地下水质量评估与控制策略研究
魏琛
烟台市水文中心(单位), 山东 烟台 邮编264000
摘要:地下水资源与大气水资源和地表水资源相互联系、互相转化,是参与水循环的重要一环,也是当前人类生活居住赖以生存的重要自然资源。地下水资源水质质量直接关系居民健康和生产生活,影响着城乡建设和可持续发展。伴随当前经济飞速发展和城市化建设进程的加速,特别是城市生活用水和农业生产用水以及工业用水导致愈发严重的地下水污染日渐成为阻碍经济社会发展的因素,保障水资源可持续利用,处理处置地下水污染,保障地下水水质安全,做好地下水质量评估,采取控制和治理措施已然成为当前发展的重要课题。
关键词:地下水;水质;质量评估;治理措施
一、引言
从全球范围来看,人类社会发展面临地下水资源萎缩的严峻形势,从2000年至2022年间,71%的地下含水层系统水位下降,其中617个含水层每年地下水位下降超过0.1米,占比达到36%[1]。我国地下水资源分布不均,地下水资源与人口聚集情况并不协调,南北存在很大程度上的差异,北方地区地下水资源总储量占全国的94.5%,南方地下水资源则占全国的5.5%,全国地下淡水总储量约为37.21万亿立方米,地下咸水总储量约为14.67万亿立方米。如何开发利用我国地下水资源,控制和处置地下水污染是当前发展的重要课题。
二、针对地下水水质的质量评估
2.1地下水水质的质量评价指标
地下水水质的质量评价指标同其他水资源评价指标基本相同,常见都采用水质的物理指标、化学指标以及微生物指标。物理指标通常采集水样的温度、酸碱度pH值、水电导率、浊度以及溶解氧指标等数据;地下水的化学指标通常包括水样的离子、水样营养物质、重金属元素含量、化学残留和药物残留以及有机物含量等数据;地下水的微生物指标则包括各类微生物病菌等。各地地下水形成因素和地质状况以及流动路径都各不相同,水质变化差异明显,采取地下水水质的质量评价控制变量、结合多方面因素,具有复杂性、差异性[2]。
2.2 地下水水质的质量评价方法
发展地下水资源的可持续发展,实现高效节能、低碳环保地开采利用地下水,必须建立体系完善且全面可靠的地下水水质的质量评价指标,以供科学开采、合理调配、充分处置地下水污染、遏制地下水资源萎缩,保障地下水资源的健康发展可持续。
当前地下水水质的主要质量评价方式包括宏观指标法、水质特征值法、经验印证法、水质综合评价法。当前发展较为完善体系较为成熟且长期发展积累了完备经验的是宏观指标法,依托的是长期的历史观测数据,通过人工选择指标来评价判断水质;而针对一些特殊地区和具有明显水文特征、地质特征以及特殊监测需要,通常也会采用水质特征值法,针对水样的某特征指标进行监测评估;经验印证法则是指通过长期积累的历史观测数据进行对比评价;水质综合评价法即是综合多因素、多变量进行地下水水质的一体化评价[3]。
三、地下水水质的质量控制与治理策略
3.1 针对地下水资源的宏观控制策略
地下水资源与大气水资源和地表水资源相互联系、互相转化,地下水是水循环系统中的一环,针对地下水资源的宏观控制需要综合考量大气水资源和地表水资源等诸多因素,虽我国地下淡水从总储量上来看主要分布在北方地区,但北方地区水源状况更加堪忧,我国人均水资源占有量为2163立方米,约为全球平均水平的24.21%,而在我国北方,如黄淮海地区人均水资源占有量仅为462立方米、京津地区人均水资源占有量仅为292立方米。
因此针对地下水资源的宏观控制策略需要考虑各地区间综合水源状况差异,合理布局水资源分配、将地下水资源采用量控制在一定范围内,实施南水北调等方式合理调配水资源,缓解部分地区水资源主要依赖地下水的单一方式,在合理开采中逐步恢复北方地区地下水资源。
3.2 针对地下水资源的区域控制策略
针对地下水资源的区域控制策略应当包括三个方向的具体策略,首先是通过恢复植被,增加植被覆盖面积,利用植被来调整吸收以及结合土壤自身调节能力来去除水污染,减少水土流失;其次是采取人工的物理化学方式进行吸附、沉淀、离子交换、电渗析等人工处理处置的方式,加大处理处置地下水污染的能力,配合做好地下水的区域控制;最后是通过专门针对地下水设置高级氧化法处置的水资源处置站点,积极发展光电、臭氧物质等新能源方式,结合氧化反应来去除地下水污染物[4]。
3.3 针对地下水资源的治理难点
针对地下水资源的治理与控制,不是一蹴而就的速成项目,而是需要长期治理的工程。地下水水质治理自身具有复杂性、差异性,因而具有相当的治理难度[5]。当前我国现有技术条件下实现地下水污染的治理主要面临以下几点问题,首先是当前治理技术的局限,导致一些地区实现治理技术应用还不是很完善,一些新近投入的治理技术成本仍旧偏高;其次是地下水资源分布不均,无法高效布局合理匹配治理资源,地下水流动性较强,更加增添了不小的治理难度;再者是随着城镇发展以及工业化发展使得地下水中主要的污染物质也纷繁多样,需要采用多种途径和方法进行监测,并且存在很大的追踪监测难度;最后是地下水的治理和控制需要综合考量地下水水位、地下水水质、地下水污染分布等多方面因素,治理需要结合地区特点进行分类管理。
四、结语
综上所述,当前生态发展可持续的目标下,保障人民生产生活和群众健康需要加强地下水质量评估和控制,采取综合治理的方法,不断引入新技术新手段完善治理措施,增进治理能力和控制策略,对实现地下水可持续开发利用以及生态保护而言具有重大意义。
参考文献
[1]马成有.地下水环境质量评价方法研究[D].吉林大学,2009.
[2]费宇红,张兆吉,郭春艳,等.区域地下水质量评价及影响因素识别方法研究--以华北平原为例[J].地球学报, 2014, 35(2):8.DOI:10.3975/cagsb.2014.02.02.
[3]潘春芳,崔广柏,张浩.地下水环境质量评价方法研究[J]. 2008.
[4]张笑然,王岩,王梓霖,等.地下水环境质量评价研究综述[J].吉林农业:学术版, 2011(9):1.DOI:CNKI:SUN:JNYZ.0.2011-09-193.
[5]林太 达.地下水质质量评价与地下水资源管理方法的研究[J].水电水利, 2020, 4(6).DOI:10.32629/hwr.v4i6.3092.