4章6节地下水污染

《4章6节地下水污染》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4章6节地下水污染（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第四章地下水质与环境1 地下水水质 2 溶质运移基本方程3 地下水污染4 地下水开采与地面沉降5 地下水开采与海水入侵6 地下水环境保护13 3 地下水污染地下水污染 1 3.1 地下水污染的概念 3.2 地下水污染源和污染物3.3 地下水污染特点 3.4 地下水污染方式和途径23.13.1 地下水污染的概念地下水污染的概念地下水污染地下水污染：凡是在人类活动的影响下，地下水质：凡是在人类活动的影响下，地下水质( (物物理性质、化学组分、生物性状理性质、化学组分、生物性状) )朝着不利于人类生活或生朝着不利于人类生活或生产的水质恶化方向发展的现象，统称为地下水污染产的水质恶化方向发展的现象，统

2、称为地下水污染判定地下水是否污染必须具备三个条件：水质朝着恶化的方向发展水质朝着恶化的方向发展这种变化是由人类活动引起的这种变化是由人类活动引起的 地下水是否污染的判别标准是地区背景值（或本底值）地下水是否污染的判别标准是地区背景值（或本底值），超过此值，即为污染，超过此值，即为污染第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染地下水污染33.2 3.2 地下水污染源和污染物地下水污染源和污染物人类活动导致进入地下水受到污染、引起水质恶化的各种物质人类活动导致进入地下水受到污染、引起水质恶化的各种物质( (溶解物或溶解物或悬浮物悬浮物) ) 称为称为地下水污染物地下水污染物污染物的

3、来源或发源地称为污染物的来源或发源地称为污染源污染源地下水污染源的分类： n按生产部分按生产部分：工业污染源，生活污染源，农业污染源等：工业污染源，生活污染源，农业污染源等n按空间特征分按空间特征分：点状污染源，线状污染源，面状污染源：点状污染源，线状污染源，面状污染源 n按存在状态分按存在状态分：固体，液体，气体，可溶混和不可溶混的污染源：固体，液体，气体，可溶混和不可溶混的污染源 n按时间特征分按时间特征分：连续污染源，间断：连续污染源，间断( (周期周期) )性污染源，瞬时污染源性污染源，瞬时污染源第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染地下水污染43.23.2 地下水

4、污染源和污染物地下水污染源和污染物地下水污染物的种类地下水污染物的种类： 1化学污染物化学污染物：最普遍的无机污染物是最普遍的无机污染物是NONO3 3- -, ,其次盐污染其次盐污染ClCl- -、硬度硬度CaCa2+2+，Mg2Mg2+ +和总溶解性固体等，微量非金属和总溶解性固体等，微量非金属AsAs、F F，微量金属微量金属CrCr、HgHg、ZnZn等等生物污染物生物污染物：三类：细菌、病毒、寄生虫；来自粪便和未经消毒的污水三类：细菌、病毒、寄生虫；来自粪便和未经消毒的污水放射性污染物放射性污染物：人为来源：核电厂，核武器试验散落物，实验室和医院用放人为来源：核电厂，核武器试验散落物

5、，实验室和医院用放射性同位素射性同位素天然来源：放射性矿床或地层天然来源：放射性矿床或地层第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染地下水污染53.33.3 地下水污染特点地下水污染特点地下水污染特点有二地下水污染特点有二： 隐蔽性隐蔽性：有时即使严重污染，也无色无味，难以鉴别有时即使严重污染，也无色无味，难以鉴别对人体影响是慢性、长期作用，不易察觉对人体影响是慢性、长期作用，不易察觉难以逆转性难以逆转性：一旦污染，很难治理和恢复；一旦污染，很难治理和恢复；原因：流速慢，交替时间长，自然净化需十几年、原因：流速慢，交替时间长，自然净化需十几年、几十年，甚至上百年几十年，甚至上百

6、年第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染地下水污染63.43.4 地下水污染方式和途径地下水污染方式和途径（1 1）地下水污染方式有两种地下水污染方式有两种： 直接污染直接污染：指地下水中的污染组分直接来源于污染源，污染组指地下水中的污染组分直接来源于污染源，污染组分在迁移过程中其化学性质保持不变分在迁移过程中其化学性质保持不变易查明污染来源和污染途径易查明污染来源和污染途径间接污染间接污染：地下水中的污染组分在污染源中含量不高或不存在，地下水中的污染组分在污染源中含量不高或不存在，是污水或固体废物淋滤液在地下水迁移过程中，经是污水或固体废物淋滤液在地下水迁移过程中，经复杂

7、的物理、化学和生物反应后的产物复杂的物理、化学和生物反应后的产物如地下水硬度升高，多以该方式产生如地下水硬度升高，多以该方式产生第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染地下水污染73.43.4 地下水污染方式和途径地下水污染方式和途径（2 2）地下水污染途径可分为地下水污染途径可分为4 4类类： 间歇入渗型间歇入渗型：呈非饱和状态的淋雨状渗流，或短期饱水状态连续渗流形式呈非饱和状态的淋雨状渗流，或短期饱水状态连续渗流形式污染源是固态，污染对象是潜水（见图污染源是固态，污染对象是潜水（见图1 1）连续入渗型连续入渗型：连续性，污染源是液态，污染对象是潜水（见图连续性，污染源是液

8、态，污染对象是潜水（见图2 2）越流型越流型特点：通过弱层转入特点：通过弱层转入（见图（见图3 3）径流型径流型地下径流形式转入，如污水河、废液井，海水入侵等地下径流形式转入，如污水河、废液井，海水入侵等( (图图4)4)第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染地下水污染83.43.4 地下水污染方式和途径地下水污染方式和途径（2 2）（图（图1 1）间歇入渗型第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染地下水污染93.43.4 地下水污染方式和途径地下水污染方式和途径（2 2）（图（图2 2）连续入渗型第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染

9、地下水污染103.43.4 地下水污染方式和途径地下水污染方式和途径（2 2）（图（图3 3）越流型第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染地下水污染113.43.4 地下水污染方式和途径地下水污染方式和途径（2 2）（图（图4 4）径流型第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染地下水污染123.43.4 地下水污染方式和途径地下水污染方式和途径（2 2）不同污染源和污染途径第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境3 3 地下水污染地下水污染13144 4 地下水开采与地面沉降地下水开采与地面沉降华北平原华北平原15华北平原潜水华北平原潜水华北平原2002年

10、10月潜水埋深分级华北平原2007年10月潜水埋深分级164 4 地下水开采与地面沉降地下水开采与地面沉降q地下水的不合理开采会破坏含水层的天然应力状态，从而导致各种环境地质灾害的发生起因起因：地下水是维持土体平衡的一个重要因素。大量开采地下水，水体从含水地下水是维持土体平衡的一个重要因素。大量开采地下水，水体从含水层孔隙中排出或使地下水压力降低，层孔隙中排出或使地下水压力降低，改变了土体原来的应力状态和平衡条件改变了土体原来的应力状态和平衡条件，致使土体结构和稳定性遭到破坏，产生各种环境地质灾害致使土体结构和稳定性遭到破坏，产生各种环境地质灾害 由于这种原因引起的地质灾害主要有：地面沉降（地

11、面建筑物、沿海潮水倒灌、管线、地铁等出现问题）地面沉降（地面建筑物、沿海潮水倒灌、管线、地铁等出现问题）岩溶地面塌陷岩溶地面塌陷地裂缝地裂缝第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境171) 1) 地面沉降地面沉降机理机理：土壤饱和时，水压力骨架支承力土壤饱和时，水压力骨架支承力上覆荷载压力相平衡上覆荷载压力相平衡过量开采承压水，水压减小，骨架压密，破坏原有水力平衡过量开采承压水，水压减小，骨架压密，破坏原有水力平衡粘性土粘性土，水压力减小使土层原有结构被破坏，并重新组合排列。这种粘，水压力减小使土层原有结构被破坏，并重新组合排列。这种粘土层的释水压密是不可逆变形，它土层的释水压密是不可逆变形，

12、它是产生地面沉降的最主要原因是产生地面沉降的最主要原因承压含水层的弹性释水系数：承压含水层的弹性释水系数：e= m( s+n w)(4-40)式中，式中， s和和 w分别分别为岩石和水的压缩系数，即单位压力变化条件下，为岩石和水的压缩系数，即单位压力变化条件下，单位土体积的变化量；单位土体积的变化量；m为含水层厚度；为含水层厚度；n为含水层孔隙率为含水层孔隙率代入代入(4-40),整理得地面沉降量：整理得地面沉降量： m= h(e mn w)第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境4 4 地下水开采与地面沉降地下水开采与地面沉降181) 1) 地面沉降地面沉降特点：特点：随水位下降而沉降，随水

13、位上升而回弹，沉降中心与漏斗中心吻合随水位下降而沉降，随水位上升而回弹，沉降中心与漏斗中心吻合实例：实例：上海市上海市地面沉降与地下水开采的关系地面沉降与地下水开采的关系时间时间日平均开采量日平均开采量104t地下水位地下水位m年均地面沉降量年均地面沉降量mm解放前解放前4.5-5.0-1024194921.4-1035195837-34105196513-19.8722.1第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境4 4 地下水开采与地面沉降地下水开采与地面沉降191) 1) 地面沉降地面沉降实例实例：华北地区华北地区华北地区华北地区：天津市：天津市7070年代中期地面沉降范围达年代中期地面沉

14、降范围达7 0007 000余平方公里，余平方公里，8080年代初市区累计最大沉降量年代初市区累计最大沉降量2 0002 000余毫米；余毫米；长江三角洲地区长江三角洲地区长江三角洲地区长江三角洲地区：上海市累计地面总沉降量达：上海市累计地面总沉降量达2 7002 700毫米；苏州、毫米；苏州、无锡、常州地区最大累计沉降量无锡、常州地区最大累计沉降量8008001 0501 050毫米；宁波、杭州、毫米；宁波、杭州、嘉兴、湛江等市也有不同程度的沉降嘉兴、湛江等市也有不同程度的沉降; ;西安市区西安市区西安市区西安市区：19831983年统计，沉降面积达年统计，沉降面积达220220平方公里，平

15、方公里，19841984年最大年最大累计沉降量达累计沉降量达942942毫米，最大沉降速率毫米，最大沉降速率123123毫米毫米/ /年年; ;台北市台北市台北市台北市：4040年代，大部分地下水自流；年代，大部分地下水自流；6161年已发现地面沉降，至年已发现地面沉降，至8484年累计沉降量年累计沉降量1 9001 900毫米，不少地区超过毫米，不少地区超过2 2米，沉降范围米，沉降范围235235平平方公里方公里 第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境4 4 地下水开采与地面沉降地下水开采与地面沉降201) 1) 地面沉降地面沉降211) 1) 地面沉降地面沉降221) 1) 地面沉降地

16、面沉降危害性危害性：一些城市面临被海淹没的危险一些城市面临被海淹没的危险 东京、曼谷、伦敦、威尼斯等东京、曼谷、伦敦、威尼斯等 加重城市防洪排涝防潮负担加重城市防洪排涝防潮负担 曼谷、上海、天津等城市，地面沉曼谷、上海、天津等城市，地面沉降，城市防洪系统降低，使积水难排，洪、潮灾害加重。如天津，降，城市防洪系统降低，使积水难排，洪、潮灾害加重。如天津，地面沉降使海河两岸防洪堤下降地面沉降使海河两岸防洪堤下降1-21-2m m，加上河道淤积，使海河泄加上河道淤积，使海河泄洪能力下降洪能力下降2/32/3，7777年年7 7月，市区暴雨积水损失月，市区暴雨积水损失2 2亿元。亿元。 造造成成建建筑

17、筑物物破破坏坏 由由于于地地面面的的不不均均匀匀沉沉降降，城城市市建建筑筑、公公路路铁铁路路、桥桥梁梁输输水水管管道道、灌灌溉溉系系统统等等遭遭到到破破坏坏，对对人人民民生生命命、财财产产安安全全、工农业生产造成巨大损失工农业生产造成巨大损失第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境4 4 地下水开采与地面沉降地下水开采与地面沉降海平面上升：气候变暖231) 1) 地面沉降地面沉降控制措施控制措施：限制地下水的开采量限制地下水的开采量 地表水人工回灌，补给地下水资源（地表水人工回灌，补给地下水资源（冬灌夏用冬灌夏用,夏灌冬用夏灌冬用) ) 调整地下水的开采层次调整地下水的开采层次, ,避免集中开

18、采避免集中开采 第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境4 4 地下水开采与地面沉降地下水开采与地面沉降242) 2) 岩溶地面塌陷岩溶地面塌陷252) 2) 岩溶地面塌陷岩溶地面塌陷概念概念：指指地地表表覆覆盖盖物物出出现现下下沉沉、开开裂裂以以至至突突然然向向下下陷陷落落，形形成成各各种种坑坑、槽槽的的地地质质现现象象，它它是是在在覆覆盖盖型型岩岩溶溶地地区区大大量量开开采采地地下水引起的一种严重的环境地质灾害下水引起的一种严重的环境地质灾害262) 2) 岩溶地面塌陷岩溶地面塌陷 原因原因：由于过量开采岩溶水，疏干或部分疏干了溶洞，或洞穴由于过量开采岩溶水，疏干或部分疏干了溶洞，或洞穴充

19、填物和水体被带出，地下水流对盖层的溶蚀和冲刷作充填物和水体被带出，地下水流对盖层的溶蚀和冲刷作用加剧，使溶岩中空洞扩大，覆盖土层的结构及其稳定用加剧，使溶岩中空洞扩大，覆盖土层的结构及其稳定性遭到破坏，受重力作用，溶洞之上的松散覆盖物塌落，性遭到破坏，受重力作用，溶洞之上的松散覆盖物塌落，地面形成坑、槽、沟等塌陷现象地面形成坑、槽、沟等塌陷现象272) 2) 岩溶地面塌陷岩溶地面塌陷特点特点：突然性，难预防，损失大突然性，难预防，损失大 举例举例：贵州水城盆地贵州水城盆地工业水源地，工业水源地，到到7979年，井周年，井周出现塌坑出现塌坑731731处，见图处，见图塌陷区塌陷区抽水井抽水井28

20、我国北方、云贵高原、广东、广西等开采岩溶水（图中蓝色）的地区，岩溶塌陷现象比较普遍29我国北方、云贵高原、广东、广西等开采岩溶水的地区，岩溶塌陷现象比较普遍302) 2) 岩溶地面塌陷岩溶地面塌陷地下水超采是地下水超采是地面塌陷的重地面塌陷的重要原因要原因312) 2) 岩溶地面塌陷岩溶地面塌陷控制措施控制措施系统调查岩溶发育状况，评价岩溶塌陷危险性，确定地系统调查岩溶发育状况，评价岩溶塌陷危险性，确定地下水开采合理方案下水开采合理方案采水井设置合理的采水井设置合理的过滤器过滤器装置，避免或减少土粒进入井装置，避免或减少土粒进入井内被水带走；内被水带走；水位降深水位降深不要快速大幅下降不要快速

21、大幅下降，特别是从基岩面以上快速，特别是从基岩面以上快速下降到基岩面以下；下降到基岩面以下；岩溶水位岩溶水位不要骤停骤降不要骤停骤降，特别是地下水位在基岩面附近，特别是地下水位在基岩面附近上下波动上下波动合理控制水位降深值，将降深值控制在合理控制水位降深值，将降深值控制在“临界值临界值”以内以内要注意进行地下水动态观测要注意进行地下水动态观测323) 3) 地裂缝地裂缝333) 3) 地裂缝地裂缝343) 3) 地裂缝地裂缝自自20世纪世纪60年代在河北邯郸发现地裂缝以来，海河流域年代在河北邯郸发现地裂缝以来，海河流域平原区已发现地裂缝平原区已发现地裂缝200多条，主要分布在天津、唐山、多条，

22、主要分布在天津、唐山、保定、廊坊等地区，其规模由长达数米到保定、廊坊等地区，其规模由长达数米到500米，最长达米，最长达数千米。河北省柏乡县地裂缝，始发于数千米。河北省柏乡县地裂缝，始发于1996年，到目前年，到目前为止，这个地裂缝已长达为止，这个地裂缝已长达8000米，可见深度为米，可见深度为1.5米，宽米，宽度为半米以上，且深度和宽度仍在扩大（度为半米以上，且深度和宽度仍在扩大（2006年资料）；年资料）；海河流域平原区地裂缝主要由构造裂缝、塌陷伴生裂缝、海河流域平原区地裂缝主要由构造裂缝、塌陷伴生裂缝、地面沉降裂缝和脱水干裂缝类型组成。其中，开采地下地面沉降裂缝和脱水干裂缝类型组成。其中

23、，开采地下水引起地面不均匀性沉降，产生水引起地面不均匀性沉降，产生地面沉降裂缝地面沉降裂缝；地下水；地下水位大幅度下降，产生了位大幅度下降，产生了脱水干裂缝脱水干裂缝35图中粉红色的为超采区365 5地下水开采与地下水开采与海海( (咸咸) )水入侵水入侵海水入侵海水入侵沿海沿海咸水入侵咸水入侵内陆内陆37地下水开采与地下水开采与海海水入侵水入侵海水入侵是指沿海地带海水侵入地下水含海水入侵是指沿海地带海水侵入地下水含水层，并发生海水补给地下水的现象水层，并发生海水补给地下水的现象无抽水无抽水无抽水无抽水地下水面地下水面地下水面地下水面海洋海洋海洋海洋海平面海平面海平面海平面淡水淡水淡水淡水咸水

24、咸水咸水咸水平衡平衡平衡平衡38地下水开采与海水入侵地下水开采与海水入侵海水入侵是指沿海地带海水侵入地下水含海水入侵是指沿海地带海水侵入地下水含水层，并发生海水补给地下水的现象水层，并发生海水补给地下水的现象地下水面地下水面地下水面地下水面海洋海洋海洋海洋淡水淡水淡水淡水海平面海平面海平面海平面咸水咸水咸水咸水抽水后抽水后抽水后抽水后39BrackishWaterBrackishWaterFreshWaterFreshWater地下水开采与海水入侵地下水开采与海水入侵海水入侵是指沿海地带海水侵入地下水含海水入侵是指沿海地带海水侵入地下水含水层，并发生海水补给地下水的现象水层，并发生海水补给地下

25、水的现象地下水面地下水面地下水面地下水面海洋海洋海洋海洋淡水淡水淡水淡水咸水咸水咸水咸水持续抽水导致海持续抽水导致海持续抽水导致海持续抽水导致海( (咸咸咸咸) )水入侵水入侵水入侵水入侵40地下水开采与海水入侵地下水开采与海水入侵n n海海海海水水水水入入入入侵侵侵侵发发发发展展展展机机机机理理理理：滨滨海海含含水水层层在在海海岸岸线线处处与与海海水水接接触触，当当抽抽水水量量超超过过补补给给量量时时，淡淡水水水水位位下下降降，海海水水进进入入含含水水层，并逐步向内陆推进，直至达到新的平衡层，并逐步向内陆推进，直至达到新的平衡n滨滨海海含含水水层层的的咸咸淡淡水水界界面面：天天然然条条件件下

26、下，地地下下水水位位高高于于海海平平面面，水水力力梯梯度度朝朝向向海海洋洋，淡淡水水向向海海洋洋排排泄泄，咸咸淡淡水水之间保持一平衡的界面之间保持一平衡的界面n海水入侵的原因：海水入侵的原因：过量开采地下水导致咸淡水界面上移；过量开采地下水导致咸淡水界面上移；以及温室效应使全球气候变暖，极地冰雪融化，导致海以及温室效应使全球气候变暖，极地冰雪融化，导致海平面上升平面上升41 海水入侵现象1几种典型的咸淡水界面示意图（假定界面为突变界面）几种典型的咸淡水界面示意图（假定界面为突变界面） 42海水入侵现象1n静止条件下咸淡水界面的关系静止条件下咸淡水界面的关系天然条件下，天然条件下，海水相对静止海

27、水相对静止，淡水，淡水也可认为是按静水压强分布（见左也可认为是按静水压强分布（见左图）图）在海平面以下、深度为在海平面以下、深度为h hs s的咸的咸淡水界面上，有平衡关系：淡水界面上，有平衡关系： s sh hs s= = f f( (h hs s+ +h hf f) )， 即即 h hs s= f f /( /( s s- - f f)h hf f =1/(1.0251/(1.025- - 1) 1)h hf f =40 =40h hf fl这说明，在离海岸任何距离处，稳这说明，在离海岸任何距离处，稳定咸淡水界面在海平面以下的深度定咸淡水界面在海平面以下的深度为海平面以上淡水深度的为海平面

28、以上淡水深度的4040倍倍hs = 40hf =143海水入侵现象1n静止条件下咸淡水界面的关系（假定界面突变）静止条件下咸淡水界面的关系（假定界面突变）开开采采条条件件下下，当当开开采采量量大大于于天天然然补补给给量量，地地下下水水位位降降低低，破破坏坏原原稳定界面，界面向陆地推移稳定界面，界面向陆地推移海水入侵含水层海水入侵含水层 根根据据关关系系 h hs s = = 40 40 h hf f ，若若沿沿海海潜潜水水含含水水层层水水位位普普遍遍下下降降1 1m m，则咸淡水界面将相应上升则咸淡水界面将相应上升4040m m 44地下水开采与海水入侵地下水开采与海水入侵例子例子185518

29、55年开始，英国、德国、荷兰、日本都有海水入侵的报道；年开始，英国、德国、荷兰、日本都有海水入侵的报道；美美国国加加利利福福尼尼亚亚州州的的滨滨海海地地区区，19441944年年地地下下水水尚尚处处于于海海平平面面以以上上7.237.23m m，由由于于过过量量开开采采，使使水水位位降降至至海海平平面面以以下下5.25.2m m，引引起起严严重重的的海海水水倒倒灌灌，咸咸水水入入侵侵沿沿海海的的1313个个含含水水层层，使使灌灌溉溉水水质质严严重重恶恶化化，541054104 4亩良田变为盐碱地；亩良田变为盐碱地；辽辽东东半半岛岛的的大大连连市市，6969年年海海水水入入侵侵面面积积4.24.

30、2kmkm2 2；8686年年200200kmkm2 2 ，胶胶东东半半岛岛的的莱莱州州湾湾地地区区, ,9595年年底底海海水水入入侵侵面面积积达达到到970970kmkm2 2，其其入入侵侵速速度度由由每每年年数数十十米米发发展展到到每每年年的的数数百百米米，造造成成区区域域环环境境的的破破坏坏和和生生态系统的失衡态系统的失衡 45中国海水入侵1964年在大连发现海水入侵环渤海地区最严重山东省最突出莱州湾很有名46海水入侵的控制措施海水入侵的控制措施减少地下水开采减少地下水开采，控制含水层水位下降，控制含水层水位下降，确保开采量小于含水层的补给量确保开采量小于含水层的补给量已入侵的地区，采

31、用已入侵的地区，采用人工回灌人工回灌，增大地下，增大地下水补给量水补给量利用水利工程利用水利工程拦蓄拦蓄降雨和地表径流降雨和地表径流阻隔咸水：阻隔咸水：平行海岸线设一排平行海岸线设一排回灌井（或回灌井（或抽水）抽水），防止海水入侵，防止海水入侵 地下水开采与海水入侵地下水开采与海水入侵地下水开采与海水入侵地下水开采与海水入侵47海水入侵对策：阻隔咸水海水入侵对策：阻隔咸水阻隔咸水阻隔咸水方法是指运用防渗帷幕方法、注水方法是指运用防渗帷幕方法、注水帷幕方法、抽水帷幕方法或其组合方法阻隔地下帷幕方法、抽水帷幕方法或其组合方法阻隔地下淡水与咸水的联系，从而达到保护地下淡水目的。淡水与咸水的联系，从而

32、达到保护地下淡水目的。不经济，而且影响生态景观不经济，而且影响生态景观防渗帷幕防渗帷幕48海水入侵对策：阻隔咸水海水入侵对策：阻隔咸水注水帷幕49海水入侵对策：阻隔咸水海水入侵对策：阻隔咸水抽水帷幕：如我国莱州湾潮间带抽咸养殖，综合防治开发50地下水开采与海水入侵地下水开采与海水入侵合理开采地下水不仅是指在沿海地带要严格控制合理开采地下水不仅是指在沿海地带要严格控制地下水开采量，使开采量小于补给量，以保持地地下水开采量，使开采量小于补给量，以保持地下水对海水的下水对海水的正向水力坡度正向水力坡度；还指要结合当地自然条件优化开采布局和开采方还指要结合当地自然条件优化开采布局和开采方案、改进开采方

33、法；严禁在淡、咸接壤之处布井案、改进开采方法；严禁在淡、咸接壤之处布井开采，取水点尽可能远离海岸、尽量分散取水、开采，取水点尽可能远离海岸、尽量分散取水、且避开海水入侵通道等且避开海水入侵通道等海水入侵的控制措施海水入侵的控制措施51地下水开采与地下水开采与咸咸水入侵水入侵华北平原及沿海咸水入侵咸水淡水52地下水开采与地下水开采与咸咸水入侵水入侵西北内陆地区咸水入侵实例西北内陆地区咸水入侵实例_腰坝井灌区咸水入侵问题腰坝井灌区咸水入侵问题：l位于腾格里沙漠东缘、贺兰山西侧山前倾斜平原细土带，是内蒙古位于腾格里沙漠东缘、贺兰山西侧山前倾斜平原细土带，是内蒙古阿拉善左旗重要粮草料基地，井灌面积阿拉

34、善左旗重要粮草料基地，井灌面积4万亩。万亩。干旱少雨，年降水干旱少雨，年降水量量185mm，蒸发，蒸发2256mm，无常年性地表径流只有季节性洪水、地，无常年性地表径流只有季节性洪水、地下水是唯一的灌溉水源下水是唯一的灌溉水源l浅层潜水埋深浅层潜水埋深1250m，地下水主要补给源为东部山区降水入渗侧，地下水主要补给源为东部山区降水入渗侧向补给。位于灌区西南部的陶苏湖向补给。位于灌区西南部的陶苏湖(干湖、地下水位埋深干湖、地下水位埋深2.4m)是区是区域地下水和地表洪水的排水基准；域地下水和地表洪水的排水基准；l自自1970年大规模开采地下水以来，灌区中部降落漏斗深度达年大规模开采地下水以来，灌

35、区中部降落漏斗深度达11m，地下水水质逐年变坏，变化速率为地下水水质逐年变坏，变化速率为146mgL.a，变化特点是从西南，变化特点是从西南向东北水质由坏到好，也就是向东北水质由坏到好，也就是西南陶苏湖区高矿化潜水逐渐向东北西南陶苏湖区高矿化潜水逐渐向东北灌区扩展入侵灌区扩展入侵，过去，过去23gL的矿化带已变为的矿化带已变为34gL矿化带矿化带53地下水开采与地下水开采与咸咸水入侵水入侵西北内陆地区咸水入侵实例西北内陆地区咸水入侵实例_民勤灌区咸水入侵问题民勤灌区咸水入侵问题：位于河西内陆区石羊河下游冲湖积细土平原位于河西内陆区石羊河下游冲湖积细土平原由于长期大量开采地下水，使地下水位下降由

36、于长期大量开采地下水，使地下水位下降0.56m，由，由此改变了地下水的补给径流条件，造成地下水倒流，使此改变了地下水的补给径流条件，造成地下水倒流，使北部高矿化咸水南侵灌区。特别是由于中上游水资源利北部高矿化咸水南侵灌区。特别是由于中上游水资源利用率的提高，减少了对下游的补给，更加剧了北部威水用率的提高，减少了对下游的补给，更加剧了北部威水向南部的入侵，使灌区地下水质急剧恶化；向南部的入侵，使灌区地下水质急剧恶化；19791988年，民勤盆地南部地下水矿化度增加了年，民勤盆地南部地下水矿化度增加了0.51.77gL，盆地北部增加了，盆地北部增加了0.45.57gL无论是河西走廊，还是天山南北、

37、喀什平原，类似问题无论是河西走廊，还是天山南北、喀什平原，类似问题很多很多54地下水开采与地下水开采与咸咸水入侵水入侵西北内陆地区咸水入侵实例西北内陆地区咸水入侵实例_城市水源地咸水入侵城市水源地咸水入侵兰州市兰州市：城市用水量三分之一依靠地下水。地下水主要开采层为城市用水量三分之一依靠地下水。地下水主要开采层为断陷盆地上部潜水，由于大量开采地下水，造成兰州市断陷盆地上部潜水，由于大量开采地下水，造成兰州市“三滩三滩”水源地地下水位大幅度下降。水源地地下水位大幅度下降。1991年一年迎门年一年迎门滩滩年平均水位下降年平均水位下降8.08m马滩马滩5.13m，崔家大滩，崔家大滩8.80m。地。地

38、下水位下降之快是多年来罕见的；下水位下降之快是多年来罕见的；由于地下水位急速下降，造成南部山区高矿化咸水入侵由于地下水位急速下降，造成南部山区高矿化咸水入侵城市，入侵水源地城市，入侵水源地，使水源地水质急剧恶化，使水源地水质急剧恶化55四、四、 地下水开采与海地下水开采与海( (咸咸) )水入侵水入侵西北内陆地区咸水入侵实例西北内陆地区咸水入侵实例_咸水入侵咸水入侵水井水井在西北内陆第三系地层分布区常埋藏有苦在西北内陆第三系地层分布区常埋藏有苦咸水含水层，这层地下水部具有承压性这咸水含水层，这层地下水部具有承压性这些地区往往是缺水区。当水井凿穿通过咸些地区往往是缺水区。当水井凿穿通过咸水层时，

39、井水便受到这层成水的侵入污染，水层时，井水便受到这层成水的侵入污染，使井水变坏使井水变坏56四、四、 地下水开采与海地下水开采与海( (咸咸) )水入侵水入侵西北内陆地区咸水入侵西北内陆地区咸水入侵原因原因自然原因：自然原因：内陆区地下水质在山区具有垂直分带现象，在平原区内陆区地下水质在山区具有垂直分带现象，在平原区具有水平分带特征。山区由高到底，随降雨减小，水具有水平分带特征。山区由高到底，随降雨减小，水质逐渐变咸。山前洪积、冲积平原在水平方向随地下质逐渐变咸。山前洪积、冲积平原在水平方向随地下水埋深的减小，水质逐渐变咸；水埋深的减小，水质逐渐变咸；内陆区有很多湖泊，经长期蒸发浓缩多数变为咸

40、水湖；内陆区有很多湖泊，经长期蒸发浓缩多数变为咸水湖；人为原因人为原因人类活动是造成地下咸水入侵淡水的主要原因。地下人类活动是造成地下咸水入侵淡水的主要原因。地下水位下降，改变了原有的补给条件，由咸水补给淡水水位下降，改变了原有的补给条件，由咸水补给淡水57地下水开采与地下水开采与咸咸水入侵水入侵西北内陆地区咸水入侵西北内陆地区咸水入侵对策对策了解地下水开采区及其周围水文地质条件，水化学水质分布情了解地下水开采区及其周围水文地质条件，水化学水质分布情况，从设计建设、开采地下水初期就注意况，从设计建设、开采地下水初期就注意避开咸水影响避开咸水影响地下淡水开采降深，应地下淡水开采降深，应以周围咸水

41、不入侵淡水的降深以周围咸水不入侵淡水的降深作为控制作为控制降深；降深；在开采第三系地下水时，如果出现在开采第三系地下水时，如果出现苦咸水苦咸水问题，一定要仔细分问题，一定要仔细分析研究，封闭咸水层对水井灌水的入侵和危害；析研究，封闭咸水层对水井灌水的入侵和危害；要要综合利用地表水和地下水资源综合利用地表水和地下水资源：大量高效开发利用地表水：大量高效开发利用地表水势必减少地下水补给量，造成下游地下咸水向上游推移形成咸势必减少地下水补给量，造成下游地下咸水向上游推移形成咸水入侵水入侵586地下水环境保护地下水环境保护6.16.1 污染源调查6.26.2 地下水水质监测6.3 6.3 地下水污染的

42、防治措施6.4 6.4 污染含水层的治理第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境596.1 污染源调查（1） 11.工业废水和城市生活污染源调查工业废水和城市生活污染源调查排污系统的调查排污系统的调查排污系统的调查排污系统的调查（管线的布局、材料、质量、埋藏深度、所（管线的布局、材料、质量、埋藏深度、所通过的岩性；废水来源；废水排放量：通过的岩性；废水来源；废水排放量：一般通过访问，重点厂矿应实一般通过访问，重点厂矿应实进行实地测量进行实地测量）污染物排放量计算污染物排放量计算污染物排放量计算污染物排放量计算: Mi=Qci其中：其中：Mi第第i 种污染物的排放量；种污染物的排放量；Q工业废水

43、的平均排放量；工业废水的平均排放量；Ci第第i 种污染物的平均排放浓度。种污染物的平均排放浓度。工业废渣及生活垃圾调查工业废渣及生活垃圾调查工业废渣及生活垃圾调查工业废渣及生活垃圾调查（废渣及垃圾的类别、堆放处理（废渣及垃圾的类别、堆放处理方式、压实程度和含水量；堆放地点、范围、年堆放率、地层、方式、压实程度和含水量；堆放地点、范围、年堆放率、地层、岩性及渗漏情况）岩性及渗漏情况）6 6 地下水环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境606.1 污染源调查（2）2.2.农业污染源调查农业污染源调查调查内容调查内容农药农药使用情况，包括农药品种、使用量、使用年限等；使用情况

44、，包括农药品种、使用量、使用年限等；化肥化肥使用情况，包括化肥品种、施肥方式、施用时间、单位面积使用情况，包括化肥品种、施肥方式、施用时间、单位面积施肥量等；施肥量等；污水灌溉污水灌溉情况，包括污水成分、污灌范围、污灌次数及污灌量等。情况，包括污水成分、污灌范围、污灌次数及污灌量等。3.3.环境污染源调查环境污染源调查调查内容调查内容河段、排水沟渠、渗坑渗井及废矿坑渗漏量及污染物品种和浓度；河段、排水沟渠、渗坑渗井及废矿坑渗漏量及污染物品种和浓度；大气降水的污染物质、降雨量和降雨特征；大气降水的污染物质、降雨量和降雨特征；海水入侵面积及分布海水入侵面积及分布6 6 地下水环境保护地下水环境保护

45、第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境616.2 地下水水质监测 1 1.1.地下水污染分布特点：地下水污染分布特点：点状污染、线状污染、椭圆状污染、面状污染点状污染、线状污染、椭圆状污染、面状污染2.2.观测网的布置视地下水污染状况而异观测网的布置视地下水污染状况而异点状污染点状污染点状污染点状污染特点：渗透性较差，污染范围小；监测点应布置在源附近较小特点：渗透性较差，污染范围小；监测点应布置在源附近较小范围范围椭圆状污染椭圆状污染椭圆状污染椭圆状污染特点：渗透性较好，扩散迅速，平面分布近似椭圆（特点：渗透性较好，扩散迅速，平面分布近似椭圆（图图1 1）监测点应分别平行和垂直于地下水流向布

46、置，控制住污染带范监测点应分别平行和垂直于地下水流向布置，控制住污染带范围围6 6 地下水环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境62椭圆状污染带监测点的布置椭圆状污染带监测点的布置 1 6 6 地下水环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境636.2 地下水水质监测 1 2.2.观测网的布置视地下水污染状况而异观测网的布置视地下水污染状况而异线状污染线状污染特点：排污河道渗漏所致（特点：排污河道渗漏所致（图图2 2）；垂直于河渠布置）；垂直于河渠布置若干观测断面。若干观测断面。面状污染面状污染特点：污灌、农田施肥等污染，面积大；监测点网应特点：污灌

47、、农田施肥等污染，面积大；监测点网应近似均匀布置近似均匀布置6 6 地下水环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境64线状污染带监测点的布置线状污染带监测点的布置 1 6 6 地下水环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境返回返回656.3 地下水污染的防治措施（1） 11.1.减少污染物的措施减少污染物的措施改进生产工艺技术，减少改进生产工艺技术，减少“三废三废”的排放量；的排放量；对废水进行无害化处理，严禁未经处理的污水向地下排放；对废水进行无害化处理，严禁未经处理的污水向地下排放；利用高效、低毒农药，减轻农药污染利用高效、低毒农药，减轻农药污染

48、2.2.防止污水入渗的措施防止污水入渗的措施认真选择废料堆放地，修建防渗建筑物；认真选择废料堆放地，修建防渗建筑物；保持下水道的封闭性；保持下水道的封闭性；堵塞和截流已污染水体的扩散堵塞和截流已污染水体的扩散3.3.合理布局的措施合理布局的措施排污量大的工矿企业要远离地面水体和地下水补给区；排污量大的工矿企业要远离地面水体和地下水补给区；深埋处理要仔细研究地质和水文地质条件；深埋处理要仔细研究地质和水文地质条件；污灌只适合于包气带厚、透水性差的土层，并严格控制定额污灌只适合于包气带厚、透水性差的土层，并严格控制定额6 6 地下水环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境66

49、6.3 地下水污染的防治措施（2） 14.4.饮用水源地要设置卫生防护带饮用水源地要设置卫生防护带戒严带：戒严带：取水构筑物附近取水构筑物附近3030m m，不得堆放污染源；不得堆放污染源；限制带：限制带：戒严带以外抽水影响半径以内，禁用污灌和剧毒农药，戒严带以外抽水影响半径以内，禁用污灌和剧毒农药，不得修建厕所、粪坑、垃圾坑、污水管道，不得破坏深层土壤；不得修建厕所、粪坑、垃圾坑、污水管道，不得破坏深层土壤；监视带：监视带：如限制带内存在潜在污染源，要对其进行监视，并进行如限制带内存在潜在污染源，要对其进行监视，并进行流行病学观察，以便及时采取治理措施流行病学观察，以便及时采取治理措施5.5

50、.地下水过量开采地区的保护措施地下水过量开采地区的保护措施原则：原则：增大补给，减少开采增大补给，减少开采地下水人工补给地下水人工补给：利用水井回灌，利用河床、水库、坑塘等入渗：利用水井回灌，利用河床、水库、坑塘等入渗地下水与地表水联合运用：地下水与地表水联合运用：忙时抽用，闲时渗补忙时抽用，闲时渗补调整开采井的布局：调整开采井的布局：垂向调整开采层位，平面采用水井轮休垂向调整开采层位，平面采用水井轮休6 6 地下水环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境676.4 被污染含水层的治理 1 6.4.1 化学处理法 6.4.2 生物处理法6.4.3 抽水净化法6 6 地下水

51、环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境686.4.1 化学处理法处理前的准备及要求处理前的准备及要求投放试剂前，先在注入井周围或污染带界面上设置暗坝；投放试剂前，先在注入井周围或污染带界面上设置暗坝；试剂必须针对要清除的污染物；试剂必须针对要清除的污染物；试剂本身或化学反应生成物不应带有任何毒性试剂本身或化学反应生成物不应带有任何毒性成功的化学处理法：成功的化学处理法：用高锰酸钾清除砷用高锰酸钾清除砷（氧化条件下形成砷的化合物沉淀）（氧化条件下形成砷的化合物沉淀）用臭氧处理污染含水层用臭氧处理污染含水层臭氧形成分解石油的微生物生长环境，减少溶解有机酸臭氧形成分解石油的微

52、生物生长环境，减少溶解有机酸( (DOC)DOC)含量，含量，促使氰分解促使氰分解 氧化还原条件下去除铁锰氧化还原条件下去除铁锰向含水层注入氧气，形成高氧化还原电位和高向含水层注入氧气，形成高氧化还原电位和高pHpH值，使铁、锰离值，使铁、锰离子被氧化而沉淀子被氧化而沉淀4 4 被污染含水层的治理被污染含水层的治理6 6 地下水环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境696.4.2 生物处理法1原理原理根据微生物可以分解地下水中某些有机成分的特点，在含水层中创根据微生物可以分解地下水中某些有机成分的特点，在含水层中创造微生物生长和繁殖的物理及化学条件，或向含水层中引入菌种

53、，造微生物生长和繁殖的物理及化学条件，或向含水层中引入菌种，促使含水层中微生物的生长和繁殖，用它们吞噬和分解含水层中的促使含水层中微生物的生长和繁殖，用它们吞噬和分解含水层中的污染物质，达到净化的目的污染物质，达到净化的目的优点优点运行费用低，处理效率高，应用范围广，尤其在清除碳水化合物和运行费用低，处理效率高，应用范围广，尤其在清除碳水化合物和其它有机物时效果明显其它有机物时效果明显缺点缺点对有些有机物不适用；微生物的繁殖使地下水的色、味发生异常；对有些有机物不适用；微生物的繁殖使地下水的色、味发生异常；培养液注入产生新的污染问题；净化的含水层往往不能持续很长培养液注入产生新的污染问题；净化

54、的含水层往往不能持续很长4 4 被污染含水层的治理被污染含水层的治理6 6 地下水环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环境地下水质与环境706.4.3 抽水净化法原理原理若含水层污染范围已查清，污染源已得到控制，可在污若含水层污染范围已查清，污染源已得到控制，可在污染区内合理布置抽水井，将受污染的水排出地表进行处染区内合理布置抽水井，将受污染的水排出地表进行处理，或经地表处理使污染物浓度降低到一定标准后再重理，或经地表处理使污染物浓度降低到一定标准后再重新注入地下，或利用抽出的污水进行灌溉新注入地下，或利用抽出的污水进行灌溉 6 6 地下水环境保护地下水环境保护第四章第四章地下水质与环

55、境地下水质与环境71第四章第四章复习内容复习内容1地下水水质地下水水质地下水的化学成分：（地下水的化学成分：（8大离子，大离子，4种气体，微量元素等）种气体，微量元素等）地下水的物理化学作用（吸附，沉淀和溶解，放射性衰变，机械过滤）地下水的物理化学作用（吸附，沉淀和溶解，放射性衰变，机械过滤）2溶质运移基本方程溶质运移基本方程掌握对流、机械弥散、分子扩散、水动力弥散的概念掌握对流、机械弥散、分子扩散、水动力弥散的概念了解饱和与非饱和介质中溶质运移的基本方程及各项的物理含义；了解饱和与非饱和介质中溶质运移的基本方程及各项的物理含义；了解书中所列几种边界条件的物理概念了解书中所列几种边界条件的物理概念3地下水污染地下水污染地下水污染的概念，地下水污染源的分类，工业污染和农业污染的特点和途径地下水污染的概念，地下水污染源的分类，工业污染和农业污染的特点和途径4和和5地面沉降和海水入侵的危害产生的原因、危害及对应措施？地面沉降和海水入侵的危害产生的原因、危害及对应措施？6地下水环境保护地下水环境保护如何针对不同的地下水污染状况来布置地下水观测网？如何针对不同的地下水污染状况来布置地下水观测网？72