Zonificación del entorno geológico y medidas de control del entorno hídrico causado por las aguas subterráneas
Los problemas geológicos ambientales causados por las aguas subterráneas incluyen principalmente una serie de desastres geológicos como la intrusión de agua de mar causada por la sobreexplotación de las aguas subterráneas, los embudos de sobreexplotación, hundimientos del terreno y fisuras del terreno.
1. Intrusión de agua de mar (salada)
La intrusión de agua de mar (salada) se refiere al fenómeno en el que el agua de mar (salada) infecta directamente las capas de agua dulce debido a la disminución de los niveles de agua subterránea terrestre. .
La intrusión de agua marina (salada) en esta zona comenzó en 1976, principalmente a lo largo de la costa de la bahía de Laizhou. Según un estudio de 1999, el área de invasión acumulada alcanzó los 573,20 km2. En los últimos años, el área de invasión ha seguido expandiéndose, afectando a otras zonas de la península. En 2002, el área invadida alcanzó 1.653,3 km2, incluidos 750,8 km2 en Yantai, 136 km2 en Qingdao, 284,9 km2 en Weihai, 413 km2 en Weifang y 68,6 km2 en Dongying.
La tendencia general de la intrusión de agua marina (salada) es que el área de invasión se está expandiendo y la velocidad se está acelerando. Por ejemplo, el área invadida era de 982,4 km2 en 1992 y alcanzó 1.653,3 km2 en 2002, un aumento de 670,9 km2 con respecto a 1992, y se está desarrollando a un ritmo anual de 67,1 km2.
2. Embudo de sobreexplotación de aguas subterráneas
(1) Descripción general
La explotación de recursos de aguas subterráneas reduce el nivel de las aguas subterráneas en el área minera, cambia el campo de flujo natural de aguas subterráneas y forma un embudo de caída del nivel freático. Si el volumen de extracción excede el volumen de recarga durante un período prolongado (es decir, sobreexplotación), el embudo de agua subterránea se desarrollará y expandirá gradualmente. Desde el año 2000, los cambios dinámicos en los niveles de las aguas subterráneas en la región han mostrado en general una tendencia a la baja. A finales de 2000, había cinco áreas de sobreexplotación de aguas subterráneas poco profundas en el área de la llanura, con un área total de 6280 km2, de los cuales Yantai tenía 1349 km2, y las áreas más grandes eran Weifang, Zibo y Dongying, alcanzando 4289 km2 (Tabla 6). -6).
Tabla 6-6 Descripción general de las áreas de sobreexplotación de aguas subterráneas poco profundas en la península de Shandong
(2) Tipos y peligros de los embudos de sobreexplotación de aguas subterráneas poco profundas
Aguas subterráneas poco profundas Más de 20 Se han formado embudos de sobreexplotación en el área de sobreexplotación. Algunos embudos representativos se muestran en la Tabla 6-7. Se dividen principalmente en dos tipos de embudos de sobreexplotación: agua de fisura kárstica y agua de poro.
Tabla 6-7 Tabla estadística del estado actual de los principales embudos de sobreexplotación de aguas subterráneas en áreas urbanas de la península de Shandong
El embudo de sobreexplotación de aguas kársticas está representado por el embudo de sobreexplotación en Zibo Dawu Water Fuente. La fuente de agua está ubicada en el municipio de Dawu, distrito de Linzi, ciudad de Zibo. El volumen de extracción permitido es de 39,00 × 104 m3/d. El volumen de extracción promedio durante muchos años es de 51,56 × 104 m3/d. El volumen de extracción ha sido durante mucho tiempo mayor que el volumen de recarga, el embudo se formó en 1980. . En ese momento, el área del embudo cerrado con un nivel de agua de 37 m era de 2,1 km2. Después de que el nivel de agua central alcanzó los 36,4 m, el nivel del agua bajó rápidamente y el embudo se expandió año tras año. El nivel del agua en el décimo centro descendió a -13,8 m y el nivel del agua en el décimo centro descendió a 50,2 m. La formación del embudo de Dawu provocó el desguace de muchos pozos de la zona y provocó el retorno de una gran cantidad de aguas residuales, lo que provocó la contaminación de las aguas subterráneas. La salinidad fue de 3.265.438 en 1991,96 mg/L, aumentando a 479,14 mg/L en 1995, un aumento de 65.438 en cinco años.
El embudo de sobreexplotación de agua intersticial está representado por el embudo de sobreexplotación Huantai-Guangrao-Shouguang-Hanting-Changyi. El súper embudo minero Huantai-Guangrao-Shouguang-Hanting-Changyi constaba de cinco embudos independientes antes de 1995. A medida que la cantidad de extracción de agua subterránea continúa aumentando, el embudo se expande en consecuencia. La línea de nivel de agua subterránea de 0 m en 1995 conecta los embudos para formar una franja de embudo de este a oeste (Figura 6-5). En 1997, el área del embudo era de 2210 km2 y la profundidad del enterramiento era de 45,37 m. La formación del embudo provocó una gran intrusión de agua de mar (salada) en la zona, lo que agravó la escasez de agua. En la sección de Huantai, el bombeo y la producción de algunos pozos se han reducido considerablemente, lo que ha provocado la contaminación de las aguas subterráneas.
3. Subsidencia del terreno y subsidencia del terreno
La subsidencia del terreno es la extracción artificial de agua subterránea de estratos cuaternarios sueltos, que tiene como resultado la compactación del acuífero y su capa superior de suelo, y la vertical. elevación del terreno Fenómeno geológico que se va perdiendo lentamente. Por ejemplo, en las proximidades de la ciudad de Dongying, en el norte de Shandong, y en la zona del delta del río Amarillo, el hundimiento del suelo causado por la explotación excesiva de aguas subterráneas y la extracción de petróleo y gas en 2000 alcanzó entre 284 y 397 mm.
De 2002 a 2003, el hundimiento del terreno fue de 22 a 23 mm.
El hundimiento del terreno fue causado por el cambio en la relación mecánica entre el suelo y el agua subterránea durante la sobreexplotación artificial del agua subterránea, lo que resultó en un aumento en el caudal. de las aguas subterráneas y un aumento de las partículas del suelo, peligros geológicos migratorios. Este tipo de desastre ocurre principalmente en Zibo, Jinan, Weifang y otros lugares en el área de desarrollo kárstico oculto del Paleozoico en el centro y sur de Shandong. Por ejemplo, en la aldea de Xiye, condado de Yiyuan, Zibo, en 1978, la planta de coque bombeó una gran cantidad de agua, provocando el colapso del suelo. En 1989, el suelo se había derrumbado en 11 lugares, cubriendo un área de 0,003 km2, provocando grietas en decenas de casas.
Además de los tipos anteriores de intrusión de agua de mar, embudo de sobreexplotación, hundimiento de la tierra y hundimiento del suelo, los tipos y desastres causados por el agua subterránea en la aglomeración urbana de la península de Shandong incluyen fisuras del suelo, erosión del suelo, colapsos, deslizamientos de tierra, flujos de escombros y sal terrestre Diversos tipos y desastres como el anegamiento, la erosión costera, la degradación de la vegetación y las enfermedades endémicas no sólo han causado el deterioro del entorno geológico y ecológico, sino que también han causado enormes pérdidas en vidas y propiedades de las personas (Tabla 6- 8).
Figura 6-5 Mapa de contorno de disminución del agua subterránea en el área de sobreexplotación de Ziwei (ligeramente modificado según Wang et al., 2002)
2. Zonificación de evaluación integral de la calidad del entorno geológico del agua subterránea
Principios y métodos de evaluación integral
La idea básica de la evaluación integral es descomponer el sistema del entorno geológico en n subsistemas, luego seleccionar factores de evaluación de cada subsistema y luego Los valores de índice correspondientes a los factores de evaluación se superponen según el valor de peso para obtener el índice de evaluación de cada unidad de evaluación, es decir, el índice de calidad del medio ambiente geológico. El índice de calidad difuso propuesto en esta sección es un índice de calidad integral (FQI) obtenido mediante operaciones matemáticas difusas. El índice de calidad difuso en realidad refleja la calidad del entorno geológico de la unidad de evaluación. Cuanto mayor sea el valor del FQI, peor será la calidad del entorno geológico. Cuanto menor sea el valor del FQI, mejor será la calidad del entorno geológico. Las áreas de calidad se dividen según el valor de FQI. FQI=1 es un área con excelente calidad del ambiente geológico; 1 < fqi ≤ 2 es un área con buen ambiente geológico; < fqi ≤ 4 es un área con buen ambiente geológico. Las áreas con mala calidad ambiental; 4 < fqi ≤ 5 son áreas con mala calidad ambiental geológica (Figura 6-6).
Tabla 6-8 Lista de problemas ambientales geológicos causados por montañas subterráneas en el área de aglomeración urbana de la península de Shuidong
Figura 6-6 Evaluación integral de la calidad ambiental geológica causada por el agua subterránea en Shandong Aglomeración urbana peninsular
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2. Resultados de la evaluación integral
Durante la evaluación, se realizan cálculos estadísticos sobre las unidades de evaluación del área para determinar los valores del índice de evaluación. y pesos, las operaciones difusas se realizan a través de una microcomputadora y el FQI se genera automáticamente utilizando el software MapGIS. Luego, el mapa de contorno se corrige de acuerdo con la situación real de la unidad de evaluación geológica ambiental para que los resultados de la evaluación sean más consistentes con la situación real de la. zona de estudio. Finalmente, la calidad ambiental geológica del área de evaluación se dividió con base en el mapa de contorno del FQI (Figura 6-7).
Figura 6-7 Zonificación de la calidad del ambiente geológico causada por el agua subterránea en áreas de aglomeración urbana de la península de Shandong
A partir de los resultados de la evaluación, se puede ver que las áreas con mala calidad del ambiente geológico son Distribuidos en el delta del río Amarillo y Laizhou, la costa del Golfo, el valle del río Jiehe, el área de distribución de deslizamientos de tierra en el sur de la ciudad de Laizhou y el área de distribución de hundimientos y deslizamientos de tierra en el noreste de la ciudad de Qixia. calidad se encuentran en el tramo medio y bajo del delta del río Amarillo y en las zonas de Dongying y Weibei. Las áreas con calidad ambiental geológica media y buena se ubican en la periferia de áreas con mala calidad, en la llanura del río Amarillo y en algunos valles y llanuras costeras en la desembocadura del río. Las zonas con excelente y buena calidad del entorno geológico se distribuyen en las zonas montañosas bajas de la península de Jiaodong, las llanuras aluviales del sur del centro y sur de Shandong y la llanura del río Amarillo.
Los resultados de la evaluación son básicamente consistentes con el entorno geológico actual del área de trabajo. Las áreas con mala calidad tienen malas condiciones ambientales geológicas, desastres geológicos desarrollados y daños ambientales geológicos intensos. Por ejemplo, la zona costera del delta del río Amarillo es un área sin agua dulce, el ambiente acuático es pobre y la tasa de erosión costera es la más alta de toda la región. Los resultados de la evaluación son consistentes con la situación actual. Las áreas excelentes tienen mejores antecedentes ambientales geológicos, un excelente entorno acuático, no hay fuentes importantes de contaminación y menos desastres geológicos, y los resultados de la evaluación son consistentes con la situación actual.
3. Análisis de las tendencias de desarrollo de la calidad ambiental de las aguas subterráneas y medidas de control
1. Análisis de las tendencias de desarrollo de la calidad ambiental de las aguas subterráneas
En general, las aguas subterráneas urbanas Medio ambiente de la península de Shandong La tendencia de desarrollo de la calidad es principalmente una disminución y un deterioro gradual. Aunque algunas zonas han mejorado gracias al fortalecimiento de la gobernanza, como la tasa de intrusión de agua de mar en la bahía de Laizhou, que se ha controlado hasta cierto punto, y problemas como la sobreexplotación de las aguas subterráneas y la interrupción de famosos manantiales en las zonas kársticas del centro y el sur de Shandong se han aliviado hasta cierto punto, la tendencia general sigue siendo principalmente descendente.
Desde el piedemonte hasta la llanura costera, la contaminación se expandirá aún más, desde la contaminación puntual y la contaminación superficial hasta la superficie, desde la penetración poco profunda a la profunda, y desde las ciudades a las áreas circundantes. Además de la infiltración directa o indirecta de aguas residuales en el suelo, también se producirá una mayor contaminación de los acuíferos de agua dulce por agua salada o agua caliente profunda de alta salinidad y agua de yacimientos petrolíferos.
En 2002, el área de intrusión de agua de mar superó los 1.653 km2, un aumento de 670 km2 en comparación con 1992, y la tasa media de crecimiento anual fue de 67,1 km2. La superficie del embudo de sobreexplotación ha superado los 628 km2. Con la extensión del tiempo de extracción y el aumento del volumen de extracción, especialmente la disminución año tras año de las precipitaciones superficiales, conducirán inevitablemente a un aumento de la sobreexplotación, lo que provocará que el nivel del agua subterránea continúe disminuyendo la tasa de disminución esperada. es de 1 a 2 m por año. En consecuencia, también seguirán ocurriendo otros problemas geológicos y ambientales. Incluso si el Proyecto de Desvío de Agua de Sur a Norte está en pleno funcionamiento, no se espera que la situación cambie fundamentalmente. La razón principal es que el desarrollo agrícola en las zonas llanas es un gran consumidor de agua no resolverá el problema del suministro de agua para la agricultura. Es más probable que agrave el ya lento problema de salinización del suelo en las zonas llanas. Se recomienda que, al tiempo que fortalecemos el control del agua de ingeniería, prestemos atención a la investigación sobre la conservación de las aguas subterráneas, aceleremos la investigación sobre la utilización de recursos de inundaciones, la conversión de agua salada y la desalinización del agua de mar, y aceleremos la formulación de planes de emergencia sobre fuentes de agua para crisis hídricas en grandes y medianas empresas. -ciudades de tamaño. Resolver el problema de los recursos hídricos en el norte de China no sólo es posible, sino también factible y sostenible. Tomar medidas como el control de la contaminación en las fuentes, la conservación integral del agua y el uso optimizado y de alta calidad del agua para mejorar la utilización de los recursos hídricos. Acelerar el ajuste de la estructura industrial regional, reformar el sistema de suministro de agua urbano y abrir completamente las fuentes de agua son las formas fundamentales de mejorar la calidad del medio ambiente de las aguas subterráneas regionales.
2. Medidas de control de la calidad ambiental de las aguas subterráneas
Ante el creciente deterioro de los recursos hídricos y del medio ambiente, la grave contaminación del agua, la desigual distribución espacial y temporal de los recursos hídricos, la grave escasez de agua en ciudades y pueblos, la tasa de utilización efectiva del agua Desde la perspectiva de la estrategia de desarrollo económico sostenible, el autor propone la idea de desarrollar la economía circular y promover el desarrollo sostenible de los recursos hídricos y el medio ambiente. La economía circular tiene tres principios fundamentales: reducir, reutilizar y reciclar. Para implementar el pensamiento estratégico de la Perspectiva Científica sobre el Desarrollo, las principales medidas son fortalecer la planificación científica, el seguimiento científico y la gestión científica, ahorrar agua, desarrollar y utilizar racionalmente el agua, mejorar la tecnología, prevenir y controlar la contaminación y ampliar las fuentes de agua.
El núcleo de las estrategias de control de aguas subterráneas es coordinar el desarrollo y la utilización de los recursos de aguas subterráneas con el entorno ecológico, mantener un círculo virtuoso del sistema del entorno hídrico y lograr un desarrollo y utilización conjuntos óptimos del sistema de recursos hídricos. . Satisfacer la demanda de recursos hídricos del desarrollo social y promover un desarrollo social y económico sostenido y estable es un proyecto sistemático complejo que requiere esfuerzos conjuntos y apoyo mutuo de muchas partes. A través de un análisis y estudio integral y profundo de las condiciones de distribución, la situación actual y los problemas existentes del desarrollo y utilización de los recursos hídricos en la Península y la Provincia de Shandong, se proponen las siguientes estrategias de gestión:
1) Unificada planificación, desarrollo integral y despacho conjunto de los recursos hídricos, uso razonable.
2) Fortalecer el monitoreo del entorno geológico dinámico de las aguas subterráneas y orientar el desarrollo y utilización racional de las aguas subterráneas.
3) Fortalecer la gestión del ahorro de agua, mejorar la conciencia sobre la conservación y promover tecnologías de ahorro de agua.
4) Fortalecer la investigación y evaluación de los recursos hídricos subterráneos para proporcionar bases para el desarrollo racional de las fuentes de agua.
5) Proteger el sistema acuífero subterráneo y evitar la contaminación de las aguas subterráneas, especialmente en zonas donde la función protectora del sistema acuífero subterráneo es frágil.