人类对环境的保护归根结底是基于保护地球上日益枯竭的资源,保护人类生存发展的最起码条件——保护水资源首当其冲。下面笔者就现代生产和生活中如何保护水资源谈一些粗浅的认识。 首先,要树立惜水意识,开展水资源警示教育。长期以来,大多数人们普遍认为水是取之不尽,用之不竭的“聚宝盆”,使用中挥霍浪费,不知道自觉珍[被屏蔽广告]惜。其实,地球上水资源并不是用之不尽的,尤其是我国的人均水资源量并不丰富,地区分布也不均匀,而且年内变化莫测,年际差别很大,再加上污染严重,造成水资源更加紧缺的状况,黄河水多处多次断流就是生动体现。国家启动“引黄工程”、“南水北调”等水资源利用课题,目的是解决部分地区水资源短缺问题,但更应引起我们深思:黄河水枯竭时到哪里“引黄”?南方水污染了如何“北调”?所以说,人们一定要建立起水资源危机意识,把节约水资源作为我们自觉的行为准则,采取多种形式进行水资源警示教育。 其次,必须合理开发水资源,避免水资源破坏。水资源的开发包括地表水资源开发和地下水资源开发。水资源属于国家所用,因此,生产和生活用水的开发必须遵守《中华人民共和国水法》的有关规定,作到全面规划,统筹兼顾。在开采地下水的时候,由于各含水层的水质差异较大,应当分层开采;对已受污染的潜水和承压水不得混合开采;对揭露和穿透水层的勘探工程,必须按照有关规定严格做好分层止水和封孔工作,有效防止水资源污染,保证水体自身持续发展。 现代水利工程,如防洪、发电、航运、灌溉、养殖供水等在发挥一种或多种经济效益的同时,对工程所在地、上下游、河口乃至整个流域的自然环境和社会环境都会产生一定的负面影响,也可能造成一定范围内水资源破坏,因此,自20世纪70年代以来,许多国家对水利工程进行环境评价。我国要求在水利工程可行性研究阶段即进行环境评价,大型工程和一般中型工程要编写环境影响报告,对环境影响较小的中型工程和小型工程要编写环境影响评价表。另外,一些采矿行业对水资源的破坏不容忽视,如煤炭开采中每采一吨煤要排漏0.88立方米水,按我省年采煤3亿吨计算,每年仅因采煤损失地下水资源高达2.5亿立方米,并对地下水体地质构造造成极大的破坏。又如,无限度的乱砍乱伐,造成植被严重破坏,对水土保湿及水资源的地表埋藏也会造成一定的影响。 第三,提高水资源利用率,减少水资源浪费。有效节水的关键在于利用“中水”,实现水资源重复利用。如果中水利用能在全社会范围内通行,不仅能带来可观的经济效益和环境效益,又能令社会形成一种珍惜水资源的良好风气。目前,许多大中型企业已经开发利用中水,如霍州煤电集团各个矿井都利用中水返回井下洒水和地面冲厕,取得了良好的经济和社会效益。另外,利用经济杠杆调节水资源的有效利用。由于水管理不到位,很多地方有长流水现象发生,而有些地方会“捧碗祈天”,因此,必须安装有效的水计量装置,执行多用水多计费的原则,达到节约用水的目的。城市用水定额管理是国际上通行的办法,它是在科学核定用水量的前提下,坚持分类对待的原则,市民生活用水、工商企业用水、机关事业团体用水实行不同的水价,定额内平价,超额部分适当加价,以培养公民节约用水的习惯。 在节约用水资源的同时应避免无效浪费。北方的冬季,水管很容易冻裂,造成严重的漏水,应特别注意预防和检查;随着社会经济的发展和城市化进程的加快,为了缓解水资源紧张的情况,除了大力抓好节约和保护水资源工作外,跨流域调水已经成为我国北方城市的必然选择,跨流域调水必然带来水资源供需关系的变化,所以水权交易必在实行;由于我国一直实行“福利水”制度,水没有被当作一种经济商品对待,所以,在水资源的配制上,市场机制通常被管制方法所替代,当前应当转变观念,认识到水资源的自然属性和商品属性,遵循自然规律和价值规律,确实把水作为一种商品,合理应用市场机制配置水资源,减少资源浪费。 第四、进行水资源污染防治,实现水资源综合利用。水体污染包括地表水污染和地下水污染两部分,生产过程中产生的工业废水、工业垃圾、工业废气、生活污水和生活垃圾都能通过不同渗透方式造成水资源的污染,长期以来,由于工业生产污水直接外排而引起的环境事件屡见不鲜,它给人类生产、生活带来极坏影响,因此,应当对生产、生活污水进行有效防治。在城市可采取集中污水处理的途径;工业企业必须执行环保“三同时”制度;生产污水据其性质不同采用相应的污水处理措施。总之,我们必须坚决执行水污染防治的监督管理制度,必须坚持谁污染谁治理的原则,严格执行环保一票否决制度,促进企业污水治理工作开展,最终实现水资源综合利用。 水是地球生物赖以存在的物质基础,水资源是维系地球生态环境可持续发展的首要条件,因此,保护水资源是人类最伟大、最神圣的天职
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水,滋润万物,与人们的生产生活息息相关。水是甘甜的。但有时又是苦涩的;水是宝贵的,但有时它又泛滥成灾;水是清冽的,但在一些地方它却变得污浊不堪;一切生物都离不开水,但在一些特别需要水的地方,它却变得那样吝啬……面对我们日日不可或缺的生命之源一-水,我们知道的到底有多少? ●人均水资源占有量十分有限 据世界银行1998年对132个国家的统计,我国水资源总量占世界第4位,但人均水资源占有量却排到了82位。按照国际标准,人均水资源量2000立方米为严重缺水边缘,人均1000立方米为人类生存起码要求。目前我国有15个省、区、市人均水资源严重低于缺水线,有7个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、辽宁、江苏)人均水资源量低于生存的起码要求。 ●水污染程度严重,损失巨大 据水利部对全国700余条河流约10万公里河长开展的水资源质量评价,河长受到污染;的河长严重污染,水体己丧失使用价值。90%以上的城市水域污染严重。 在全国七大流域中,太湖、淮河、黄河流域均有70%以上的河段受到污染;海河、松辽河流域污染也相当严重,污染河段占60%以上,全国有1/4的人口饮用不符合卫生标准的水。水污染直接影响着我国民众生活、生存环境。 ●河湖萎缩,黄河断流 黄河从1972年开始出现断流到1998年的27年间,黄河利津站共有21年发生断流,断流频率已达四年五断,共计断流1050天,平均每个断流年份50天,其中1997年断流226天,断流河段长达704公里,占下游河段总长的90%。 海河流域中下游平原地区的河流基本干涸,河口淤积加剧,生态环境破坏严重。由于径流剧减,城镇排出的污水得不到稀释.形成不少污水河,被形象地称为:"无河不干,有水则污。" 调查表明,近30年来,我国湖泊水面面积已缩小了30%。 ●西北地区水环境恶劣 目前,我国西北干旱、半干旱地区湖泊于涸现象十分严重,部分湖泊含盐量和矿化度明显升高,特别是西北湖泊咸化趋势更为明显。新疆博斯腾湖,由于上游修建灌溉工程,导致人湖水量锐减,含盐高的灌区退水又不断入湖,因此,该湖在短短的10多年内就由淡水湖演变成咸水湖,湖水矿化度上升了6倍,水面减少120平方公里,水位降低米。素有"绿色迷宫"之称的准噶尔盆地西部的艾比湖,因60年代在湖区毁林开荒,70年代截流断水,至今艾比湖湖面已由过去的1300平方公里减至600平方公里,干涸的湖盆已沦为盐漠。曾为我国历史上最大的咸水湖--罗布泊也已干涸。 ●湿地面积萎缩,生态蜕化 由于人口增长,耕地扩大,生态类型擅变,我国湿地面积严重萎缩。北大荒的连年垦荒使这块我国最大的湿地面积缩小了60%,三江平原的湿地面积已由建国初期的443万公顷下降到190万公顷。如不采取紧急保护措施,十几年内三江平原的湿地将丧失殆尽。 ●南方围湖造田后果严重 围湖造田是导致南方湖泊面积萎缩的首要原因。曾经蔚为壮观的江汉湖群因围垦而消失湖泊983个,面积减少2041平方公里,目前仅存湖泊83个,浩浩荡荡的800里洞庭在不到40年的时间内,围垦面积达226万亩,淤积与围垦互为因果,导致湖区生态恶性循环。 ●地下水超采过量,引发环境问题 由于地表水资源贫乏和水污染加剧,致使一些地区对地下水进行掠夺式开发,地下水超采十分严重。据不完全统计,目前全国已形成地下水域性降落漏斗149个,漏斗面积万平方公里,其中严重超采面积万平方公里,占超采面积的。多年平均超采地下水亿立方米,有的漏斗中心水位埋深已达60--80米,有些城市还出现了地面沉降,造成严重后果。 ●水土流失面广量大,后果堪优 我国己成为世界上水土流失最严重的国家之一,全国水土流失面积达367万平方公里,占国土面积的38%,其中水力侵蚀面积179万平方公里。此外,每年流失土壤50多亿吨,全国每年因水土流失新增荒漠化面积2100平方公里,因同样原因而损失的耕地面积达7万多公顷。黄土高原每年水土流失带走的氮、磷、钾就达4000万吨,相当于全国一年的化肥产量。 赢水污染事故频发。 近些年,全国各地水污染事故频繁发生,平均每年在1600起以上。1994年淮河特大污染事故,造成苏皖两省150万人饮水困难。1996年春节后,淮河再次发生污染事故,使蚌埠市70万人陷入水荒。近10年来,仅海河流域的水污染事故就达数百起,由水污染导致的地区间纠纷不断发生,严重影响社会稳定。 阅读一份沉甸甸的水资源报告. 读了这篇文章,你有什么感想?你觉得我国的水资源存在那些问题? 地球的储水量是很丰富的,共有亿立方千米之多。地球上的水,尽管数量巨大,而能直接被人们生产和生活利用的,却少得可怜。首先,海水又咸又苦,不能饮用,不能浇地,也难以用于工业。其次,地球的淡水资源仅占其总水量的,而在这极少的淡水资源中,又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中,加上难以利用的高山冰川和永冻积雪,有87%的淡水资源难以利用。人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分,约占地球总水量的。全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。按地区分布,巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果等9个国家的淡水资源占了世界淡水资源的60%。约占世界人口总数40%的80个国家和地区约15亿人口淡水不足,其中26个国家约3亿人极度缺水。更可怕的是,预计到2025年,世界上将会有30亿人面临缺水,40个国家和地区淡水严重不足。 中国水资源总量为万亿立方米。其中地表水万亿立方米,地下水万亿立方米,由于地表水与地下水相互转换、互为补给,扣除两者重复计算量万亿立方米,与河川径流不重复的地下水资源量约为万亿立方米。按照国际公认的标准,人均水资源低于3000立方米为轻度缺水;人均水资源低于2000立方米为中度缺水;人均水资源低于1000立方米为严重缺水;人均水资源低于500立方米为极度缺水。中国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线,有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500立方米。中国水资源总量并不算多,排在世界第6位,而人均占有量更少,2240立方米,在世界银行统计的153的国家中排在第88位。中国水资源地区分布也很不平衡,长江流域及其以南地区,国土面积只占全国的,其水资源量占全国的81%;其以北地区,国土面积占全国的,其水资源量仅占全国的19%。面临这严峻的水资源形势,我们是该做些什么了: 1、要有惜水意识,长期以来,人们普遍认为水 “取之不尽,用之不竭”,不知道爱惜,有的甚至将水白白浪费。应当知道我国水资源人均量并不丰富,地区分布也不均匀,而且年际差别很大,年内也变化莫测,再加上污染,使水资源紧缺,自来水更加来之不易。爱惜水是节水的基础,只有意识到“节约水光荣,浪费水可耻”,才能时时处处注意节水。 2、养成好习惯,据分析,家庭只要注意改掉不良的习惯,就能节水70%左右。与浪费水有关的习惯很多,比如:用抽水马桶冲掉烟头和碎细废物;为了接一杯热水,而白白放掉许多冷水;先洗土豆、胡萝卜后削皮,或冲洗之后再择蔬菜;用水时的间断(开门接客人,接电话,改变电视机频道时),未关水龙头;停水期间,忘记关水龙头;洗手、洗脸、刷牙时,让水一直流着;睡觉之前、出门之前,不检查水龙头;设备漏水,不及时修好。 3、使用节水器具,家庭节水除了注意养成良好的用水习惯以外,采用节水器具很重要,也最有效。为了省钱,很多人宁可放任自流,也不肯更换节水器具,其实,交这么多水费长期下来是更不合算的。使用节水器具,既省钱,还能保护环境,岂不是一举两得?节水器具种类繁多,有节水型水箱、节水龙头、节水马桶等。随便用上几个就为节水做出了不少贡献啊! 4、查漏塞流,在家中“滴水成河”并非开玩笑。要经常检查家中自来水管路。防微杜渐,不要忽视水龙头和水管节头的漏水。发现漏水,要及时请人或自己动手修理,堵塞流水。一时修不了的漏水,干脆用总开关暂时控制水流也好。管好水龙头,把水龙头的水门拧小一半,漏水流量自然也小了,同样的时间里流失水量也减少一半。 就生产而言,特别对一些高消耗水的行业,我们要围绕如何优化水系统的运行,如何提高循环水的浓缩倍数,如何提高水资源的循环利用等作为节水工作的重点,积极组织技术攻关,提高水的综合利用率;同时制定切实可行的操作制度,对产品水消耗实行定额管理,并作为一项技术经济指标进行考核,减少浪费现象。 长期以来,大多数人有节约用水的理念,但缺少具体的行动,大手大脚的现象还比较普遍。一些人认为家大业大,再加上身处长江边,总认为这源泉取之不尽,用之不竭,缺少节水的紧迫感和忧患意识。如果真正到了“水比油贵”之时,我们再抓节水工作就悔之晚矣. 曾经有人说,地球应该叫做水球。因为当一个人在太空向地球了望时,他将看到一颗巨大的蓝色球体,因为他看到的是覆盖地球大部分的海洋,因而使地球成为一颗“蓝色的行星”。因为在表面积为 ×108平方千米的地球中大部分都是海洋、江河、湖泊只有 ×108平方千米是陆地,因而科学家得到了一个结论:地球上七分是海洋,三分是陆地。 因此绝大多数人都认为地球上的水有那么多,浪费一点也没有事,反正地球上的水用之不尽,取之不竭。但是他们并不知道,全球虽然有71%为海洋,但是供人类用的淡水资源却很少。在全球71%的海洋中,约有97%为海洋水,即咸水或其他人类不可用的水资源,而人类所需的淡水却仅占全球水量的 地球上的淡水资源,绝大部分为两极和高山的冰川,其余大部分为深层地下水。目前人类利用的淡水资源,主要是江河湖泊水和浅层地下水,仅占全球淡水资源的 我国是一个贫水的国家。与世界各国相比,我国水资源总量少于巴西、俄罗斯、美国和印度尼西亚,位于世界第6位;若按人均水资源计算,则仅为世界水平的1/4排在第110位之后。缺水情况在全国范围内普遍存在,而且又不断加剧的趋势。以城市供水为例,全国大约670个城市中,一半以上存在着不同程度的缺水现象,其中严重缺水的有110多个。 然而近几十年来,随着全球人口的增长、社会经济的发展,以及人们生活水平的提高,导致人类对淡水资源的需求与日俱增不少地区出现了水资源不足和用水紧张的问题。与此同时,人类活动所造成的水污染,又使大量宝贵的水资源失去了利用价值,从而进一步加剧了水资源的危机。水资源短缺的问题,目前已引起国际社会以及我国政府和民众的广泛关注。有专家预言,水资源短缺将成为人类二十一世纪面临的最为严重的资源问题。 请不要让眼泪成为最后一滴水! 培养节水意识的措施 (1)大范围的实行在标准用水量范围内的普通水价,超出则加倍甚至更高的收费。这种方式可以有区域性,但方式要全国推广。 (2)不仅仅以贴广告画作为宣传节水的手段,也可通过电视或在重要的场合内提出来,要使人们觉得节水也是一种义务。 (3)进入21世纪以后,中国的城市居民用水的方式也可改成投币式或读卡式。将水表换成带有感光仪器的投币孔,投入不同颜色代表不同的硬币后,水管里会自动流出相应的用水量。这种硬币需要人们自己购买。也可将水表换成读卡机,读人磁卡内的信息后,才会流水直至磁卡上的水用完。 (4)家庭中的下水管道的结构可以改变成一个污水处理系统。倒掉的水若可重复使用的话,可流人马桶蓄水池内,以供冲厕;也可流人固定的水池内,以供其他用途。例如:洗拖布、浇花等。那样,水的重复使用就不会像现在这样麻烦了。 总之,只要加强人们的节水意识,中国淡水资源的节约不是不可能的。因此,目前我国的家庭节水潜力还很大。 节约用水,保护水资源 水看上去是那样的普通,普通得让人须臾不可缺少而又随时可以忘记。人们只是在渴了的时候想到喝水,而对于水的本身关心得很少甚至从未关心过。 水,是生命之源,是任何物质都不可替代的。没有水就没有生命,更谈不上什么文明和发展。当前,由于世界人口的剧增、人类的过度索取和浪费,以及工业污染等原因,世界淡水资源越来越匮乏,人类正面临着严重的水危机。 中国是一个水资源紧缺的国家,尽管水资源总储量达万亿立方米,居世界第六位,但中国养活着世界1/4的人口,人均水资源占有量不足世界人均占水量的1/4,被列为全球13个人均水资源贫乏的国家之一。专家预测,中国人口将在2030年达到16亿的高峰,再加上日益严重的水污染,到那时,中国将成为严重缺水的国家。 侧耳倾听,淮河在呐喊,黄河在哭泣,长江在叹息……水污染像一种持久的顽疾折磨着大大小小的河流、湖泊、水库……水环境的恶化直接威胁着人们的身体健康。为了呼吁人类关注水污染,节约水资源,联合国将每年的3月22日定为“世界水日”,呼唤着地球儿女要珍惜每一滴水。 国家人均日用水量;夏天冲个凉水澡所用的水相当于缺水国家几十个人的日用水量;当水龙头没有拧紧,一个晚上流失的水相当于非洲或亚洲缺水地区一个村庄的居民日饮用水总量!由此可见,节约用水是多么的重要。 水资源是人类的共同财富,我们每个人都应该提高对水资源的认识,自觉养成节约用水的良好习惯。同学们,做一名环保小卫士吧!从身边的小事做起,随时注意拧紧水龙头,做清洁时节约用水,在生活中与浪费水资源、破坏水资源的行为做斗争。以自己的实际行动珍惜每一滴水,保护水资源。 目前,世界上约有三分之一的人生活在淡水资源缺乏的环境中,有资料表明,我国现有淡水万亿吨,而每排放一吨废水,就会污染8吨淡水,如果每年的废水排放量为5亿吨,那么我国的淡水只能维持700年,记得有一句保护淡水资源的公益广告词是这样写的:“保护水资源,珍惜生命,不要让水生物哭泣”。PS:有点长,你可以节选其中的内容,免得老师说不是你写的
前已述及,油气运移和聚集的水动力学理论经历了三个发展阶段。在1940年出版了关于地下水运动理论的专著,认为大多数沉积盆地的地质形态都有利于地下水的运动,至少地下水可以通过区域性发育的渗透率最高的地层运动,用数学述语表达了开阔盆地中地下水的区域流动特点,认为盆地内含水层顶板的各点都有相应的水头值(h)(图5-55),促使地下水在区域性输导层中稳定流动,并且具有两度量(其流线或等位能面与地层平行和垂直)的特点;在研究油气藏形成的水动力条件时指出,流体总是从高势能带移向低势能带,水动力条件下的石油圈闭,必然是局部能量的最低区;明确提出了地下水流体位能和位能梯度的概念,并引入石油地质学。后来 (1982)比较系统地论述了应用这一方法研究油气运移和聚集的方向、位置,引起国内外油气勘探家的广泛重视。目前,地下水流体势分析已成为油气地质勘探研究中的重要组成部分,也是勘查水动力圈闭油气藏的有效方法。
图5-55 地下水在区域输送层中的流动
(据Hubbert,1953)
1953年在美国石油地质学志上发表了“油藏形成的水动力条件”论文,研究了地下水流体位能及其油气在储层中运移的问题。地下任何一点的流体分子,按其所处的位置都有势能。假如在一个给定的空间范围内,流体各点的势能是一个常数,该流体就不会发生运动,相反,假如横跨一个地区两端的势能不同,这时作用在流体上的不平衡力,将推动它沿着势能下降最大的方向发生移动。假如将一个流体分子从低势能点移向高势能点,则要做功。关于这方面的详细内容,张厚福教授等做了比较多的介绍。
Hubbert所定义的地下水流体势是指单位质量流体所具有的势(位)能,即
含油气盆地水文地质研究
式中:φ为地下水流体势(位)能;Z为基准面算起的测压点高程;g为重力加速度;P为测点的流体压力;ρ为流体密度;q为流速。
上式等号右端第一项表示重力引起的位能,可理解为将单位质量流体从基准面(海拔高程等于零)移动到高程Z为克服重力变化所做的功;第二项表示流体的压能(或弹性能),可理解为单位质量流体由基准面到高程Z 因压力变化所做的功;第三项表示动能,可理解为单位质量流体由静止状态加速到流速q时所做的功。
基准面可以选择任意高程。这时,Z为相对于基准面的高程,在基准面之上的测点,Z为正值,在基准面以下的测点,Z取负值。P为相对于基准面处压力的变化幅度。
当地下水在滞流环境或流体流动速度很慢(小于1cm/s)时, 可忽略不计。这样,在地层条件下可简单理解为单位质量流体的位能和压能之和:
含油气盆地水文地质研究
通常,将水和油视为不可压缩的,即其密度不随压力变化。在压力变化不大的范围内,气的密度也可视为常数。这样,水势、油势和气势则分别写为
φw=gz+p/ρw
φo=gz+p/ρo
φg=gz+p/ρg
水势φw可以用测压水头hw来表示。因为测压水头为测点的高程与测点的压力水头(p/ρw)之和;
hw=Z+p/gρw
因此,水势φw可改写为
含油气盆地水文地质研究
同样可以写出油头与油势、气头与气势的相互关系:
φo=gz+p/ρo=gho
φg=gz+p/ρg=ghg
在反映剖面上流体势的变化特征时,常使用测势面的概念。所谓测势面是指同一储集层(对水来讲是同一含水岩系)各点流体势连接起来将构成一个反映该储集层不同部位势变化状况的假想面。
Hubbert把单位质量流体所受的力定义为力场强度,用E表示:
E=-gradφ
gradφ表示φ的梯度。力场强度是一个向量。
由上式可分别得到水、油和气在同一点的力场强度,即
Ew=g-gradP/ρw
Eo=g-gradP/ρo
Eg=g-gradP/ρg
上述等式右边的第一项为单位质量流体的重力,在数值上等于重力加速度g;第二项表示单位质量流体体积上的压力,力场强度是两者的向量和。由此可见,因油、气、水三者密度不同,在同样的压力环境中,油、气、水三者的力场强度不同(图5-56)。
在静水环境,水的力场强度为零,而油和气的力场强度都大于零,且方向均向上,但因气的密度比油的小,所以,气的力场强度比油的大:
Ew=g-gradP/ρw=g-gρw/ρw=0
图5-56 静水环境中,作用于单位质量水、油和气上的力场强度及油气等势线示意图
(据Dahlberg,1982)
Eo=g-gradP/ρo=g-gρw/ρo=-(ρw-ρo)gρ0
Eg=g-gradP/ρg=g-gρw/ρg=-(ρw-ρo)gρg
在动水环境中,作用于单位质量油、气、上的力,不仅受向下的重力g和向上的浮力-gradP/ρ外,还多了一个反映流动条件的水动力Fw,这时水、油和气的力场强度分别为
Ew=gradP/ρw+Fw
Eo=gradP/ρo+(ρw/ρ0)Fw
Eg=gradP/ρg+(ρw/ρg)Fw
上述油和气的力场强度表达式中的水动力Fw项前分别有一个系数ρw/ρ0和ρw/ρg,表示单位质量油和气所受水动力是单位质量水的水动力Fw的ρw/ρ0倍和ρw/ρg倍。
因此,在水动力作用下,由于水、油和气的密度不同导致它们的力场强度的大小和方向不同,三者分别按照自己的方向流动。水动力大小不同,水、油和气的运移方向也不同。图5-57表示了水动力大小不同的两种情况,即水动力(Ⅰ)与水动力(Ⅱ),前者水动力强度较小,后者水动力强度为前者的两倍。在水动力模型中,作用在流体质点上的力,包括垂向上的浮力(-gradP/ρ)、向下的重力(g)和由于势差引起的使水从左向右运动的水动力(Fw)。它们的合力如图5-57中的空心箭头所示。由于水流(Fw)的影响,浮力的方向发生了偏移,由垂直方向偏到图5-57的虚线所示位置。因此,在水动力条件下,压力梯度就不会像它们在静水条件下那样,严格地作垂向分布。图5-58则代表一个均质单斜输导层中,在水动力作用下,所发生的油气分离和运动方向。水沿单斜下倾方向流动,但油气的浮力与水动力合成的结果,导致气沿单斜上倾方向运移,油沿单斜下倾方向运移。亦就是说,在油、气、水三维空间中,每一种流体的合力向量均垂直于自身的等势面,油、气、水分别沿着自身势能减小的方向流动。
图5-57 在不同水动力条件下,作用于单位质量水、油和气上的各种力的向量分布及力场方向
(据Dahlberg,1982)
(1982、1995)在流体势概念的基础上,提出了相对流体势概念,并用来分析油气运移和聚集的方向及部位,又称为UVZ方法。现以油为例,介绍UVZ的表达式。
由水势可得地层压力的表达式:
P=ρw(φw-gZ)
将上式代入油势中,则有
含油气盆地水文地质研究
将水头与水势、油头与油势的关系代入上式,则有
hog=(ρw/ρ0)hwg-[(ρw-ρ0)/ρ0]gZ
变换上式,把高程Z独立出来,有
[ρ0/(ρw-ρ0)]ho=[ρw/(ρw-ρ0)]hw-Z
令
Uo=[ρ0/(ρw-ρ0)]ho
VO=[ρw/(ρw-ρ0)]hw
则上式变为
Uo=VO-Z
对天然气而言,同样可以经过变换得到
Ug=Vg-Z
这就是所谓的UVZ公式。
在某一确定的储集层条件下,油气水的密度都是常数,因此,上式中的U、V与油气头、水头只差一个由密度比值构成的常数系数,故用U和V仍可有效反映油气势及水势的分布。由于Z可通过构造图获得,所以可以用V值图与构造图套合,两者相减即可获得U值图,简便易行。我们可以把U看作是油气相对于水的势,V看作是水相对于油气的势,因此,UVZ法也被称为相对流体势方法。
图5-58 单斜输导层中,下倾水流条件下油与气的运移方向
(据Hubbert,1953)
通过具体实例介绍相对流体势分析方法,如图5-59所示。(a)是等Z平面图,是等高距为100m,向东南倾伏的鼻状构造图;(b)是水势面斜率为的等水势平面图,并叠加在构造图之上;(c)是ρw=1、ρ0=为、ρw/(ρw-ρ0)=5的等Vo平面图;(d)是由Uo=VO-Z得出的Uo平面图。根据(d)图可以判断石油的运移方向和可能有石油聚集的圈闭位置。
(1987)针对在流体势定义中没有考虑毛细管压力影响的不足,提出将油气势定义为,把单位体积的流体从基础面运输到地下某点所需做的功:
φp=P-ρpgZ+2σ/r
式中:ρp为油气密度;σ为油气与水的界面张力;r为岩石孔隙半径。其他符号含义同上。
的流体势定义在研究地层岩性、岩相变化带的流体流动方向有一定的意义。如在储层尖灭处,因孔隙半径变小,油气继续流动需要作更多的功,这样在不变的动力条件下,油气不会继续运移,结果油气聚集成藏。这对理解岩性圈闭和盖层封闭作用中的流体动力学也有帮助。
图5-59 某鼻状构造的Uo、Vo、Z平面图实现过程
(据,1983)
第一段,在开头写一些水是如何珍贵的什么的,人类生存离不开水。第二段,在中间写一些哪些地方因为缺水而怎么样。第三段,写如今世界淡水资源缺乏,我们要节约用水,如何节约用水什么的。第四段,结尾写为了我们共同生活的地球家园,请节约用水什么的。
自己写吧 哼
由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够,预防不利,导致了全球性的三大危机:资源短缺、环境污染、生态破坏.人类不断的向环境排放污染物质。但由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等的作用。污染物质的浓度和毒性会自然降低,这种现象叫做环境自净。如果排放的物质超过了环境的自净能力,环境质量就会发生不良变化,危害人类健康和生存,这就发生了环境污染。 环境污染有各种分类: 按环境要素分:大气污染、水体污染、土壤污染。 按人类活动分:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。 按造成环境污染的性质、来源分:化学污染、生物污染、物理污染(噪声污染、放射性、电磁波)固体废物污染、能源污染。 环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响,如沙漠化、森林破坏、也会给生态系统和人类社会造成间接的危害,有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大,也更难消除。例如,温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这 种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然,环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。例如城市的空气污染造成空气污浊,人们的发病率上升等等;水污染使水环境质量恶化,饮用水源的质量普遍下降,威胁人的身体健康,引起胎儿早产或畸形等等。严重的污染事件不仅带来健康问题,也造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高,由于污染引起 的人群纠纷和冲突逐年增加。 目前在全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题,具有全球影响的方面有大气环境污染、海洋污染、城市环境问题等。随着经济和贸易的全球化,环境污染也日益呈现国际化趋势,近年来出现的危险废物越境转移问题就是这方面的突出表现。 迄今为止,人类还未在地球以外的其他星球上发现水。水是生命之源,是人类生活上不可缺乏之物质、人体组织中水份占人体重量的百分之六十到七十,其他动物或植物其体内的水份也占百分之五以上,可见水是维持生命不可缺少的物质。 而近年来,水污染却非常严重,人们大量用水,或排放废水等,都会造成严重的水污染。 一般所称的水污染,主要是指由于人为因素直接或间接的将污染物质介入于水体后,变更其物理、化学或生物特性的改变,以致影响水的正常用途或危害国民健康及生活环境。 水污染来源包括天然的污染源及人为的污染源,人为的污染源有生活用水和工业废水的排放、农药、肥料等物质,经由地表水或地下水的渗透与流动而进入水体,使得水体环境受到污染、森林之采伐、耕作、土木工程等人为因素所造成水体中浮游物与溶解物的增加等。 不仅河流、湖泊受到污染,海洋也同样污染严重。污染的江河会继续污染海洋,而且海上溢油污染事件的频繁出现,也是污染海洋的重要原因。海洋遭受污染后所产生的一种灾害性海洋现象就是赤潮,由于海水过于营养化,某些浮游生物在水中爆发性繁殖,这种生长量特别巨大的浮游生物是粉红色或红褐色的,因此染红了海水,导致了赤潮。赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害,而且对人类健康甚至生命都有影响。一方面,赤潮引起海洋异变,局部中断海洋食物链,使海域一度成为死海;另一方面,有些赤潮生物分泌毒素,这些毒素被食物链中的某些生物摄入,如果人类再食用这些生物,则会导致中毒甚至死亡。 而水污染又是造成水严重缺乏的主要原因之一。据统计,全世界有100多个国家存在不同程度的缺水问题,其中有28个国家被列为缺水国或严重缺水国。目前正在世界许多地区出现的水资源供应危机。 水资源的缺乏和污染给人们的生活带来一系列问题。据调查,利比亚和印度目前的水资源开采量分别是其合理利用量的4倍和两倍,这将直接影响到它们今后的农业生产。泰国首都曼谷由于长期超量开采地下水,致使城市地面出现下沉的危险……随着城市化进程的加快,到2030年,发展中国家的城市人口将比现在增加3倍。如果不采取有效措施,面对城市人口激增与十分有限的水资源,人们将束手无策。目前,全世界有14亿人生活在缺乏洁净饮用水的地区,全球每年有700万人因缺水或饮用不卫生的水而致病死亡。并且居民所患的疾病中,大约80%直接或间接与饮用水不合格有关。 我国水环境的前景也令人担忧。 我国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家,水资源总量居世界第六位,人均占有量只有2500立方米,约为世界人均水量的1/4,在世界排第110位,已被联合国列为13个贫水国家之一。 多年来,我国水资源质量不断下降,水环境持续恶化,由于污染所导致的缺水和事故不断发生,不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收,而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失,严重地威胁了社会的可持续发展,威胁了人类的生存。我国七大水系的污染程度以污染程度大小进行排序,其结果为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、长江,其中,辽河、海河、淮河污染最重。综合考虑我国地表水资源质量现状,符合《地面水环境质量标准》的Ⅰ、Ⅱ类标准只占(河段统计),符合Ⅲ类标准的占,属于Ⅳ、Ⅴ类标准的占,如果将Ⅲ类标准也作为污染统计,则我国河流长度有被污染,约占监测河流长度的2/3,可见我国地表水资源污染非常严重 我国地表水资源污染严重,地下水资源污染也不容乐观? 我国北方五省区和海河流域地下水资源,无论是农村(包括牧区)还是城市,浅层水或深层水均遭到不同程度的污染,局部地区(主要是城市周围、排污河两侧及污水灌区)和部分城市的地下水污染比较严重,污染呈上升趋势(金传良等,1996)。 具体而言,根据北方五省区(新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古)1995眼地下水监测井点的水质资料,按照《地下水质量标准》(GB/T14848-93)进行评价,结果表明,在69个城市中,Ⅰ类水质的城市不存在,Ⅱ类水质的城市只有10个,只占,Ⅲ类水质城市有22个,占,Ⅳ、Ⅵ类水质的城市有37个,占评价城市总数的,即1/2以上城市的城市地下水污染严重。至于海河流域,地下水污染更是令人触目惊心,2 015眼地下水监测井点的水质监测资料表明,符合Ⅰ-Ⅲ类水质标准仅有443眼,占评价总数的,符合Ⅳ和Ⅵ类水质标准有880和629眼,分别占评价总井数的和,即有78%的地下水遭到污染;如果用饮用水卫生标准进行评价,在评价的总井数中,仅有328眼井水质符合生活标准,只占评价总数的,另外2/3以上到监测的井水质不符合生活饮用卫生标准。 为了推动对水资源进行综合性统筹规划和管理,加强水资源保护,解决日益严峻的缺水问题,开展广泛的宣传教育以提高公众对开发和保护水资源的认识,1993年1月18日,第47届联合国大会确定自1993年起,将每年的3月22日定为世界水日。 面对严峻的缺水、水污染问题,我们应积极行动起来,珍惜每一滴水,采取节水技术、防治水污染、植树造林等多种措施,合理利用和保护水资源。 迄今为止,人类还未在地球以外的其他星球上发现水。水是生命之源,是人类生活上不可缺乏之物质、人体组织中水份占人体重量的百分之六十到七十,其他动物或植物其体内的水份也占百分之五以上,可见水是维持生命不可缺少的物质。 而近年来,水污染却非常严重,人们大量用水,或排放废水等,都会造成严重的水污染。 一般所称的水污染,主要是指由于人为因素直接或间接的将污染物质介入于水体后,变更其物理、化学或生物特性的改变,以致影响水的正常用途或危害国民健康及生活环境。 水污染来源包括天然的污染源及人为的污染源,人为的污染源有生活用水和工业废水的排放、农药、肥料等物质,经由地表水或地下水的渗透与流动而进入水体,使得水体环境受到污染、森林之采伐、耕作、土木工程等人为因素所造成水体中浮游物与溶解物的增加等。 不仅河流、湖泊受到污染,海洋也同样污染严重。污染的江河会继续污染海洋,而且海上溢油污染事件的频繁出现,也是污染海洋的重要原因。海洋遭受污染后所产生的一种灾害性海洋现象就是赤潮,由于海水过于营养化,某些浮游生物在水中爆发性繁殖,这种生长量特别巨大的浮游生物是粉红色或红褐色的,因此染红了海水,导致了赤潮。赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害,而且对人类健康甚至生命都有影响。一方面,赤潮引起海洋异变,局部中断海洋食物链,使海域一度成为死海;另一方面,有些赤潮生物分泌毒素,这些毒素被食物链中的某些生物摄入,如果人类再食用这些生物,则会导致中毒甚至死亡。 而水污染又是造成水严重缺乏的主要原因之一。据统计,全世界有100多个国家存在不同程度的缺水问题,其中有28个国家被列为缺水国或严重缺水国。目前正在世界许多地区出现的水资源供应危机。 水资源的缺乏和污染给人们的生活带来一系列问题。据调查,利比亚和印度目前的水资源开采量分别是其合理利用量的4倍和两倍,这将直接影响到它们今后的农业生产。泰国首都曼谷由于长期超量开采地下水,致使城市地面出现下沉的危险……随着城市化进程的加快,到2030年,发展中国家的城市人口将比现在增加3倍。如果不采取有效措施,面对城市人口激增与十分有限的水资源,人们将束手无策。目前,全世界有14亿人生活在缺乏洁净饮用水的地区,全球每年有700万人因缺水或饮用不卫生的水而致病死亡。并且居民所患的疾病中,大约80%直接或间接与饮用水不合格有关。 我国水环境的前景也令人担忧。 我国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家,水资源总量居世界第六位,人均占有量只有2500立方米,约为世界人均水量的1/4,在世界排第110位,已被联合国列为13个贫水国家之一。 多年来,我国水资源质量不断下降,水环境持续恶化,由于污染所导致的缺水和事故不断发生,不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收,而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失,严重地威胁了社会的可持续发展,威胁了人类的生存。我国七大水系的污染程度以污染程度大小进行排序,其结果为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、长江,其中,辽河、海河、淮河污染最重。综合考虑我国地表水资源质量现状,符合《地面水环境质量标准》的Ⅰ、Ⅱ类标准只占(河段统计),符合Ⅲ类标准的占,属于Ⅳ、Ⅴ类标准的占,如果将Ⅲ类标准也作为污染统计,则我国河流长度有被污染,约占监测河流长度的2/3,可见我国地表水资源污染非常严重 我国地表水资源污染严重,地下水资源污染也不容乐观? 我国北方五省区和海河流域地下水资源,无论是农村(包括牧区)还是城市,浅层水或深层水均遭到不同程度的污染,局部地区(主要是城市周围、排污河两侧及污水灌区)和部分城市的地下水污染比较严重,污染呈上升趋势(金传良等,1996)。 具体而言,根据北方五省区(新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古)1995眼地下水监测井点的水质资料,按照《地下水质量标准》(GB/T14848-93)进行评价,结果表明,在69个城市中,Ⅰ类水质的城市不存在,Ⅱ类水质的城市只有10个,只占,Ⅲ类水质城市有22个,占,Ⅳ、Ⅵ类水质的城市有37个,占评价城市总数的,即1/2以上城市的城市地下水污染严重。至于海河流域,地下水污染更是令人触目惊心,2 015眼地下水监测井点的水质监测资料表明,符合Ⅰ-Ⅲ类水质标准仅有443眼,占评价总数的,符合Ⅳ和Ⅵ类水质标准有880和629眼,分别占评价总井数的和,即有78%的地下水遭到污染;如果用饮用水卫生标准进行评价,在评价的总井数中,仅有328眼井水质符合生活标准,只占评价总数的,另外2/3以上到监测的井水质不符合生活饮用卫生标准。 为了推动对水资源进行综合性统筹规划和管理,加强水资源保护,解决日益严峻的缺水问题,开展广泛的宣传教育以提高公众对开发和保护水资源的认识,1993年1月18日,第47届联合国大会确定自1993年起,将每年的3月22日定为世界水日。 面对严峻的缺水、水污染问题,我们应积极行动起来,珍惜每一滴水,采取节水技术、防治水污染、植树造林等多种措施,合理利用和保护水资源。
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你可以首先去找下(水资源研究)这本期刊吧~里面的论文之前是可以免费下载的~你也可以去看看了解下~
研究地下水动态与均衡,对于认识区域水文地质条件、水量和水质评价、水资源的合理开发与管理,以及水文地质基础理论研究等,都具有非常重要的意义。任何目的、任何勘查阶段的水文地质调查,都必须重视地下水动态与均衡的研究工作。由于对地下水动态规律的认识,往往要经过相当长时间的资料积累才能得出结论,因此在水文地质调查中,应尽早开展地下水动态与均衡研究。
地下水动态与均衡的研究意义具体表现在以下几方面:
(1)在天然条件下,地下水的动态是地下水埋藏条件和形成条件的综合反映。因此,可根据地下水的动态特征分析,认识地下水的埋藏条件、水量、水质形成条件和区分不同类型的含水层。
(2)地下水动态是均衡的外部表现,故可利用地下水动态资料计算地下水的某些均衡要素和含水层参数。如根据次降水量、潜水位升幅和潜水含水层给水度计算大气降水的入渗系数(α),根据潜水位的升幅或降幅计算地下水增加的储存量及潜水蒸发量,根据观测资料,用有限差分法计算含水层的给水度(μ)等。
(3)地下水动态资料是地下水资源评价和预测时必不可少的依据。由于地下水的数量与质量均随着时间而变化,因此一切水量、水质的计算与评价,都必须有时间的概念,例如,同一含水层,在雨季和旱季,丰水年和枯水年,其水资源数量与水质都可能大不一样,必须根据地下水动态与均衡资料进行有关计算。区域性地下水资源评价和一些岩溶地区的地下水评价主要是用水均衡法。
(4)用任何方法计算的地下水允许开采量(可采量),都必须用地下水均衡计算来检验,任何地下水开采方案,都必须受地下水均衡量的约束。为尽可能减少开采地下水引起的负作用,开采量一般不能超过地下水的补给量,即不破坏地下水的均衡状态。
(5)研究地下水的均衡状态,可预测地下水量、水质及与地下水有关的环境地质作用的变化及总体发展趋势。
(6)地下水动态与均衡的研究有助于水动力学、水文地球化学等方面基本理论的研究和验证。
地下水动态与均衡研究的基本任务:①查明地下水动态的变化规律、形成原因和动态类型;②测定地下水的均衡要素,确定含水层的有关参数,确定含水层之间及含水层与地表水体之间的水力联系;③水均衡分析计算,阐明水资源条件和水资源量;④预测地下水动态的变化趋势,为合理开发利用(或有效防范)地下水提供依据;⑤有关水文地质基本理论的研究和验证;⑥地震预报。
研究地下水动态有助于解决一系列理论和实际问题。分析地下水动态可以帮助查明补给来源,查明含水层之间或含水层与地表水体之间的联系情况。确定供水井的深度时,需要了解最低水位,以保证干旱季节和干旱年份的水量供应。计算地下水资源,必须具备一定年限的地下水动态观测资料。监测人为活动影响下的地下水动态,可以及早发现不利变化(如咸水入侵淡含水层,地下水污染),不失时机地采取措施。地震前地应力的变化会引起地下水位乃至水质异常变化。因此,观测地下水动态可作为预报地震的一种辅助手段。监测地下水动态,需要布置有代表性的钻孔、水井、泉等,组成控制性地下水动态观测网。
矿山过度开采造成水土流失对地下水资源的影响论文
人口、资源和环境是当今世界面临的三大问题,而水资源是各种资源中不可替代的一种重要资源。因此,从一定程度上来说,节约水资源非常重要。目前我国矿山资源过度开采,对地下水资源有直接影响,而且开采过程中也会造成水资源的浪费,使地表产生塌陷,破坏了水质、水循环,效果是不堪设想的。
1.矿山过度开采破坏生物群落的生态平衡
我国矿产资源近年来的高强度开采带来了一系列的环境问题,造成了地面的大面积破坏和塌陷,导致矿区地下水资源枯竭和矿区严重的大气、水源污染。由于矿业废弃地具有众多不良的理化性质,尤其是重金属含量过高,而有毒重金属在土壤系统中的污染过程又有隐蔽性、长期性和不可逆性,因此常给周边地区的水资源生态环境造成重大的影响。如破坏土地资源,导致生态环境恶化,破坏水平衡,加剧了水资源危机,危害人体健康,破坏生物群落的生态平衡和生物多样性等。
我国水资源总量仍不丰富,区域分布也不平衡,随着人口的增多,水资源的人均占有量较小。尤其是在西北地区一些地区缺水严重,不仅造成人们生活的不便,在一定程度上对当地经济发展造成影响。因此,节约水资源非常重要,我国矿山资源的过度开采对水资源具有重要的影响,加强对矿山开采对地下水资源、水循环、水位、水质等影响进行研究分析,对矿区开采水资源保护具有一定的实用意义。
2.矿山开采对地下水资源的影响
矿山在开采过程中对地水资源的影响十分巨大,如今水资源日益减少,我们更要重视矿山开采对地下水资源的影响,找出存在的问题及相应的处理方法,对保证当地人民生产生活用水和区域农业用水都具有重要意义。
矿山开采对水资源与水资源循环的影响
矿山开采对水资源量的影响
矿山开采过程中,对开采区的表结构会产生影响,会造成其地表面下陷或因开采过度出现裂缝。在这种情况下,会对当地的水资源造成严重的影响,对其循环系统的影响极大,造成地下水资源自我更新困难,其影响主要体现在两方面:①由于矿山开采产生地表裂缝,会使地表水转变为地下水,并且会加快这种转变的速度,在一些开采区,雨季大量的雨水会随着地表裂缝渗入到地下,造成地表储水减少,而且矿山开采时也会不断地向外排水、疏干,这就造成了当地水资源不断流失。②矿山开采时由于矿坑需要排水,而且其地表开采产生的变化,会加剧地表水资源与地下水资源的流失,对开采区的水平衡造成影响,这时开矿区域内的地表水资源与地下水资源都在不断地减少,降低了水资源的利用率和水资源的存储量。
矿山开采对水资源循环的影响
矿山开采时对当地水资源循环的.影响,主要体现在对水资源自我更新的影响上,水资源具有自我更新能力,矿山开采破坏了这种能力。矿山开采过程中对水资源的循环系统形
成了再造,重建了一个更为快速,也更为复杂,违背自然规律的水循环系统。①在矿山开采前会对地下水进行排干,这在一定程度上减少了地下水资源的存储量,而且会造成地表水向地下渗入,使水平衡系统被打破,导致地表水资源不断减少,也减少了地表水的蒸发消耗量。②矿山在开采过程中也会造成其地表的结构变化,加剧地表水向地下渗入,进一步减少了地表水存储量。以上因素对地下水循环系统造成了严重破坏。③因矿山矿坑的排水也会对地下水的径流产生影响,这会使得矿区内的水资源循环系统变得更加复杂。
矿山开采对当地含水层水位以及地下水水质的影响
矿山开采对当地含水层水位的影响
矿山在开采过程中会造成地表结构变化,会对原本的力学平衡造成影响,在这种情况下,当地质结构出现不稳定情况时,就会使上覆岩层移位或是产生断裂,其含水层中所存储的水会产生流动,矿区地下水位会下降。这种带动的反应是连锁性的,会直接对该地区的水井水位造成影响,其水井中的水位会下降,这对当地农业与生活用水的影响是巨大的。矿山开采中,相关人员应该使用专业知识对下水位变化进行控制,减少因矿山开采对当地人民生活所造成的影响。
矿山开采对当地地下水质的影响
我国近年来的环境问题所受到的关注越来越多,特别是一些矿山的开采对水资源造成污染与影响,相关部门一直非常重视。这种染污不仅对当地居民的生活造成了不可逆转的影响,也会对当地的经济建设造成影响,并且也严重违背了节能减排发展趋势。
矿山开采对于水资源的污染主要体现在开采过程中所排放的废石与尾矿等,这些具有污染与影响。而这些情况的发生,是因为当地决策部门一味地追求地区内的利益,无视资源破坏的后果意识,并且矿区管理也相对落后,使矿区污染物随意排放,造成了对水资源的污染,对当地居民的人身健康造成了损害。水资源污染是大问题,我们对此必须高度重视。
一般来讲,矿山开采过程中对于水资源的污染主要体现在以下两个方面:①采矿废弃物排放对当地的水资源造成污染。矿山开采的废石,因受到雨水或是其他水源的长期浸泡,会产生氧化反应,分解出许多酸性物质,如果这种物质混入到当地水资源系统中,会对当地居民造成伤害。②矿山开采产生的矿坑水也会对水资源造成污染,矿坑水中含有大量的有机物,其细菌与矿物质有些呈碱性,有些呈酸性,无论哪一种状态,如果排放到地表或地下水中,都会造成污染。而自然生态系统中的水资源自循环会加剧这种污染。因此,矿山开采时必须对水资源污染进行控制,减少污染的产生。
3.优化矿山开采对地下水资源不良影响的对策
认真贯彻法律法规
各级地方政府主管部门,严格执行环境与水资源保护法规规定。在矿山开采过程中,采各级地方政府主管部门,严格执行环境与水资源保护法规规定。在矿山开采过程中,采取措施避免对水资源造成污染。煤炭、有色金属采矿等相关审批部门,在项目审批过程中,应该将矿山开采的环境质量报告作为重点审查对象,将矿山开采时对水资源的影响降到最低,保证水资源自身循环系统不会遭到破坏,也不会因矿山开采产生污染。
提升地下水资源综合利用率
在矿山开采时,为了减少开采对地下水资源造成的影响,应采取严格的水资源保护措施。通过科学的方式提高采矿用水利用率,对矿山开采过程中产生的大量废水与污水,以及一些矿坑的排水,应进行处理,提高废水利用率。
建立水资源影响补偿机制
《中华人民共和国水法》对于矿藏开采以及一些地下工程建设中所造成的地下水枯竭、水位下降、地下塌陷等都有详细的说明与规定。矿山企业在矿山开采时,发生以上问题,必须采取相应的措施进行补救。各级政府部门必须严格按照相关规定对开采行为进行控制,并且根据当地矿山开采的实际情况,建立建全矿山开采的地下水资源产生影响的补偿机制。
利用地下水资源保护性的开采技术
这种方法是指开采矿藏时,只开采部分的矿藏,剩余矿藏用于控制其顶板岩层运动。这样可降低导水裂带高度实现对水资源的保护。常用的技术有房式开采法、条带开采法、柱式开采法和限厚开采法等。
矿山开采后的水土保持生态治理,彻实达到保护好地下水资源
大规模矿山开采后必然留下裸露山体,由于土壤贫瘠,经过雨水冲刷后山体会造成垮塌、土壤沙化,所以必须进行生态治理。尤其注意的是,有些本地植物种类在开采后,土壤条件发生变化而不会成活,而治理的目的是在建立能达到原来地植被功能的自然生态,如果是这种情况就必须引进采矿之外地区的植物种类与原植物相似,能在与被绿化地的土壤类型、水分状况和物种合适等成活,以治理恢复矿山植被,进一步保护好地下水资源。
4.结语
综上所述,对矿山开采进行严格监测管理,防止过度开采破坏地下水资源是一项长期的系统性工作,必须引起政府和社会的足够重视,科学有序地管理好矿山过度开采,有效地保护地下水资源是构建社会可持续发展的根本保障。
参考文献
[1]颜文珠.矿山开采对地下水影响的数值拟研究[D].青岛:山东科技大学,2011
[2]吴玉生,赵亚平,杨亚静.煤矿开采对地下水资源的影响[J]. 能源环境保护,2004(6):1-3
[3]何纯田.浅析煤矿开采对地下水的影响[J]. 资源节约与环保,2013(7):29
地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给。地下水是水资源的重要组成部分,由于水量稳定,水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。地下水同时以地下渗流方式补给河流、湖泊和沼泽,或直接注入海洋;上层土壤中的水分则以蒸发或被植物根系吸收后再散发入空中,回归大气。从而积极地参与了地球上的水循环过程,以及地球上发生的溶蚀、滑坡、土壤盐碱化等过程。
当土壤水分超过田间持水量时,多余的水分不能被毛管所吸持,就会受重力的作用沿土壤的大孔隙向下渗透,这部分受重力支配的水称重力水。
重力水是存在于地下水位以下的透水土层中的地下水,它是在重力或压力差作用下运动的自由水,对土粒有浮力作用,重力水对土中的应力状态和开挖基槽、基坑以及修筑地下构筑物时所应采取的排水、防水措施有重要的影响。
扩展资料
地下水中分布最广的是钾、钠、镁、钙、氯、硫酸根和碳酸氢根7 种离子。地下水中各种离子、分子和化合物的总量称总矿化度 ,总矿化度小于1克/升的 。
称淡水,1~3克/升的 ,称微水,3 ~ 10克/升的,称咸水 ,10~50克/升的,称盐水,大于 50 克/升的,称卤水。地下水中钙、镁、铁、锰、锶、铝等溶解盐类的含量称硬度,含量高的硬度大,反之硬度小。
参考资料来源:百度百科-重力水
一、浅层地下水高矿化机制
在额济纳盆地,浅层地下水水质变化是盆地外域水源补给与盆地内域蒸发消耗之间水盐均衡的结果,概括起来具有如下规律。
1)上述分析表明,在额济纳盆地浅层地下水分布区、额济纳河(又称弱水河)渗漏补给地下水的沿河地带,由于低矿化河水补给地下水的强度相对较大,地下水更新与径流积极,因此分布在该补给带的地下水矿化度较小,特别在额济纳盆地南部沿河地带的浅层地下水矿化度更低,不大于2g/L(参见图6-10)。在远离盆地南部入渗带或河道带,地下水矿化度逐渐增高,特别是在盆地的东部边缘带和北部边缘带,矿化度高达10g/L以上。
图6-27 黑河流域额济纳盆地深层地下水系统补给-排泄的循环水文地质剖面
2)地下水矿化度的变化,还与地下水水位埋深有关。额济纳盆地南部的地下水水位埋深,一般大于 m,尽管砂砾石层透水性好,但是潜水直接蒸发消耗仍然受到埋深的限制。在地下水水位埋深大于 m的地带,矿化度小于 g/L。在老西庙以北地区,地下水水位埋深变小,蒸发浓缩作用增强,矿化度增大,由 g/L增至 g/L。在蒸发作用比较强烈的东、西居延海以北地区,其水化学类型主要是SO4-Cl-Na-Ca型水,矿化度大于 g/L(参见图6-10)。在盆地东南部边缘地带,受来自巴丹吉林沙漠区低矿化地下水补给的影响,该地带地下水矿化度小于 g/L。向盆地中心方向延伸,地下水径流条件渐差,地下水水位埋深变小,蒸发浓缩作用增强,以至地下水矿化度逐渐增大,水化学类型也发生变化。
3)从黑河流域水循环系统物质平衡角度考虑,东、西居延海和古日乃以及进素土海子等洼地,是水盐汇集、排泄和堆积区,地下径流在这里基本处于滞流状态,蒸发排泄和浓缩积盐是该带水盐运动的主要方式,形成了Cl-Na型的高矿化度咸水,局部地段矿化度高达 g/L。
4)在额济纳盆地地下水系统的补给带与蒸发排泄带之间,地下水径流条件逐渐变差,地下水水位埋深逐渐变浅,蒸发浓缩作用由弱变强,以至该区带的地下水矿化度和水化学类型介于二者之间,呈现过渡特征。
综上所述,额济纳盆地浅层地下水系统的水化学分布规律,是典型的干旱区水循环系统补给、径流、更新和排泄过程中水盐均衡的结果。若外域来水补给地下水的数量远大于潜水蒸发量,则浅层地下水系统水化学特征将趋向淡化方向发展,类似额济纳盆地沿河岸两侧补给带的状况。
二、深层地下水低矿化机制
前面有关章节研究表明,额济纳盆地深层地下水的14C年龄一般在距今5000年以上,矿化度一般小于 g/L,多为HCO3-SO4型水。这些特征,与地下水形成时期的古水文和古环境密切相关。
(一)深层地下水演化的自然环境
1.区域气候背景
敦德祁连山冰芯记录的研究表明,距今5000~3000年,中国的西部处于气温较温暖时期,此后即开始变冷,在距今1000年前后是最寒冷时期。此后虽然进入小冰期,但是总的趋势是逐步升温。12世纪是过去5000年以来最温暖时期,不过在隋唐温暖期,冰芯中记录的是冷期。在近代的15世纪、17世纪、19世纪是冷期,特别是17世纪时最冷,16世纪、18世纪、20世纪则为暖期。
对取自昆仑山古里雅冰帽地区古里雅冰芯的研究结果表明,约在距今万年开始升温,在距今9000~8000年期间发生过降温过程,而在距今7000~6000年期间出现了全新世最暖期,平均温度高于现代℃,年降水量比现今高20%~35%。约在距今5000年,开始激烈降温,至近代气温才又上升。姚檀栋等1996,2000,2003对此冰芯研究表明,在高原地区的相对高气温时期,降雨量也较高,反之则较低。这主要与由季风控制的降水量有关。
李江风等(1990,1991,1992)研究新疆古气候结果表明,在距今万年前后,新疆气候开始变暖,冰雪融化,出现冰川退缩后的堆积物。在全新世早期,年气温比现今高3~4℃,降水量比现今高约200 mm。在距今7500~3000年期间,年均气温进一步升高,比现今高4~6℃,降水量一般在500~700 mm。全新世晚期,气候趋于旱化。
2.盆地水域湿地变化
根据史料记载,在大禹时期,额济纳盆地的居延海是西北最大的湖泊。早期居延海水面曾达到2600 km2,至秦汉时期,其湖面仍有726 km2。
进入20世纪,气候趋于旱化,居延海水域面积不断缩小。在20世纪初,流域开发基本上保持清代开发的基础,黑河下游河道变动频繁。解放后,几乎在所有河道上修建了水库或引水工程,蓄水量不断增加,同时渠系建设也不断发展。1970年起,流域地下水开始大量开发,仅张掖地区,1985年机井达4843眼,到1994年,机井数增加了1倍。水资源大规模地开发利用,造成流域水循环条件发生急剧变化。20世纪80年代开始,中游所有地表河水支流陆续断流,不再汇入黑河干流,各自形成相对独立的灌溉绿洲,使得黑河干流水量锐减,正义峡以下呈季节性过水,过水量由20世纪50年代的×108 m3/a减少至90年代的×108 m3/a。
史料记载,额济纳盆地曾经有6大湖泊,从20世纪80年代末至90年代初相继全部干涸,消失水域面积达×104hm2。1932年西居延海水域面积为190km2,1944年为253km2,1958年恢复到267km2,1960年减少为213km2,1961年秋干涸。1944年东居延海的水域面积为,1958年。自1962年以来先后干涸5次,1992年彻底干涸。今年人工调节,出现季节性水面。例如2002年7月以来黑河中游实施“全线封闭,集中下泄”,向居延海输水,历时15天,正义峡下泻水量×108m3,进入东居延海水量2350×104m3,最大水域面积恢复到,最大水深。
(二)区域水量均衡条件
刘少玉等(2002)研究表明,当潜水水位埋深小于 m时,地下水蒸发量为631 mm/km2·a。当潜水水位埋深~ m时,地下水蒸发量为132 mm/km2·a。当潜水水位埋深~ m时,地下水蒸发量为 mm/km2·a。研究区面积为7707 km2,年蒸发量为×108 m3。数值模拟研究表明,通过正义峡水文站的径流量达到×108 m3/a,通过狼心山水文站径流量超过×108 m3/a,才能保证额济纳盆地浅层地下水水位不会持续下降。换言之,进入下游区补给水量不少于×108 m3/a,就具备了实现水量平衡的条件。若维持近百平方公里的水域面积,则需要15×108 m3/a以上的补给水量。
根据深层地下水形成时期的气候条件和古水文环境推测,当时来自中、上游区的补给水量是充沛的,不仅满足了补给地下水均衡的需要,而且还维持了数百平方公里的水域面积,对减弱地下水蒸发作用发挥积极作用。
图6-28 黑河流域额济纳盆地地下水循环演化过程示意图
另外一个因素,自额济纳盆地南界至居延海地带,平原地势高差近240 m,海拔高程为1300~890 m。盆地南部以单层结构含水层为主,地层岩性为中更新统的砂砾石、粗砂卵石层,具有强入渗性和导水性(参见图6-6和图6-27),是该盆地深层地下水的主要补给区。在盆地北部赛汉桃来—额济纳旗县城一带,以中粗砂、中细砂为主,局部发育砂砾石层。该带地势比较低洼,一般汇水洼地区的海拔高程不足900 m,在居延海地区目前仍然有自流水流出地表,该区是深层地下水系统的主要垂向排泄区。由此可见,额济纳盆地深层地下水系统空间结构、地势条件和水文地质条件,使其具备了较强的循环与更新功能。
从补给源考虑,额济纳盆地深层地下水的补给水源有:①来自盆地南部强入渗带河水入渗、通过地下径流的侧向补给(图6-27)。这部分水的14C年龄为介于距今8000~5000年之间(图6-26),属于较新古水,是主要补给源。该水源对深层地下水补给的数量多少,取决于现代河水入渗量多少。若河水入渗量大,则深层水侧向补给愈多,更新愈快,矿化度愈低;反之,深层水侧向补给愈少,更新速率愈小,矿化度愈高。②东北部古水缓慢弱补给。这部分比较古老,14C年龄一般在距今10000年以上(图6-26),有的检测结果为距今14000年左右(参见表6-4和表6-5)。
在充足补给水源和有利积极循环更新条件综合作用下,导致深层地下水的矿化度低和水质良好。深层地下水系统的顶板弱透水层、浅层地下水系统和地表水体,对深层地下水而言都起到防止蒸发浓缩、积盐咸化作用(图6-28)。
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