第14地下水与环境

水文地质学基础第14章地下水与环境GroundwaterandEnvironmentFundamentalsofHydrogeoloy岩土工程系水文地质学基础CompanyLogo本章内容14.2与地下水有关的环境问题14.1生态环境系统的特性14.3地下水污染简介水文地质学基础支持着人类生存与发展的生态环境是超级复杂系统自然条件下，生态环境处于相对稳定的动平衡状态，除地震、火山外，它的变化从人类角度来看是相当缓慢的（隐蔽性）特性:整体性滞后性不可逆性敏感性与复杂性14.1生态环境系统的特性水文地质学基础整体性生态环境具有整体性，组成它的各个子系统之间相互作用、相互依存，改变其中任一部分，会引起整个生态环境系统的链式连锁反应例：利用能源燃烧矿物燃料→导致大气CO2浓度上升→温室效应使全球气候变暖→极地冰雪融化→导致海平面上升影响到地下水→滨海地带海水入侵淡地下水，滨海地下水位上升造成土壤沼泽化与盐渍化等。14.1.1整体性水文地质学基础滞后性生态环境的退化具有滞后性例如：燃烧矿物燃料引起温室效应是在上百年内积累并于近年被发现的。又如，地下水的污染往往难以及时觉察，一旦发现，污染已成事实，治理相当困难。14.1.2滞后性水文地质学基础西安半坡遗址不可逆性生态环境的退化具有不可逆性外界的干扰较小时，依靠其内在调节机制，环境系统仍能保持稳定；但当外界的干扰超过某一临界值时，生态环境系统的退化将不可逆转或难以逆转的。例如，过量开采孔隙承压水会引起地面沉降，由于粘性土释水造成的地面沉降将是永久性的。14.1.3不可逆性水文地质学基础汉瓦生态环境问题的敏感性与复杂性生态环境系统的整体性，退化的滞后性与不可逆性，决定了生态环境问题格外敏感与复杂。因此，人们在采取任何可能影响生态环境的行动之前，必须三思而后行。14.1.4生态环境问题的敏感性与复杂性水文地质学基础饰面石材主要人类活动对地下水的干扰（产生的不利影响）过量开发或排除地下水过量补充地下水污染物进入地下水主要问题地下水位下降：开采条件恶化、水源枯竭地面沉降（或塌陷）生态环境退化：盐碱化、沼泽化和沙漠化（荒漠化）地下水污染海水入侵……等其他14.2与地下水有关的环境问题水文地质学基础石子与地下水有关的环境退化人类的活动对地下水的影响污染物进入地下水过量补充地下水过量抽取地下水地下水污染水文循环平衡破坏水岩(土)力学平衡破坏渗流场平衡破坏地下水位下降：开采条件恶化、水源枯竭地面沉降（或塌陷）生态环境退化：盐碱化、沼泽化和沙漠化（荒漠化）地下水污染海水入侵……其他水文地质学基础新疆焉耆盆地土壤次生盐渍化而摞荒水文地质学基础两种木材的结构与用途全国195个城市监测结果表明，97%的城市地下水受到不同程度污染，40%的城市地下水污染趋势加重.全国主要城市地下水水质变化趋势图水文地质学基础我国海水入侵分布图水文地质学基础胡锦涛总书记在2003年中央人口资源环境座谈会上强调以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展我国水资源与环境的形势严峻水文地质学基础广义contamination有危害狭义pollution有危害超过标准地下水污染在人为影响下，地下水的物理、化学或生物特性发生不利于人类生活或生产的变化，称为—地下水污染达到一定程度，便不合乎供水水源的要求（对于不同用途的地下水，污染标准是不同的）地下水污染意味着可以利用的宝贵的地下水资源在减少污染源—水中迁移方式—污染途径--污染防治与预测14.3地下水污染水文地质学基础污染物质主要来源于生活——污水与垃圾工业——废气、污水与废渣农业——肥料与农药全球几乎找不出不受污染的净地南极企鹅体内已检出滴滴涕两极冰雪的铅浓度在逐年增加我国50个城市调查，45个城市的地下水已受到硝酸盐、酚、氰、有机磷等的污染，包头市受氰化物污染的面积达162km214.3.1地下水污染源水文地质学基础污染物在地下水中的迁移由对流与弥散构成对流：污染物与水流速度同步运移弥散：分子扩散（浓度差产生）、机械弥散（速度差产生—空隙大小、单孔速度不同）污染物在水中----“污染晕”呈橄榄球状迁移V1地下水流向第一段时间V1V2第二段时间14.3.2污染在地下水迁移方式水文地质学基础污染物进入含水系统的主要途径a.湖塘污染——对地下水的影响b.河流污染——对地下水的影响c.污染物堆放——对地下水的影响污染湖水垃圾14.3.3地下水污染主要途径水文地质学基础污染物进入含水系统的主要途径a.湖塘污染——对地下水的影响b.河流污染——对地下水的影响c.污染物堆放——对地下水的影响14.3.3地下水污染主要途径（续1）水文地质学基础污染物进入含水系统的主要途径a.湖塘污染——对地下水的影响b.河流污染——对地下水的影响c.污染物堆放——对不同地下水系统的影响ABC思考：有害垃圾堆放何处？A、B、C14.3.3地下水污染主要途径（续2）水文地质学基础首先要控制污染源，力求污染物质经处理后再行排放其次，根据岩性、地下水流动系统分析污染条件，将可能发生污染的工矿企业安置在不易污染地下水的部位从技术层面看，利用地下水运动定律：Q＝KIω减小污染物（水体）与地下水的水头差降低污染物（水体）与地下水体之间的渗透性减小污染物（水体）与地下水的接触面积14.3.4地下水污染防治（与预测）水文地质学基础一、基本概念（定义）专业术语、名词及定义相关参数（及影响因素）二、基本原理（定律）运动定律水化学作用水均衡原理地下水流动系统理论三、基本方法概念+原理——掌握分析与解决问题的方法勤于思考+善于思考——悟出方法的“真谛”课程总结水文地质学基础空隙水物理关系（运动规律）化学关系（化学成分、化学作用）水量水质时间变化空间变化动态均衡赋存、分类补给含水系统排泄自然|环境|人为地下水流动系统理论（达西定律、流网）孔隙水裂隙水岩溶水《水文地质学》基本概念、原理与分析方法——关系框图课程总结（续）水文地质学基础OverofthischapterThankseveryone!