徐子楊
(華北水利水電大學(xué)水利學(xué)院,河南鄭州 450000)
地下水具有多種特性,一是分布廣泛性,與地上水資源一般分布在水文網(wǎng)范圍內(nèi)不同,地下水資源分布地域比較廣泛,受地理?xiàng)l件和水文地質(zhì)條件的制約較小,因此一般地下水工程投資少、見效快,可分散采集和就地利用。二是可恢復(fù)性,地下水資源處于一種隨時(shí)變化的狀態(tài),補(bǔ)給和消耗一般處于動(dòng)態(tài)平衡。三是水量和水質(zhì)的穩(wěn)定性,地下水因?yàn)槲挥诘叵?,受人類活?dòng)、天氣變化的影響較小,所以水質(zhì)相對(duì)干凈,水量也比較穩(wěn)定,不容易受到污染,但一旦受到污染,其治理難度和帶來的危害比地上水要嚴(yán)重。四是有限性,地下水雖然具有可恢復(fù)性,但如果長(zhǎng)期大量開采又得不到補(bǔ)給,勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)水資源虧空甚至枯竭,并帶來一定的生態(tài)和環(huán)境地質(zhì)危害。基于地下水的特性,地下含水量也具有動(dòng)態(tài)變化的性質(zhì)。地下水未經(jīng)開采之前,自然水系的補(bǔ)給和排泄處于相對(duì)平衡的狀態(tài),而遇到雨季,自然水系的補(bǔ)給增加,排泄不變,使地下含水層的水量增加,地下水位上升;旱季時(shí),地下水排泄增加,水位下降。因此雖然短期之內(nèi)地下水量發(fā)展呈現(xiàn)不均衡的趨勢(shì),但這種趨勢(shì)有一定的周期性,會(huì)受氣象、水溫變化等的影響,所以長(zhǎng)期來看地下水量呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。
當(dāng)開始對(duì)自然地下含水量進(jìn)行開采時(shí),地下水位會(huì)從自然基準(zhǔn)面開始逐漸下降,由于自然地下水含量一直處于動(dòng)態(tài)的平衡,當(dāng)含水層水量因人工抽取開始出現(xiàn)“不自然”降低時(shí),自然會(huì)自動(dòng)補(bǔ)充一些水量。因此抽水井在含水層除了抽取原有的水量之外,還會(huì)截取一定的補(bǔ)給量,隨著人工抽水量的不斷增加,下降漏斗不斷向下擴(kuò)展,截取的補(bǔ)給量也在不斷增加,當(dāng)增加到與開采量持平時(shí),漏斗停止向下發(fā)展,水位降到了第一基準(zhǔn)面便逐漸穩(wěn)定下來。旱季,自然補(bǔ)給量變少,本就失去了平衡,若在地下水量開采時(shí)仍保持原來的采水量,則需要對(duì)下降漏斗進(jìn)一步擴(kuò)大,并繼續(xù)擴(kuò)大疏干量,隨著漏斗進(jìn)一步擴(kuò)展,截取的水量自然也就越來越多,當(dāng)截取的補(bǔ)給量與開采量趨于平衡之時(shí),水位就會(huì)從某一基準(zhǔn)面降到另一基準(zhǔn)面。雨季,自然補(bǔ)給量較為充足,除了滿足原有的人工開采量之外,補(bǔ)給量仍有剩余,自然會(huì)去補(bǔ)償疏干量,基于此漏斗開始回縮,則補(bǔ)給量就會(huì)變少,當(dāng)補(bǔ)給量減到與開采量達(dá)到一定平衡時(shí),水位會(huì)開始回升,直到到達(dá)某一高度進(jìn)行穩(wěn)定下來?;诘叵潞颗c地下可采水量之間的關(guān)系,我們可以預(yù)測(cè)出地下可采水量?jī)煞N發(fā)展趨勢(shì),第一種,是理想狀態(tài)下在旱季時(shí)借用的疏干量到了雨季全部補(bǔ)充了回來,地下水位最大降低量不會(huì)高于地下水開采設(shè)備的最長(zhǎng)吸程,因此可以長(zhǎng)期保持比較穩(wěn)定的開采量。第二種若在旱季時(shí)借用的疏干量到了雨季沒有全部補(bǔ)充回來,且歷年雨季的補(bǔ)給量都沒有將疏干量補(bǔ)充回來,因此地下水位總趨勢(shì)是在不斷的下降,經(jīng)過一定的周期,當(dāng)?shù)叵滤坏纳疃瘸^了抽水設(shè)備的最長(zhǎng)吸程,即允許降深,那么抽水設(shè)備就會(huì)失效,開采量將難以保持長(zhǎng)期的穩(wěn)定。
在對(duì)水資源進(jìn)行合理配置過程中,需要相關(guān)人員先做好對(duì)目標(biāo)區(qū)域水資源生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)研工作,并運(yùn)用合理的管理體系與技術(shù)方法來規(guī)劃、改造水資源與水災(zāi)防御體系,使得水資源得到更加合理利用的同時(shí)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。水資源合理配置工作是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,同時(shí)也需要其他基礎(chǔ)工作的輔助,這樣才能夠更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源在各種因素影響下的供需平衡分析,并預(yù)測(cè)分析水資源開發(fā)潛力,為后續(xù)水資源合理開發(fā)與利用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在對(duì)水資源進(jìn)行調(diào)研時(shí),需要考慮多種因素,如水文條件、生態(tài)條件、地質(zhì)條件及氣象條件,這些因素都會(huì)對(duì)水資源變化及分布造成一定影響。
(1)水資源取水和用水配置。工作人員需要先行確定本地區(qū)水資源的種類和水質(zhì),按照不同的用水需求(飲用水、工業(yè)用水、生活用水等)和需求分布合理設(shè)置取水點(diǎn),同時(shí)對(duì)水資源的來源進(jìn)行詳細(xì)的追蹤和分析。之后要根據(jù)地下水資源的往年埋深情況,判斷合理的開采深度和含水量,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)地下水質(zhì)的檢測(cè),包括微量元素、金屬元素、重金屬元素等的含量,針對(duì)不同的需求,確保這些元素含量不會(huì)超限,比如飲用水的話要嚴(yán)格進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè),避免因?yàn)槟承┯泻ξ镔|(zhì)超限而危害群眾健康。在用水方面,要根據(jù)水質(zhì)的高低滿足不同的用水目的,然后進(jìn)行科學(xué)合理的水資源配置,比如最優(yōu)質(zhì)的水資源肯定是用作飲用水,水質(zhì)較差的水資源需要當(dāng)作生態(tài)保護(hù)水進(jìn)行水質(zhì)的恢復(fù)等。除此之外還需要對(duì)各單位用水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),以便于為水資源的配置提供參考依據(jù)。在實(shí)際進(jìn)行水資源配置時(shí),需要做到用水和取水合理分配,達(dá)到供需平衡,從而提高水資源利用率。(2)水資源配置施工。一是做好水源地的施工,采取挖井、建水窯筑堤等方式做好儲(chǔ)水、引水、蓄水工作。對(duì)于一些特別的區(qū)域還要進(jìn)行水泵站的建設(shè)施工。二是目的地施工,主要目的是滿足人們生產(chǎn)生活用水、農(nóng)業(yè)及工業(yè)用水等,一般情況下多是用水者進(jìn)行自主施工建設(shè)。三是水資源運(yùn)輸工程,如南水北調(diào)等大型水資源調(diào)配工程。四是建設(shè)污水處理工程。五是合理配置市政水循環(huán)系統(tǒng)工程,促進(jìn)整個(gè)區(qū)域的水網(wǎng)形成有效的聯(lián)動(dòng),從而使得水資源分配更加合理。