La historia y situación actual de las actividades humanas que intervienen en el ciclo de las aguas subterráneas del Cuaternario.
El Período Cuaternario es la era de la creación y el desarrollo humano. Como miembro más activo, el Cuaternario desempeña un papel importante en la evolución de la circulación de las aguas subterráneas en la llanura de Henan. Especialmente desde la era de las máquinas de vapor, la evolución del acuífero en la llanura de Henan se ha visto afectada por el cambio climático y las actividades humanas. Con el continuo desarrollo de la productividad social, la intervención y el impacto de las actividades humanas en la hidrosfera son cada vez más evidentes.
Yu el Grande (2277 ~ 2213 a. C.) es bien conocido por su control de inundaciones. Abrió agua en la llanura de Henan y transportó arena a las zonas bajas de la llanura, cavó zanjas y dragó la tierra, y el desarrollo agrícola condujo al aumento de los ríos Xia y Shang en los tramos inferiores del río Amarillo. El dragado del río Yuhe drenó y recuperó una gran superficie de pantanos en la llanura de Henan, y el entorno sedimentario fue restringido o modificado. Esta puede ser la primera vez que el entorno hidrosférico de la llanura de Henan se transforma artificialmente a gran escala. Más tarde, en el año veinticinco de Wei Wenhou (422 a. C.), Ximen Bao emitió un edicto: "La gente del país cavó doce canales para desviar el agua para regar los campos del pueblo e irrigar todos los campos" ("Registros históricos: Biografía divertida"); En el año treinta y uno (361 ~ 340 a. C.), se llevaron a cabo dos excavaciones del sistema de agua. La primera fase del proyecto es "Aquellos que entran al río desde Futian y aquellos que sacan agua de la zanja" (citado de "Shui Jing Zhu · Qu Shui Zhu" en Bamboo Chronicles). Es decir, el agua se desvía del río Amarillo (o Xingyang) en el norte hacia Putianze en Zhengzhou y Zhongmouxi, y luego se cavan zanjas hacia el este hasta Kaifeng, haciendo que Xingze y Putianze se conviertan en reservorios reguladores naturales: "Si el agua es abundante, , fluirá hacia el norte y el canal. Si se desborda, se extenderá hacia el sur”. La segunda fase del proyecto consiste en desviar el agua de Putian hacia el este y luego girar hacia el sureste para conectar con el río Huaihe. Después de que Qin unificó los seis países, comenzó a "cruzar resueltamente el río para evitar el peligro". Registros históricos"). Una es impedir que el río avance hacia el sur y la otra es pensar que ese es el camino que debe seguir. Al final de la dinastía Han del Este, para unificar el norte, Cao Cao desarrolló vigorosamente proyectos de transporte de agua y excavó. una serie de canales para conectar el río Amarillo y el río Haihe, formando gradualmente el marco del Canal Norte-Sur. En 608 d.C., Yang Di abrió el Canal Yongji, que iba desde Luoyang hasta el norte del río Amarillo, al oeste de Tianjin y luego hasta Beijing, de modo que todos los ríos de la llanura del norte de China desembocaban en el Gran Canal, formando un sistema unificado del río Haihe; en 1289, el río Jeju y el río Huitong se abrieron nuevamente. El Gran Canal Norte-Sur ya no pasa por alto Luoyang, etc. Estas actividades humanas han cambiado la estructura de la red hidrológica natural en la superficie, ejercido un efecto regulador regional sobre la hidrosfera superficial y perturbado el ambiente de la hidrosfera superficial cuaternaria en la llanura de Henan en diversos grados.
Según los datos arqueológicos actuales, la invención de pozos para interferir con el entorno de las aguas subterráneas comenzó en el período de la cultura Yangshao hace aproximadamente 5,7 mil años. Por ejemplo, 5700aB. El pozo Mulan descubierto en el sitio cultural Yuyao en Zhejiang muestra que los humanos ya habían utilizado e intervenido en el acuífero en ese momento. En 1957, los arqueólogos descubrieron dos pozos en Handan, en la parte norte de la llanura de Henan. Los pozos tenían unos 7 metros de profundidad y pertenecían al período Longshan. Se descubrieron dos pozos de agua con estructura de madera en Taixi, Gaocheng, Hebei, con un diámetro de 1,38 ~ 2,95 my una profundidad de 3,7 ~ 5,1 m. Hay placas de madera en el fondo de los pozos, que se han verificado como de la dinastía Shang. restos. En la parte sur de la llanura de Henan, se descubrieron muchos pozos antiguos en Shangcai y la antigua ciudad del estado de Cai (65438 a. C. - 065438 a. C., principios de la dinastía Zhou Occidental). La invención del pozo amplió enormemente el alcance y la intensidad de la intervención humana en el acuífero.
A finales de la década de 1950 y principios de la de 1960, con el surgimiento de proyectos modernos de conservación del agua, como la perforación de pozos, el círculo de agua subterránea en la llanura de Henan comenzó a recibir una intervención vigorosa y el nivel del agua subterránea disminuyó. Sin embargo, antes de la década de 1960, el nivel de productividad industrial y agrícola en toda la zona de la llanura todavía era bajo. Zhengzhou, Kaifeng, Luoyang, Xinxiang, etc. sólo comenzaron a convertirse en ciudades industriales a finales de la década de 1960, con bases industriales débiles y bajas. demanda de agua industrial. En las vastas áreas agrícolas de la llanura de Henan, se utilizan pequeños proyectos de desviación de agua a lo largo del río y pozos de mampostería para el riego por elevación de agua, o se utiliza agua de embalses para el riego por canales. Sin embargo, desde el decenio de 1970, la demanda de agua industrial y agrícola ha aumentado considerablemente y, en general, se ha producido una "fiebre del bombeo de pozos" en las zonas llanas. La intensidad de la explotación de aguas subterráneas se ha duplicado, con una densidad media de pozos de bombeo de aproximadamente 6 pozos/km2. se ha convertido en el cuarto sistema de actividades humanas intensivas de la hidrosfera.
En cuanto a la intervención humana más fuerte en el círculo de aguas subterráneas, la sobreexplotación de los últimos 30 años, unida a la construcción de un gran número de embalses en las zonas montañosas occidentales, ha provocado una reducción de la escorrentía superficial que ingresa a las áreas llanas y una disminución en los niveles regionales de agua subterránea año tras año. Los condados de Wenxian, Mengzhou, Fanxian y otros lugares tienen un área de embudo de goteo subterráneo a gran escala, que es casi continua. Los acuíferos poco profundos de algunas zonas han sido básicamente drenados y el entorno de las aguas subterráneas regionales sigue deteriorándose. Actualmente, los efectos de esta intervención no deseada se están intensificando.
Del análisis anterior, se puede ver que los cambios en el entorno de la hidrosfera de la llanura de Henan durante el período geológico histórico estuvieron dominados por cambios paleoclimáticos y movimientos tectónicos superficiales, que son las principales fuerzas impulsoras del evolución del entorno de la hidrosfera. Hoy en día, la actividad humana se ha convertido en una tercera fuerza impulsora influyente y muy importante. Por esta razón, el término "anillo de antraceno" fue propuesto por el alemán P.J. Cratzen y el estadounidense E.F. Stoermer*** en 1999. A partir del Holoceno, clasificaron 65.438 1.784 vatios en la segunda mitad del siglo VIII como "Antropoceno" desde la invención de la máquina de vapor por J. Watt hasta el presente y 50.000 años en el futuro. Durante el Antropoceno, las actividades humanas pueden separar las fuerzas motrices climáticas y tectónicas que tienen impactos importantes en la superficie y el subsuelo de la dirección de la evolución natural, y los esfuerzos humanos para modificar el entorno de la hidrosfera aumentarán considerablemente. En los próximos miles o incluso decenas de miles de años, los "seres humanos" serán una fuerza impulsora importante, que tendrá un impacto significativo y de gran alcance en el medio ambiente, incluido el círculo de aguas subterráneas. Ahora, la gente espera con ansias el desarrollo científico, interviniendo correctamente en el entorno natural, utilizando la fuerza impulsora de las "personas" y esforzándose por buscar una situación armoniosa entre el hombre y la tierra mediante la intervención activa del Sur al Norte. Proyecto de desvío de agua, la mala situación antes mencionada se puede mejorar gradualmente.
12.3.1.2 El estado actual de las actividades humanas que intervienen en el acuífero Cuaternario y sus efectos ambientales negativos.
En las últimas décadas, el agua subterránea, como una de las principales fuentes de suministro de agua en la llanura de Henan, ha desempeñado un papel importante en el desarrollo económico y social regional. El acuífero principal es agua subterránea poco profunda, con un volumen de extracción de 89,68 × 108 m3/a (1997), lo que representa el 85,56 del volumen de extracción de agua subterránea. Seguida por las aguas subterráneas profundas, el volumen minero representa el 14,44% del total. El patrón de cambio general de la extracción de agua subterránea es que aumenta gradualmente de sur a norte y del piedemonte a la llanura. Entre ellas, la ciudad de Xinxiang tiene el mayor volumen de minería, 27,22 × 108 m3/a (2003).
Las aguas subterráneas poco profundas de la cuenca del río Haihe tienen el mayor grado de desarrollo y utilización, con un promedio de 80,6. La cuenca del río Amarillo y la cuenca del río Huaihe representan alrededor del 50% (Tabla 12.4).
Cuadro 12.4 Cuadro estadístico sobre el desarrollo y utilización de aguas subterráneas poco profundas en la llanura de Henan ()
La explotación de aguas subterráneas profundas se concentra principalmente en áreas urbanas y se utiliza principalmente para agua industrial y doméstica. Sólo una pequeña cantidad se realiza en zonas rurales. Xinxiang, Puyang, Zhengzhou, Kaifeng y otras ciudades están ubicadas en el norte y centro norte de la llanura de Henan, y la intensidad de la explotación de aguas subterráneas profundas es relativamente alta, con un módulo de extracción de 3,2 ~ 6,6 × 104 m3/km2a; En las áreas de Pingdingshan, Xuchang y Zhumadian ubicadas en la parte central de la llanura, las aguas subterráneas profundas tienen poca riqueza de agua y la intensidad de extracción es relativamente baja. El módulo de extracción es de 0,3 ~ 3,6 × 104 m3/km2a. El área de Xinyang ubicada en la parte sur de la llanura tiene el módulo minero más pequeño de agua subterránea profunda, generalmente 0,04 ~ 0,5× 104m3/km2a.
Debido a la explotación a largo plazo de los recursos de aguas subterráneas, las actividades humanas han interferido cada vez más con el acuífero cuaternario en la llanura de Henan. Por lo tanto, no sólo se han reducido gravemente los recursos de agua subterránea, sino que también se han provocado desastres geológicos como hundimientos y fisuras del suelo, y el problema de los efectos ambientales negativos se ha vuelto cada vez más grave.
1) La sobreexplotación de las aguas subterráneas conduce a la disminución de los recursos hídricos subterráneos. En Anyang, Hebi, Puyang, Xinxiang, Jiaozuo, Zhengzhou, Shangqiu, Xuchang, Luohe y otros lugares, las aguas subterráneas poco profundas de la llanura de Henan han sido sobreexplotadas en grandes áreas y los recursos de aguas subterráneas se han atenuado gravemente. El número de embudos de caída del nivel del agua subterránea era de 1999, y aumentó a 10 en 2004, con un área total de 7247 ~ 10018 km2 (Tabla 12.5). Entre ellos, el embudo de aterrizaje en el área de Anyang-Hebi-Puyang en la parte norte de la llanura es el más grande, alcanzando 5648 ~ 7208 km2, seguido por el embudo de aterrizaje en el área de Wuzhi-Wenxian-Mengzhou, con un área de 532~998 km2 (Tabla 12.6).
Tabla 12.5 Tabla estadística de embudos de caída de aguas subterráneas poco profundas en la llanura de Henan
Tabla 12.6 Embudos de caída de aguas subterráneas poco profundas típicos en la llanura de Henan
En áreas con concentración urbana diseño industrial, pozos profundos La densidad es alta y las aguas subterráneas profundas están gravemente sobreexplotadas, formando un embudo profundo de caída del nivel del agua subterránea centrado en la fuente de agua urbana. Según las estadísticas, las aguas subterráneas profundas han sido sobreexplotadas en diversos grados en la mayoría de las zonas urbanas de la llanura de Henan. Entre ellos, el área del embudo de descenso del nivel freático profundo es de 444,6 km2 en la ciudad de Zhengzhou, 122,0 km2 en la ciudad de Kaifeng y 480 km2 en la ciudad de Shangqiu. El nivel del agua en el centro del embudo de caída de agua subterránea profunda en las ciudades de Xuchang y Zhumadian está por encima de los 80 m, y en las ciudades de Jiaozuo y Hebi es de alrededor de 80 m. El nivel de las aguas subterráneas regionales está disminuyendo año tras año y los recursos de aguas subterráneas están gravemente atenuados. Al mismo tiempo, aumenta el espesor de la zona vadosa, disminuye la escorrentía superficial, se degrada el entorno ecológico de ríos y humedales y la hidrosfera superficial se ve afectada negativamente.
2) Riesgos de hundimientos y fisuras del terreno. La continua sobreexplotación de las aguas subterráneas ha provocado que el nivel del agua subterránea siga disminuyendo, que el acuífero se drene parcialmente y que se compriman los poros de almacenamiento de agua, lo que ha provocado hundimientos de la tierra y desastres por fisuras. En la actualidad, se ha producido hundimiento del suelo en Xuchang, Kaifeng, Puyang y otros lugares, y también han aparecido grietas en el suelo en algunos lugares.
3) Cambios y contaminación de la calidad de las aguas subterráneas. Las actividades humanas han contaminado la hidrosfera durante mucho tiempo, pero antes de la industrialización sólo estaba localizada y la cantidad total de contaminantes era muy pequeña. En la mayoría de los casos, la capacidad de autopurificación del agua puede eliminarse por completo y no es suficiente para provocar contaminación en el entorno de la hidrosfera. Después de la revolución industrial, especialmente en las últimas décadas, debido al rápido aumento de las capacidades de intervención humana, el consumo de agua ha aumentado dramáticamente y grandes cantidades de aguas residuales industriales y domésticas se han vertido a las aguas superficiales y subterráneas. Además, los residuos sólidos industriales se acumulan al azar, se utilizan grandes cantidades de pesticidas y fertilizantes y las aguas residuales se utilizan directamente para el riego, lo que da lugar a que un gran número de contaminantes se filtren en el círculo de aguas subterráneas a través de cuerpos de agua superficiales o mediante lixiviación por precipitación, provocando contaminación del medio ambiente de las aguas subterráneas. Además, a medida que el nivel del agua subterránea desciende significativamente, el espesor de la zona vadosa aumenta, se desarrolla un ambiente oxidativo y la oxidación aumenta, lo que resulta en la activación de iones de sal en el medio de drenaje del acuífero, que ingresan al cuerpo de agua subterránea bajo el proceso de lixiviación. Efecto de las precipitaciones atmosféricas o de las aguas superficiales, provocando que la variación en el contenido de sal, salinidad y calidad del agua de las aguas subterráneas aumente e incluso provoque contaminación. Al mismo tiempo, la sobreexplotación de las aguas subterráneas ha cambiado el patrón de circulación del sistema de circulación de aguas subterráneas. En algunas zonas, el patrón cíclico de descarga vertical de aguas subterráneas, evaporación superficial e infiltración parcial de aguas subterráneas es el patrón de movimiento dominante, lo que aumenta la acumulación repetida de sal y la infiltración de contaminantes en el acuífero, lo que lleva a un mayor deterioro del medio ambiente de las aguas subterráneas y a una mayor escasez de recursos de aguas subterráneas. Desde 65438 hasta 0997, los resultados del monitoreo de la calidad del agua subterránea de casi 50 pozos mostraron que 70 de los pozos de monitoreo no cumplían con los estándares de agua potable. En ambos lados del río, donde la contaminación de las aguas superficiales es grave, destaca la contaminación zonal de las aguas subterráneas, que se ha convertido en el área más afectada por la contaminación ambiental de las aguas subterráneas en la llanura de Henan.
4) La red hidrológica de la hidrosfera superficial ha cambiado, los lagos y depresiones se han secado y el entorno ecológico de los humedales se ha reducido. Históricamente, el número y la escala de los proyectos humanos de conservación del agua fueron limitados y no interfirieron significativamente con la circulación de la hidrosfera. Desde la revolución industrial, especialmente en las últimas décadas, el consumo de agua para la producción y la vida ha aumentado dramáticamente, y la escala y el número de diversos proyectos de conservación del agua se han vuelto cada vez mayores. A menudo, los afluentes de ríos grandes, medianos y pequeños interceptan y almacenan agua en todas partes, reduciendo a menudo el caudal de la corriente principal o incluso cortándolo por completo. Por ejemplo, en el tramo medio y superior del río Amarillo, la cantidad de desvío artificial de agua ha seguido aumentando desde tiempos históricos y la capacidad de transporte de arena del río ha disminuido. Se ha acumulado una gran cantidad de sedimentos aguas abajo. lecho del río El lecho del río Amarillo ha seguido aumentando, las brechas se han inundado, grandes extensiones de tierra han quedado sepultadas por sedimentos y el entorno ecológico local ha sufrido cambios adversos. En las décadas de 1980 y 1990, la sequía del río Amarillo reemplazó a las inundaciones del río Amarillo y se convirtió en un nuevo problema que afectó el desarrollo económico de la llanura de Henan.
La llanura de Henan solía tener muchos lagos, que históricamente desempeñaron un papel muy bueno en la desviación y el control de inundaciones, la detención de inundaciones y el riego, y la mejora del entorno ecológico. Sin embargo, desde la década de 1980, debido a la ingeniería humana, la cantidad de agua que ingresa a la llanura se ha reducido considerablemente o no fluye agua, los ríos aguas abajo casi se han secado, la red hidrológica superficial ha cambiado y muchos lagos y depresiones han sufrido dramáticas cambios. Por ejemplo, el humedal del río Amarillo Jinmeng, el humedal Kaifeng Liuyuankou y el humedal del río Amarillo en el norte de Henan Lao se han visto afectados en diversos grados. El entorno ecológico de los humedales se está reduciendo y algunas plantas a las que antes les gustaba el agua y la humedad se han reducido o han desaparecido. La biodiversidad está bajo grave amenaza.