与地下水有关的主要环境地质问题
第一,区域落地漏斗
(1)诺姆洪
盆地内的诺木洪农场曾形成区域性下降漏斗,现已消失。该农场成立于1955,于1965开始开采地下水灌溉农田。1980井35口,灌溉季节实际产量11.3272×104 m3/d,达到1986。分散在农田和各大队队部,灌溉季节实际产量为13.9283×104 m3/d,灌溉农田为1166.7hm2..1986,根据各开采井完成时的静水位和15 ~ 20a期间各开采井的静水位,绘制了农场地下水位降落漏斗,矿区内形成两个椭圆形降落漏斗,东漏斗面积28.26km2,西漏斗面积34.53km2,中部地区静水位降落值为1.28 ~ 3.25m,后者农业供水水源区虽属季节性开采,但开采期约为135d(小麦生长期),该区地下水径流量为16.1917×104 m3/d,超出实际开采量16.25%。农业灌溉后期是枯水期,回灌量小,农业灌溉的入渗期已过。两个漏斗没有连在一起,是因为雨季大量洪水下渗补给,使地下水得到一定程度的补给。冲积扇竖井地下水径流量较大,在此期间作为两个独立的漏斗接受地下水的补给。这里的开采和补偿基本达到了平衡,但两个漏斗的存在是长期的非季节性的。根据1987至1997地下水长期观测资料,两个降落漏斗一直存在。
通过2003年和2004年丰水期和枯水期全流域地下水位统一测量,对获得的地下水数据进行对比分析,发现诺木洪农场区东西部降落漏斗地下水基本恢复。西漏斗中心水位埋深原为10.35m(1982),静水位下降2.35m,2005年水位埋深5.74m,比原静水位高2.26m。东漏斗中心附近一孔埋深原为16.37m(1982),静水位下降0.03m,2004年水位埋深为12.86m,比原静水位高3.48m。原因是随着青海省近几年的农场改革,农场大面积的耕地被抛荒或外包给了农民个人。由于抽取地下水电费较高,一般个体农户受经济条件限制,地下水开采量逐渐减少,多以地表水灌溉为主,通过河水下渗充分补充地下水,恢复水位。根据2003年调查,该农场地下水开采量为235.445438+0× 104m3/a,其中农业灌溉开采量为227.95438+0× 104m3/a,低于1980的开采量。49867.86868686686
根据对各地城镇和农采井的调查,格尔木市和德令哈市地下水开采量较大,其他地区地下水开采量较小,未超采,未形成区域性降落漏斗。
(2)察尔汗
柴达木盆地察尔汗盐湖区存在盐湖区液体矿产资源的过度开采。由于近年来化工厂晶间卤水的大规模开采,形成了区域性的滴斗。根据察尔汗盐湖勘探资料,区域性下降漏斗主要分布在察尔汗火车站以北铁路两侧和东部地区,总面积500km2,总开采量2.564×108 m3/a(图8-1)。
图8-1察尔汗盐湖别勒滩剖面卤水埋深等值线图(2003年4月)
停止开采后,漏斗边缘仍向外向下延伸,中心上升。由于补给量难以计算,只能从该地区下降漏斗的观测数据来考虑,开采量已远远超过允许开采量,基本属于排水开采,给盐化工带来了地下水位下降后抽水成本增加、采卤渠建设成本增加等困难。
二、咸水入侵——冷湖
由于柴达木盆地开发程度低,盐水入侵的环境问题只发生在冷湖镇。原因是冷湖镇供水水源布局不合理,个别采矿井靠近咸水区。
冷湖镇水源地位于冷湖北岸冲洪积扇约1.2km的浅潜水藏区。共有***5口井,井深相同,垂直于地下水流向分布。1.987之前,日产5920m3。据调查,开采时动水位为11 ~ 13m,形成半径为956 ~ 1130m的下降漏斗。漏斗一直延伸到微咸水和咸水区,造成咸水回流。根据对供水管理人员的采访,称与水源打开时相比,水质明显偏咸。该水源地地下水水质变咸后,于1989在原水源地北部重新开辟了新的水源地。
图8-2柴达木盆地不合理工程布局引起的盐水入侵示意图
图8-3柴达木盆地工程布局不合理导致的盐水入侵剖面示意图
据调查,由于90年代青海石油局的迁移,人口锐减,现在人口2.08万。地下水年开采量为1 . 28 . 1 .×1 . 04 m3,比以前减少了近一半。通过2002年、2003年和2004年对水源的采样分析,部分井的水质已经变咸,水化学类型属于SO4 Cl (HCO3)-Ca Mg型。由于目前开采量较小,不是地下水超采导致的咸水入侵,而是工程布局不合理(图8-2和图8-3)。
三、水质盐碱化——格尔木
流域内水质盐渍化仅见于格尔木河冲洪积扇戈壁带的右翼。该区浅层地下水上下断面均出现水质变化,仅表现为供水井中不同的孔深和不同的过滤器放置位置。虽然孔很近,但水质差别很大(表8-3)。施工于1990的西藏粮食局供水井(孔深66.42m)因四项水质超标而废弃。在距离原井10m处挖了一口新井,孔深仅增加到101.08m,但水质较好。上下水质的“分界”深度约为80m。
水质咸化的主要原因是该地区地表或浅层有一层古盐壳。在开采过程中,由于管道泄漏等原因,盐壳中的盐分被淋溶到含水层中,导致水质盐碱化。20世纪80年代初,该地区地下水位普遍上升,将古老盐壳中的盐分浸出,也造成了水质盐碱化。此外,在1998年和1999年,格尔木市农牧局在水源地上游修建了60亩防风林带用于绿化城市,被水淹没,使包气带盐分大量溶解和下渗,导致TDS剧增等等。
表8-3格尔木河冲积扇戈壁带右翼采矿井水质垂直分异统计表
四。荒漠化(沙漠化)
柴达木盆地是中国著名地质历史时期形成的沙漠盆地。土地辽阔,但可利用的土地面积非常有限。柴达木盆地的荒漠化以原生和次生盐渍化、风蚀和沙漠化为主,其次是水蚀荒漠化。根据2004年遥感解译数据,阐述了盆地平原区的荒漠化现状。
柴达木盆地平原区沙化面积大,分布集中,沙化程度差异较大。地表景观以戈壁、风蚀洼地、风蚀残丘、风成新月形沙丘、梁窝形沙丘、风成沙地和沙被为主。柴达木盆地沙化土地面积75736.9km2,占平原总面积的54%(表8-4);其中,轻度沙化土地面积5885.3km2,占沙化土地总面积的8%;中度沙化土地面积7045.9平方公里,占沙化土地总面积的9%。严重沙化土地面积62805.7平方公里,占沙化土地总面积的83%。1960以来,流域内大规模填海造地,修建公路、铁路,开发矿产资源,大规模开采地下水,绿洲带地下水位下降,植被退化,沙化面积迅速扩大,沙化加剧,严重威胁工农业生产和当地居民生活,制约了当地经济发展。都兰地区北部大面积农田被风沙覆盖,青年农场2/3的耕地被风沙覆盖,被迫弃耕。香日德农场北部沙害严重,沙丘堆积高度已达数米。农田已经被风沙覆盖,被迫变成林地,成为防护林带。
动词 (verb的缩写)萎缩的湖泊——西台吉乃尔湖和托素湖
托苏诺尔又名托苏湖,位于柴达木盆地北缘德令哈市西南部,是一个典型的内陆盐湖。呈等边三角形,边长20km,面积192.8km2,平均水深3.5m,最深处25.70m,主要由其北部姊妹湖库尔勒克补给,蒸发排出,湖面面积在减少。湖水中TDS不断上升,北岸为19614.4g/L,南岸为15.25g/L,1984为35.74g/L,属于Cl SO4-Na Mg型。
西台吉乃尔湖位于东台吉乃尔湖西侧,水深0.4m,主要接受塔吉乃尔河水和平原地区地下水补给,以蒸发方式排泄。TDS 310 ~ 330 g/L属于Cl-Na型。湖底的沉积岩盐。遥感解译确认湖泊萎缩严重,湖泊面积1976为334.20km2,1990为168.17km2,2000年为43.37km2,占原湖泊面积的13%。25年后,湖泊面积减少了290.83km2。
在苏干湖流域,将1990的TM数据与2000年的e TM数据进行了对比。结果表明,2000年全流域湖泊水域面积为11.73km2,其中苏干湖水域面积为10.28 km2;;流域内有79.36km2的绿洲和沼泽湿地,主要分布在苏甘湖东部大哈里顿河下游的冲积扇前缘。流域现代冰川面积36.50km2,沙漠面积210.15km2。与1990相比,水域面积减少了4.24%,现代冰川减少了27.71%,绿洲和沼泽湿地减少了6.36%,沙漠扩大了14.32%(图8-4)。
表8-4柴达木盆地沙化土地统计表
大哈里顿河从山口到太鲁湖区都有地下水改造,湖泊和地下水主要由大哈里顿河补给,维持了湖泊周边的生态环境。大哈里顿河相对稳定,因为它由冰川融水补充。如果冰川面积大幅度减少或从上游向流域外调水,该地区绿洲和湖泊的生态用水量就会减少,导致绿洲和沼泽湿地减少,湖泊逐渐消失,最终导致该流域生态环境的整体恶化。
图8-4不同时期苏干湖流域主要生态环境要素对比结果
第六,盐碱化
(一)柴达木盆地盐渍化现状
根据2004年遥感解译数据,柴达木盆地土地盐渍化以原生盐渍化为主,次生盐渍化次之。盐渍化土地总面积为35810.8km2,占平原地区总面积的25%。原生盐渍化土地面积为35468.3km2(表8-5),占盐渍化土地总面积的99%。主要分布在湖盆中心的湖泊周围,地表以盐结皮、盐霜、盐斑为主,多为沙漠盐渍区,其次为沙漠草原盐渍区。
表8-5柴达木盆地原生盐渍地统计表
柴达木盆地次生盐渍化土地面积为342.5km2(表8-6),占总盐渍化面积的1%。主要分布在格尔木、诺木洪、郭勒木德乡、香日德等农区;地表以盐霜为主,其次为盐斑,多在荒漠草原盐渍土区,其分布范围主要受季节影响和人类活动控制。次生盐渍化程度因地而异。格尔木、德令哈地区农业区盐渍化程度较高,宗巴地区相对较低。
表8-6柴达木盆地次生盐渍化土地统计表
(2)盐渍化的原因
柴达木盆地盐渍化是自然和人为因素共同作用的结果。原生盐碱化完全受自然因素控制。柴达木盆地气候属于典型的干旱型,蒸发下降比高达40∶1。在历史时期,恶劣的沙漠气候和强烈的蒸发使靠近地表的浅层地下水带含盐量大,形成了大面积的原生盐渍化。
次生盐渍化主要受人类活动控制。因为柴达木盆地降水少,没有灌溉就没有农业。在地下水位较浅的农业区,发展自流渠灌溉后,由于漫灌、只灌不排等不合理的灌溉方式,地下水位上升到小于蒸发临界值,累积盐渍化程度逐年增加,土壤含盐量不断增加,形成次生盐渍化土地。
七、地下水污染
柴达木盆地城镇“三废”主要是直排,特别是工业和生活污水主要排入地表河流、排污沟、池塘等地表水体,造成部分城市浅层地下水污染。目前地下水和淡水分布区高污染工矿企业较少,污水排放量不大,地下水中污染成分简单,污染程度不是很高,范围也不是很广。经过这次调查,发现铅、石油和挥发酚在少数地方受到污染。铅只在大柴旦镇地下水中超标,含量为0.275mg/L,是硼酸厂排放的废液造成的。石油类和挥发酚污染大多集中在格尔木市和花土沟镇,与当地石化行业关系密切(表8-7和表8-8)。
随着城市的发展,“三废”的排放会增加,所以我们应该重视这个问题。
(一)格尔木市地下水污染
格尔木是盆地南缘的一座现代化新兴工业城市,位于戈壁与绿洲交界处,常住人口20.36万。是海西蒙古族藏族自治州国民生产总值增长最快的城市,也是柴达木水资源利用最多的城市。据调查,城市日用水量为10×104 m3/d,生产和生活污水排放量为2.33× 104m3/d..这些污水只是沿着城市主要街道铺设的下水道排到格尔木的东河和西河。没有排污设施的地方污水就地排放,造成城区地下水污染。格尔木地下水污染最早发现于1984格尔木河东地区。污染因子为总硬度、TDS和氯化物,污染面积为1.47 km2;:1989达到8.37km2,此外还出现了油类和酚类污染,其中格尔木东水源上段水质恶化较快,TDS和硫酸盐超标1倍以上,氯离子超标3.5倍。格尔木市污水处理厂虽已建成,但生活污水和工业废水排放设施滞后,地下水污染问题依然存在。
表8-7柴达木盆地含油量≥ 0.05 mg/L的地下水采样点
表8-8柴达木盆地挥发酚含量>:0.002mg/L地下水采样点
地下水污染最严重的是石油污染,其污染源主要是格尔木至拉萨输油管道。输油管道建于20世纪80年代,沿格尔木河敷设,长约150km,设有3座加压泵站。由于输油管道年久失修,管道漏油,泵站废油排放,地表水先被污染,河水渗入地下再污染地下水。根据2003年4月的监测数据,格尔木冲洪积扇地下水中石油类含量为0.13 ~ 0.89 mg/L,样品检出率为100%(图8-5)。与2002年相比,油污有所减少,污染范围仍与去年相同。减少石油污染的主要原因是输油管道的改造和加压泵站废油排放的减少。
图8-5格尔木市东水源区地下水中石油类含量历时曲线
(2)流域其余部分地下水污染
该盆地的矿产资源开发正处于初级阶段。除格尔木市和德令哈市外,其他城镇人口较少;工矿企业比较分散,生活和生产废水排放量不大。由于大多数城镇缺乏地下水质量的背景资料,很难确定水污染的程度。作为地下水污染源,几乎每个城镇都存在,而污水和工业废水都是就地排放。除格尔木市污水处理厂外,其他乡镇没有污水处理设施。
花土沟镇。该区主要污染物为采油厂排放的污水,主要污染指标以石油类为主。根据2003年的调查,每天的污水排放量达到1,348.1.8m3/d,这些污水就地排放,未经任何有效处理渗入山前戈壁地带。
锡铁山工业废水该地区的污染源主要是铅锌矿区的洗矿废水、采矿过程中产生的废水和火电厂排放的废水。污水排放量分别为5.771×104 m3/a、52.22×104 m3/a和78.43×104 m3/a,总排放量达到136.42× 104m3/a废水中含有大量有害物质,如铅、锌、汞、镉和砷。如果不进行污水处理,就会污染察尔汗盐湖。
都兰县。都兰县周边有7个选矿厂,包括3个铅锌矿选矿厂和4个铁矿厂,其中2个在夏哈河上游,5个在察汗乌苏河上游。这些选矿厂都是乡镇办或个体户,设施简陋,生产技术不高,选矿用废水不经处理就地排放。都兰县城区和夏日哈镇位于污染源下游,相关部门应高度重视。
格尔木市大格勒乡位于都兰县和格尔木市交界处,大格勒沟和小乌龙沟上游属于都兰县管辖。上世纪90年代末,由于五龙沟金矿(岩金)的发现,一度大量开采矿石,使用氰化物进行黄金堆浸。在小乌龙谷的南山坡上,有一个面积为0.3km2的氰化物废液沉淀池,沉淀池下部没有有效的防渗措施,表面为粉砂,下面为砾石,对地下水有很大的潜在威胁。污染源还在,应该引起相关部门的重视。
八、地下水资源衰减
(A)项目蓄水减少了地下水补给。
柴达木盆地水资源的形成和分布具有山区水资源在平原地区反复转化的特点。德令哈市怀头塔拉水库建在巴洛根河出口处,将河水全部拦截,引入河道。除了水库大坝下有少量渗漏和渠道渗漏外,洪水期没有多少河水能渗入地下,因此该地区地下水资源大大减少。
引渠引起的地下水资源枯竭,在流域内所有灌区也普遍存在。流域内冲洪积扇的地下水资源主要依靠河水的渗漏。河水引入渠道时,大部分或全部河水在渠道中运行,其渗漏量远小于自然河流的渗透量。据调查,香日德农场1井完井时水位为77.27m(1974 8月31),2003年8月实测水位为1987年6月100.33m。
(B)由于自然条件的变化,地下水资源可能减少
现代冰川广泛分布于柴达木盆地山区,总面积1358.46km2,冰川储量1135×108 m3,冰川年融化水量9.18×108 m3,占柴达木盆地河流径流补给总量的20%。
受全球气温持续上升影响,盆地平原区平均气温总体呈上升趋势,比值为0.0155 ~ 0.062℃/a,山区多年平均气温也将持续上升,气候将逐渐变暖,该地区冰川萎缩趋势加剧。如祁连山卡克图蒙克冰川,最高海拔5696m,1993年冰川面积44.5km2,减少到40.9km2在2006 54 38+0;8年间减少了3.6km2,年均减少0.45km2,萎缩率为1.01%(图8-6)。气温持续上升,高寒地区冰川大量融化,会增加河流径流,短时间内增加地下水的入渗补给;当冰川萎缩到一定程度,冰川融水补给的上述河流流量减少,下游地下水补给减少,削弱了地下水资源。
图8-6北山冰川萎缩1976与2001冰川面积对比。