万 km2。地下水超采漏斗是山东省平原区最为突出的环境问题，其形成历史长，波及范围广，并具有独特的活动特征，其发展还引发了一系列生态环境问题，给我省的社会经济可持续发展带来很大危害。（2）地面塌陷。主要发生在松散覆盖层较薄岩溶化石灰岩区，由于地下水位大幅下降，表层岩溶洞穴形成空洞，土体与地下水之间的力学关系突然发生了变化，第四系松散覆盖层失去原有的顶托力塌陷于洞穴内。据不完全统计，山东省已发生的地面塌陷 200 余处，大都规模较小，只有个别地段较大，一般从数平方米到数十平方米不等。（3）地面沉降、地面裂缝。主要发生在第四系松散地层孔隙水分布区，由于人为抽取地下水，导致含水层及其层间的弱透
14、水层缩水、压密，造成地面海拔高程降低。如济宁市城区水源地及其附近因局部地下水开采强度过大，引发较大幅度的地面沉降，19802000 年沉降中心区段累计沉降量达200mm, 累计沉降量大于 60mm 的范围达 90km2。（4）海水入侵、原生咸水入侵。海水入侵主要发生在莱州湾沿岸烟台市的龙口、莱州一带的滨海平原。这一带第四系含水层颗粒较粗，渗透性好。近 20 年来过量开采地下水（主要是农业开采，局部工业开采） ，造成漏斗中心区域地下水位低于海平面，形成倒比降，使海水顺着透水性较好的含水砂层倒灌到陆地，使地下水受到浸染。除此之外，烟台市的牟平、福山、青岛市的崂山、胶州、城阳等地有海水入侵；原生咸水
15、入侵发生在潍坊市北部、东营市广饶的地下水超采区，近 20 年来原生咸水向南推进，使淡水区范围缩小。从 1990 年以来全省海水入侵、原生咸水入侵面积稳定在 1000km2上下。（5）名泉断流。由于在泉域（天然条件下泉水的汇水范围及蓄水范围）内不合理地开采地下水，著名的趵突泉等济南四大泉群从 1972 年以来出现长期断流甚至连年干涸的严重局面。省内其它有名的泉水如枣庄十里泉泉群、博山神头泉群、莱芜郭娘泉群等，也因地下水开采过量等原因而长期断流干涸。（6）地下水污染加剧，水质严重恶化。地下水位下降加剧了地表污水对地下水的污染。严重污染的地表水、大范围的使用农药化肥以及生活垃圾或有害物质的随意堆放，
16、都会渗入地下，污染地下水。如山东省一些大型水源地、沿河两岸及引河灌区地下水污染严重。4.2 对社会环境的不利影响5地下水开发不当在产生以上一系列生态环境和地质环境问题的同时，对社会环境也产生了严重的影响，主要表现在对工农业生产、人民生活、城市形象、社会安定等方面的影响。（1）地下水开采条件不断恶化，给工农业生产和人民生活带来的影响。随着漏斗区地下水位不断下降，导致单井出水量锐减，使部分机井报废；同时因地下水位降低导致耗油、耗电量增加，使抽水成本大幅度提高。海咸水入侵区地下水变咸，机井报废，生活、生产必需的淡水只有从外地运进，人民生活发生了极大的困难，工农业生产遭受了巨大损失。由于生态环境严重恶
17、化，还给社会带来不稳定因素。（2）地面沉降、地裂缝、地面塌陷等地质灾害引发一系列工程地质问题。地面沉降使建筑物下沉开裂破坏、地下管网断裂、河堤裂缝、铁路、公路路基变形等，给河堤安全、交通运输、居民居住环境等带来安全隐患，对人民生命财产造成严重威胁。地面塌陷使建筑物变形、倒塌、道路塌陷、土地毁坏、井水干涸或报废、风景点破坏等，给城市的生产建设和人民生活造成了很大损失。（3）引发民事纠纷。有时因为某个水源地的投入使用，造成周边一定范围内地下水位下降，使农田灌溉受到影响，会引发民事纠纷；或两个行政区边界附近为争采地下水，也会发生矛盾，给社会带来不安定因素。（4）泉水断流使城市形象及旅游业受到影响。泉
18、城济南，因泉而立，因水而兴。位于济南城区的趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龙潭四大泉群100 多处泉水，自古长年喷涌，天然条件下多年平均涌水量 40 万 m3/d 左右，最高纪录达 95.12 万m3/d。济南以泉水喷涌壮观而驰名中外。泉城人把泉涌当作城市发展的动力，视泉水为城市的灵魂。随着城区、东郊地下水开采量的不断增加，从上世纪 60 年代后期济南泉群涌水量不断衰减。趵突泉1971 年 5、6 月份出现枯季断流，此后大多数年份泉水出现断流且断流时间增长。泉水的断流使济南名不符实，严重影响了济南的城市形象和旅游收入。几十年来，济南市政府为恢复泉水复涌投入了大量人力和物力，采取了大量的保泉供水措施，
19、包括停采市区地下水，居民生活用水改喝黄河水等。最近，在连续 3 年丰沛的降水条件下，加之济南市政府制定的封井、置采、补源、节水四项保泉措施努力下，终于在 2006 年 9 月 6 日使济南泉水成功实现了连续喷涌三周年。泉水复涌首当受益的就是济南旅游，也让济南重新充满了活力，使护城河变得更加清澈。5 结束语地下水的开发对工农业生产和社会发展起到了极大的促进作用，产生了显著的经济效益，这是有目共睹的。尤其是在地表水资源相对缺乏的山东省，地下水具有不可替代的作用。但是，由于过去一味偏重于追求经济的增长，忽视了水资源的可持续利用与水环境的保护，过量地开采地下水，引起一系列水环境问题和生态环境问题，产生严重的负效益。而水资源的短缺及水环境的恶化又将进一步制6约社会经济的可持续发展。因此，如何实现水资源与环境、社会经济的协调和谐发展，已成为 21 世纪所面临的战略性任务之一。参考文献：（1（ 中华人民共和国环境保护法.1989.12（2（ 金光炎.水文水资源分析研究.东南大学出版社.2003.9（3（ 曹万金.水资源 计算 评价 管理.海河大学出版社.1989.9作者简介：姓名：李瑜；性别：女；工作单位：山东省水文水资源勘测局；职称：高级工程师；联系地址：山东省济南市山师北街 2号；邮编：250014； E-mail 地址：；电话：0531-86974393。
