Cambios en la superficie de Shanxi
Palabras clave: aguas subterráneas; recursos hídricos; provincia de Shanxi
La provincia de Shanxi tiene escasez de recursos hídricos superficiales y una baja tasa de garantía. Según la "Evaluación de los recursos hídricos de la provincia de Shanxi" publicada en 2005, la escorrentía total de los ríos en la provincia de Shanxi (serie 1956 ~ 2000, la misma a continuación) es de 8.677 millones de m3, de los cuales la cantidad disponible es 5.187 millones de m3; son 8.635 millones de m3, de los cuales el volumen explotable es de 5.003 millones de m3. En 2000, 2001 y 2002, el suministro total de agua de la provincia fue de 5.685 millones, 5.758 millones de m3 y 5.750 millones de m3 respectivamente. 3. Las cantidades de suministro de agua subterránea son 3.564 millones, 3.616 millones y 3.617 millones de m3 respectivamente, lo que representa el 62,7%, 62,8% y 62,9% respectivamente. La proporción de recarga de aguas subterráneas en las ciudades de Yuncheng y Taiyuan es relativamente alta, alcanzando el 75% y el 80% respectivamente. Toda el agua doméstica de los residentes de las principales ciudades de la provincia se suministra a través de aguas subterráneas. ?
La observación dinámica de las aguas subterráneas en la provincia de Shanxi comenzó en 1976 y tiene una historia de 30 años. Durante este período, la red de pozos para la observación del nivel del agua subterránea ha cambiado varias veces. Hay 780 pozos básicos frente al proyecto, que se dividen en observación diaria, observación de 5 días, observación de 10 días y monitoreo automático. Se registraron 2.500 pozos adicionales. Los datos de observación desde 1980 son relativamente completos y pueden usarse para analizar las características dinámicas del agua subterránea y calcular la cantidad de recursos de agua subterránea.
1 Análisis de las características dinámicas del agua subterránea
Se seleccionaron datos básicos de pozos de casi 210.000 pozos (veces) observados en la provincia entre 1980 y 2000, con referencia a 15 años de observación de registros de pozos. datos, analizó las características básicas de la dinámica de las aguas subterráneas en la provincia.
La clasificación dinámica de los niveles freáticos es 1.1
Los factores que afectan la dinámica del agua subterránea se pueden dividir en dos categorías: factores naturales y factores humanos. Los factores naturales son principalmente cambios cíclicos, pero a corto plazo son principalmente cambios accidentales, pero los factores provocados por el hombre son principalmente accidentales y sus efectos pueden acumularse; Según el análisis exhaustivo de los datos de observación de las aguas subterráneas, la característica básica de los cambios dinámicos en los niveles de las aguas subterráneas en la provincia de Shanxi es la disminución continua, y sus factores que influyen incluyen principalmente:
(1) Precipitación. La precipitación es el principal factor que afecta la dinámica del agua subterránea. Con la llegada de la temporada de lluvias, la recarga de infiltración por precipitación aumenta y el nivel del agua subterránea aumenta en consecuencia; durante la estación seca, la recarga de infiltración disminuye y el nivel del agua subterránea cae drásticamente; En circunstancias normales, grandes cantidades de precipitación provocan grandes aumentos en los niveles de agua; al mismo tiempo, el aumento en los niveles de agua está relacionado con factores como la intensidad de la precipitación, el tamaño de la precipitación, el contenido de humedad del suelo antes de la precipitación, la profundidad del entierro del agua subterránea y la calidad del suelo; y espesor de la zona no saturada. ?
(2) Factores humanos. Con el desarrollo de la economía nacional, las actividades humanas tienen un gran impacto en la dinámica de las aguas subterráneas. El desarrollo y utilización de la industria y la agricultura, especialmente la destrucción de las condiciones de almacenamiento de agua subterránea por la minería del carbón, es el principal factor que causa la disminución de los niveles de agua subterránea. Las fugas en los sistemas de canales en varias zonas de riego y la recarga de infiltración procedente del riego de los campos provocarán un aumento de los niveles de agua subterránea.
(3) Factores geológicos. Bajo los mismos factores meteorológicos, diferentes litologías y condiciones topográficas del acuífero pueden hacer que la dinámica del agua subterránea en la misma zona climática sea significativamente diferente. Cuando el terreno es suave y la permeabilidad del acuífero es débil, el rendimiento del buceo muestra cambios estacionales obvios; por el contrario, cuando el terreno está fuertemente cortado y el acuífero es permeable, los cambios estacionales en el poder del buceo son pequeños; ?
Bajo el efecto combinado de los factores anteriores, se forman diferentes líneas de proceso a nivel del agua subterránea, y sus formas se clasifican de la siguiente manera:
(1) Tipo establo profundamente enterrado. Distribuida principalmente en las zonas montañosas del borde de cada cuenca y en las partes media y alta de los abanicos aluviales. El agua subterránea en estas áreas es profunda (generalmente por encima de los 20 m), tiene menos factores de interferencia humana y es básicamente de tipo dinámico natural. El rango de fluctuación del nivel del agua subterránea durante el año es pequeño, entre 0,2 y 0,5 m cada año, y la línea de proceso del nivel del agua es lineal. La fuente de recarga de aguas subterráneas en estas zonas es principalmente la precipitación atmosférica, sin descarga evaporativa, y sólo se recarga a zonas bajas a través de escorrentía. ?
(2) El riego agrícola y la minería fluctúan mucho.
Distribuido principalmente en áreas de riego de pozos puros o áreas de riego doble de canales de pozos en llanuras inclinadas con alta intensidad de explotación de aguas subterráneas, como las áreas de riego de los ríos Changyuan, Hongshan, Xiaohe, Wenyu y áreas de riego de pozos puros en Taigu, Qixian, Fenyang y Jiexiu. condados. Cuando la extracción de agua subterránea es grande, los cambios en el nivel del agua se ven afectados significativamente por la extracción. El período de extracción es generalmente de marzo a octubre y el nivel del agua subterránea desciende bruscamente. Incluso si hay una recarga de infiltración de precipitaciones en la primera mitad de la temporada de lluvias, la disminución sólo puede ser relativamente pequeña y el nivel del agua subterránea rara vez aumenta. El período de alto nivel de agua del año no ocurrirá hasta después de 65438+2 meses, por lo que la extracción estacional de agua subterránea y las precipitaciones juegan un papel controlador en la dinámica del agua subterránea. ?
(3) Patrón de onda de penetración enterrada poco profunda. Se distribuye principalmente en zonas de riego fluvial y de doble riego por canal de pozo en llanuras aluviales o frentes de abanicos aluviales, zonas con menor explotación de aguas subterráneas. Está ampliamente distribuido en la cuenca del río Yuncheng Sushui, la cuenca de Datong, los condados de Xinjiang, Hejin y Jishan en el tramo inferior del río Fen, y se distribuye en bloques en las cuencas de Linfen, Taiyuan, Dingxin y Changzhi. ?
Este tipo de zona tiene terreno plano y es zona de captación y vertido de aguas superficiales y subterráneas. Las fuentes de recarga de aguas subterráneas incluyen la precipitación atmosférica, la infiltración de agua de riego y la recarga de aguas subterráneas circundantes. Los métodos de descarga son principalmente la evaporación y el drenaje artificial. Por lo tanto, las fluctuaciones en los niveles de agua subterránea están estrechamente relacionadas con los cambios estacionales en las precipitaciones y la disponibilidad de agua para riego. El nivel de agua más alto ocurre al final de la temporada de lluvias o cuando el agua de riego es baja, y el nivel de agua más bajo ocurre en junio y julio cuando los cultivos requieren más agua.
(4) Sobreexplotación y decadencia. Se distribuye cerca de pueblos, en zonas donde se concentra agua industrial y agrícola, o cerca de pozos donde la industria extrae y utiliza agua profunda. Dado que el acuífero subterráneo en el pozo minero no está sellado, una gran cantidad de agua confinada en las profundidades se explota para uso doméstico industrial y urbano, lo que hace que el nivel del agua subterránea circundante baje. El nivel del agua en dichos pozos continúa disminuyendo y la diferencia al final del año (caída del nivel del agua en un año) es superior a 1 m. El cambio dentro del año es casi igual a la diferencia al final del año, es decir, la más alta. y los niveles de agua más bajos en un año están al principio y al final respectivamente, y la forma de la línea de proceso disminuye en diagonal. La sobreexplotación de las aguas subterráneas profundas hace que el nivel de las aguas subterráneas circundantes baje drásticamente, formando un embudo o embudo permanente. ?
1.2 Dirección básica del flujo de aguas subterráneas
(1) Cuenca. La provincia de Shanxi está ubicada en la meseta de Loess, con la corriente principal del río Amarillo rodeando los bordes occidental y sur de la provincia, las montañas Taihang al este y la Gran Muralla al norte. Excepto por un pequeño número de ríos que fluyen desde la Región Autónoma de Mongolia Interior en la parte norte de la provincia, el resto del sistema de aguas superficiales se bifurca hacia el oeste, sur y este, ya sea en la corriente principal del río Amarillo o hacia la llanura del norte de China. Afectada por la topografía, la dirección del flujo del agua subterránea es básicamente la misma que la del agua superficial. La provincia de Shanxi consta de la cuenca de Tianyang, la cuenca de Datong, la cuenca de Dingxin, la cuenca de Taiyuan (Jinzhong), la cuenca de Linfen y la cuenca de Yuncheng de norte a sur. También hay una cuenca de Changzhi en el sureste de la provincia. . La dirección del flujo de agua subterránea en cada cuenca no ha cambiado fundamentalmente en el futuro cercano, pero se recolecta desde la periferia de la cuenca hacia el centro de la cuenca y se descarga desde aguas arriba hacia aguas abajo. Vale la pena señalar que en los últimos 20 años, el agua subterránea en varias cuencas ha seguido siendo en gran medida sobreexplotada, lo que ha resultado en la aparición de embudos de agua subterránea en todas las cuencas, cambiando así la dirección del flujo del agua subterránea en algunas áreas, es decir , desde la periferia del embudo de agua subterránea hasta el centro. A medida que se expande el embudo de aterrizaje, la profundidad del nivel central del agua aumenta y el área de influencia del flujo de agua subterránea se expande gradualmente, pero esto no cambia la dirección general del flujo de agua subterránea. ?
(2) Zonas montañosas. La dirección del flujo de agua subterránea en las zonas montañosas de la provincia de Shanxi está básicamente controlada por la topografía y las estructuras geológicas. Su dirección de movimiento se puede resumir de la siguiente manera: primero, recarga lateral a cuencas y ríos montañosos, segundo, flujo subterráneo hacia la corriente principal del Amarillo; Río; tercero, suministro de agua de manantial kárstico principal. Según las estadísticas, ¿la superficie expuesta de rocas carbonatadas en la provincia es de 310.000 km? 2. ¿Representan el 19,8% de la superficie total de la provincia; los 19 principales manantiales kársticos cubren una superficie de 64.396 km? 2, que representa el 41,1% de la superficie total de la provincia. Se puede observar que las zonas de recarga de los principales manantiales kársticos no son todas rocas carbonatadas expuestas, y una parte considerable está cubierta por otras formaciones rocosas.
2 Problemas geológicos ambientales secundarios causados por el desarrollo y utilización de aguas subterráneas
2.1 ¿Sigue disminuyendo el nivel de las aguas subterráneas?
De 1981 a 2004, el nivel del agua subterránea en las grandes cuencas de la provincia de Shanxi continuó disminuyendo. Aunque aumentó ocasionalmente durante este período, no pudo cambiar la tendencia general a la baja, ni la profundidad del nivel del agua subterránea. siguió aumentando. La profundidad media de las aguas subterráneas en la provincia aumentó de 8,69 m en 1981 a 12,61 m en 2004, y el nivel freático disminuyó 3,92 m, con una disminución media anual de 0,16? m Entre ellos, la profundidad del agua subterránea en la cuenca de Taiyuan fue de 10,25 m en 1981 y de 19,12 m en 2004. El nivel del agua subterránea cayó en un promedio de 0,37 m por año, lo que fue la mayor disminución en la provincia.
Se han formado embudos de aguas subterráneas alrededor de las grandes ciudades, especialmente en el distrito Fangshan de la ciudad de Taiyuan, el distrito Songgu de la ciudad de Jiexiu y la ciudad de Yuncheng. A finales de 2000, la superficie total de embudos de aguas subterráneas en la provincia había superado los 10.000 km2.
2.2 Sobreexplotación grave.
Con el desarrollo de la economía nacional de Shanxi, la demanda de recursos hídricos aumenta año tras año, y la cantidad de extracción de agua subterránea también está aumentando. En el suministro total de agua de la provincia, la proporción de suministro de agua subterránea aumentó de 65.438+41,4% en 2002 a 62,9% en 2002. En la actualidad, el grado de desarrollo y utilización de las aguas subterráneas en la provincia (la relación entre el volumen de extracción de aguas subterráneas y el volumen de extracción de aguas subterráneas) ha alcanzado el 72,42%, del cual el 89,49% se encuentra en la cuenca del río Amarillo, que ha alcanzado un nivel insoportable.
2.3 Grave subsidencia del terreno
Las ciudades de la provincia que utilizan aguas subterráneas como su principal fuente de suministro de agua, como Taiyuan, Datong, Yuncheng, Jin, etc., han experimentado diversos grados de hundimiento del terreno. Por ejemplo, el hundimiento del suelo en la aldea de Wujiabao en la ciudad de Taiyuan alcanzó los 1.300 mm en los 10 años comprendidos entre 1 y 1990; en la ciudad de Taiyuan, el suelo en general se hundió en más de 400 mm. 2,4 El agua de manantial disminuyó o incluso dejó de fluir.
Desde la década de 1970, con el rápido desarrollo de la industria y la agricultura, muchas áreas de manantiales han establecido o ampliado fuentes de agua, e incluso han cavado pozos en las áreas de recarga y áreas de escorrentía de las áreas de manantiales kársticos, reduciendo en gran medida la fuente original. cantidad de agua de manantial. Además, las precipitaciones en la provincia de Shanxi han sido generalmente bajas en los últimos años, lo que afecta directamente el suministro de agua kárstica, lo que resulta en una disminución continua en la cantidad de manantiales kársticos importantes en la provincia. Los famosos manantiales Lancun y Jinci en Taiyuan dejaron de fluir en 1988 y 1994 respectivamente.
2.5 La contaminación de las aguas subterráneas está empeorando.
La continua sobreexplotación de alta intensidad de las aguas subterráneas ha provocado un aumento de las fugas de aguas superficiales hacia las subterráneas. Las descargas de aguas residuales de la provincia aumentaron de 550 millones de m3 en 1980 a 945 millones de m3 en 2000, de los cuales 689 millones de m3 se vertieron en los ríos. Se detectaron trece tipos de contaminantes en las aguas subterráneas, entre ellos nitrógeno amoniacal, sulfato, nitrógeno nitrato, nitrógeno nitrito, manganeso, índice de permanganato, hierro, fluoruro, fenol volátil, dureza total, salinidad, cromo hexavalente y cloruros, además de nitrógeno amoniacal, sulfatos y nitrógeno total. siendo la dureza los contaminantes más comunes. En 2000, se analizaron 28 fuentes de agua importantes de la provincia. Los resultados mostraron que la calidad del agua alcanzó el estándar 12, con una tasa de cumplimiento del 43%. Hubo 16 lugares que superaron el estándar y la tasa de superación fue del 57%. Entre ellos, 3 de los 14 manantiales kársticos superaron el estándar.
3 ¿Conclusión?
A través de la observación de la dinámica del agua subterránea, no solo podemos comprender el nivel del agua subterránea, la profundidad de enterramiento y el movimiento, sino también estudiar más a fondo las leyes de la dinámica regional del agua subterránea (incluidas la cantidad y la calidad) a través del análisis dinámico y predecir las tendencias futuras del desarrollo de las aguas subterráneas, orientar el desarrollo y utilización de los recursos de aguas subterráneas y tratar de evitar situaciones pasivas causadas por un desarrollo y utilización inadecuados. ?
Sobre la autora: Wu (1957-), mujer, nativa de Taiyuan, Shanxi, ingeniera, dedicada principalmente a la investigación de hidrología y recursos hídricos.
Fuente: People's Yellow River, 6 de mayo de 2007