水资源与地质环境

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1、第 四 章 水 资 源 与 地 质 环 境l 水 资 源 与 水 环 境 问 题l 水 体 污 染l 水 资 源 开 发 对 地 质 环 境 的 影 响l 水 资 源 保 护 与 可 持 续 利 用 4.1 水 资 源 与 水 环 境 问 题 概 述 联 合 国 教 科 文 组 织 （ UNESCO)和 世 界 气 象 组 织 (WMO)一 、 水 资 源 概 念 及 其 特 征 狭 义 上 指 人 类 能 够 直 接 使 用 的 淡 水 ， 即 自 然 界 水 循 环 过程 中 ， 大 气 降 水 落 到 地 面 形 成 径 流 ， 流 入 江 河 、 湖 泊 、沼 泽 和 水 库 中 的

2、地 表 水 ， 以 及 渗 入 地 下 的 地 下 水 。 以 径流 量 表 示 水 资 源 的 数 量 。 广 义 上 是 指 人 类 能 够 直 接 和 间 接 使 用 的 各 种 水 和 水 中 物质 ， 在 社 会 生 产 中 具 有 使 用 价 值 的 水 都 可 称 为 水 资 源 。它 包 括 地 球 上 所 有 的 淡 水 和 咸 水 ， 即 包 括 天 然 水 ， 也 包括 人 类 利 用 工 程 或 生 物 措 施 处 理 更 新 中 的 水 （ 中 水 ） 。一 、 （ 二 ） 水 资 源 的 基 本 特 征 水 分 类 型 储 存 地 点 水 量 /104km3 比 例

3、 /%地 表 水 河 流 0.13 0.000 1淡 水 湖 12.5 0.009 2咸 水 湖 10.4 0.007 7海 洋 132.00 97.212地 下 水 土 壤 6.7 0.004 9地 下 浅 层 420 0.31地 下 深 部 414 0.305冰 川 水 极 地 、 高 山 2920 2.15生 物 水 生 物 体 0.12 0.000 1大 气 水 大 气 层 1.3 0.001总 量 135 785.15 100.00表 4-1 地 球 上 的 储 水 量 二、水资源的基本特征 水 循 环 示 意 图 二、水资源的基本特征 中 国 水 资 源 分 布 的 规 律 ： 东

4、 南 多 ， 西 北 少 ， 山 区 多 ， 平 原 少 ； 夏 季多 ， 冬 季 少 。二、水资源的基本特征 50mm50200 200400400800 4.用 途 的 不 可 替 代 性 参 与 地 球 的 演 化 过 程 ， 改 变 地 球 的 地 表 形 态 ； 一 切 生 物 体 内 都 含 有 水 ；水 是 景 观 资 源 不 可 替 代 的 物 质 ； 水 是 景 观 资 源 不 可 替 代 的 物 质 。 水 是 推动 人 类 进 步 和 社 会 发 展 的 重 要 的 物 质 资 源 。二、水资源的基本特征 云 台 山 世 界 地 质 公 园 内 蒙 古 大 草 原 二、水

5、资源的基本特征 5.水 资 源 利 用 不 当 的 危 害 黄 河 水 质 污 染 2006年 7月 21日 ， 河 北 柏 乡 县 寨 里 村农 田 里 的 地 裂 缝 （ 超 采 ） 河 套 灌 区 盐 碱 化 一 、（ 三 ） 地 下 水 资 源 的 基 本 特 征 矿 质 水 ： 指 含 有 一 定 数 量 的 特 殊 矿 物 质 ， 微 量 化 学 成分 、 气 体 组 分 与 放 射 性 元 素 ， 对 人 体 有 医 疗 作用 的 地 下 水 。 (1)医 疗 矿 水 ， 常 见 有 碳 酸 水 、 硫 化 氢 水 、 铁 水 、 碘 水 等 ；(2)饮 用 矿 泉 水 ， 是

6、供 食 品 工 业 做 瓶 装 饮 料 的 矿 泉 水 ， 它 是 在 天 然 环境 下 ， 通 过 地 下 水 深 循 环 形 成 的 ， 其 化 学 组 分 、 气 体 组 分 或 微 量元 素 等 的 含 量 必 须 有 一 种 或 一 种 以 上 达 到 规 定 的 界 限 值 ， 且 不 超过 限 量 指 标 ， 卫 生 学 指 标 又 完 全 符 合 饮 用 水 的 水 质 要 求 的 地 下 水 ；(3)工 业 用 矿 水 ， 是 可 供 工 业 开 采 提 炼 等 使 用 的 矿 水 ， 凡 矿 化 度 大 于1g/L的 地 下 水 为 盐 水 ， 常 用 来 提 炼 某 些

7、原 料 ， 如 食 盐 、 碘 、 硼 、溴 、 锂 等 。 卤 水 ： 盐 类 含 量 大 于 5 的 液 态 矿 产 。 聚 集 于 地 表 的称 表 卤 水 或 湖 卤 水 。 聚 集 于 地 面 以 下 者 称 地 下 卤 水 。 与石 油 聚 集 一 起 的 称 石 油 卤 水 。 卤 水 中 ， 常 含 有 K+、 Na+、 Ca2+、 Mg2+、 Cl-、SO2-、 CO2-、 HCO3-、 B、 Li、 Br、 I、 Sr、 Rb、Cs等 离 子 。 按 卤 水 的 水 化 学 性 质 ， 分 为 氯 化 物 型 卤 水 、 硫 酸 盐 型卤 水 、 碳 酸 盐 型 卤 水 地

8、 热 水 ： 温 度 显 著 高 于 当 地 年 平 均 气 温 ， 或 者 高 于 观测 深 度 的 围 岩 温 度 的 地 下 水 。 4.1 水 资 源 与 水 环 境 问 题 概 述二 、 水 资 源 供 求 状 况（ 一 ） 世 界 水 资 源 的 供 求 状 况 供 水 量 指 各 种 水 源 工 程 为 用 户 提 供 的 包 括 输 水 损失 在 内 的 毛 供 水 量 ， 按 地 表 水 源 、 地 下 水 源 和 其 它 水源 （ 污 水 处 理 回 用 、 雨 水 利 用 和 海 水 淡 化 ） 三 类 水 源统 计 。 海 水 直 接 利 用 量 另 行 统 计 ， 不

9、 计 入 总 供 水 量 中 。 地 球 上 水 的 总 体 积 13.6 10 8km3海 洋 水 体 积 13.19 108km3/(97.3%)陆 地 水 体 积 0.41 108km3 /(2.7%) 正 常 年 全 国 平 均 降 水 量 630mm（ 全 球 陆 地 平 均 800mm)全 国 河 川 多 年 平 均 径 流 量 2712 108m3/a全 国 河 川 多 年 平 均 径 流 深 285mm多 年 平 均 地 下 水 天 然 资 源 量 8288 108m3/a地 下 水 开 采 资 源 量 2940 108m3/a二 、 中 国 水 资 源 供 求 状 况径 流

10、深 ： 在 某 一 时 段 内 通 过 河 流 上 指 定 断 面 的 径 流 总 量 （ W以 m3计 ） 除 以该 断 面 以 上 的 流 域 面 积 （ F， 以 km 2计 ） 所 得 的 值 。 它 相 当 于 该 时 段 内 平 均分 布 于 该 面 积 上 的 水 深 （ R， 以 mm计 ） ， （ 二 ） 中 国 水 资 源 的 供 求 状 况表 1 2007年 各 水 资 源 一 级 区 水 资 源 量 单 位 ： 亿 m3 水 资 源一 级 区 降 水 总 量 地 表 水资 源 量 地 下 水资 源 量 地 下 与 地 表 水资 源 不 重 复 量 水 资 源总 量全 国

11、 57763.0（ 610mm) 24242.5 7617.2 1012.7 25255.2 南 方 四 区 38511.4 20200.1 5174.0 132.5 20332.5 北 方 六 区 19251.6 4042.4 2443.2 880.2 4922.7 松 花 江 3604.7 751.6 389.4 176.1 927.7 辽 河 1506.9 313.8 147.4 68.2 381.9 海 河 1547.6 101.7 211.9 146.1 247.8 黄 河 3848.6 542.1 384.0 113.3 655.3 淮 河 3227.7 1086.2 484.2

12、279.6 1365.9 长 江 18030.0 8699.3 2268.1 108.4 8807.8 其 中 ： 太 湖 426.9 155.4 43.8 21.2 176.6 东 南 诸 河 3257.9 1788.1 465.7 11.7 1799.8 珠 江 8058.9 3973.5 1001.2 12.3 3985.9 西 南 诸 河 9164.5 5739.1 1439.0 0.0 5739.1 西 北 诸 河 5516.1 1247.0 826.2 96.9 1343.9 水 资源一 级区 供 水 量 用 水 量地 表 水 地 下 水 其 他 总 供 水 量 生 活 工 业 农

13、 业 生 态 总 用 水 量全 国 4723.5 1069.5 25.7 5818.7 710.4 1404.1 3598.5 105.7 5818.7 南 方 四 区 3118.7 136.0 11.5 3266.2 457.4 1065.5 1689.8 53.5 3266.2北 方 六 区 1604.8 933.5 14.2 2552.5 253.0 338.6 1908.7 52.2 2552.5松 花 江 231.0 169.7 0.0 400.7 31.4 78.7 288.2 2.4 400.7 辽 河 88.3 113.6 2.4 204.3 31.2 29.7 140.4 3

14、.1 204.3 海 河 128.3 251.0 5.8 385.1 56.3 52.0 269.3 7.5 385.1 黄 河 249.1 129.5 2.5 381.1 39.9 61.5 274.5 5.2 381.1 淮 河 387.8 164.7 1.9 554.4 78.4 99.6 370.0 6.4 554.4 长 江 1853.4 80.5 5.7 1939.6 245.8 728.6 932.7 32.4 1939.6 其 中 ： 太 湖 389.1 1.5 0.0 390.7 44.0 233.0 93.2 20.5 390.7 东 南 诸 河 327.3 9.6 1.1

15、 338.0 47.1 118.4 163.9 8.7 338.0 珠 江 832.6 42.8 4.5 879.9 154.6 210.8 502.4 12.1 879.9 西 南 诸 河 105.4 3.1 0.2 108.7 9.9 7.7 90.8 0.3 108.7 西 北 诸 河 520.3 105.0 1.6 626.9 15.8 17.1 566.4 27.6 626.9 2007年 各 水 资 源 一 级 区 供 用 水 量 单 位 ： 亿 m3 4.1 水 资 源 与 水 环 境 问 题 概 述三 、 水 环 境 问 题 概 述 三 、 水 环 境 问 题 概 述（ 一 ）

16、 淡 水 资 源 短 缺 墨 西 哥 2006年 3月 9日 联 合 国 世 界 水 资 源 开 发 报 告 第 二 版 指 出 ， 地 球 淡 水 资 源 尽 管 分 布 不 均 ， 也 还 说 得 上 充 足 。全 球 用 水 量 在 20世 纪 增 加 了 6倍 ， 其 增 长 速 度 是 人 口 增 速 的两 倍 。 目 前 全 球 仍 有 11亿 人 口 没 有 充 足 的 饮 用 水 ， 大 约 26亿 人 口 缺 乏 基 本 卫 生 设 施 。 这 些 人 属 于 世 界 最 贫 困 的 人 口 ，其 中 一 半 以 上 生 活 在 中 国 和 印 度 。 但 是 ， 管 理 不

17、 善 、 资 源 匮乏 和 环 境 变 化 使 得 全 球 约 有 五 分 之 一 的 人 口 无 法 获 得 安 全 的饮 用 水 ， 40%的 人 口 缺 乏 基 本 卫 生 设 施 。 这 份 报 告 每 三 年 发 表 一 次 淡 水 资 源 缺 乏 的 主 要 原 因 ：u 水 资 源 总 体 偏 少 ， 且 时 空 分 布 不 均 ；u 用 水 量 过 快 ， 用 水 超 过 水 源 的 补 给 ；u 管 理 不 善 ， 用 水 浪 费 （ 世 界 许 多 地 方 因 管 道 和 渠 沟 泄 漏 以 及 非 法 连 接 ， 有 多 达 30%至 40%甚 或 更 多 的水 被 白

18、白 浪 费 掉 了 ） ；u 水 污 染 加 重 ， 使 原 来 可 利 用 的 水 源 无 法 使 用 等 。 三 、 水 环 境 问 题 概 述（ 二 ） 水 体 污 染 污 染 来 源 ： 工 业 废 水 、 生 活 污 水 和 农 业 污 水 等 。 中 国 水 污 染 现 状 ： 2007年 中 国 水 资 源 公 报 （ 中 华 人 民 共 和 国 水 利 部 网站 ） 废 污 水 排 放 量 是 指 工 业 、 第 三 产 业 和 城 镇 居 民 生 活等 用 水 户 排 放 的 水 量 ， 但 不 包 括 火 电 直 流 冷 却 水 排 放 量和 矿 坑 排 水 量 。 废 污

19、 水 排 放 量 750 108（ 626） 工 业 废 水 2/3（ 62%）第 三 产 业 和 城 镇 居 民 生 活 污 水 1/3（ 38%）河 流 水 质 （ 14万 km) 类 水 河 长 4.1%（ 5%) 类 水 河 长 28.2%(27.6%) 类 水 河 长 27.2%(28.8%) 类 水 河 长 13.5%(14.2%) 类 水 河 长 5.3%(7.8%)劣 类 水 河 长 21.7%(16.6%)湖 泊 水 质 （ 44个 ,24） 水 质 符 合 和 优 于 类 水 的 面 积 48.9% 类 和 类 水 的 面 积 共 21.6%劣 类 水 的 面 积 29.5

20、%水 库 水 质 （ 321座 ） 水 质 优 良 （ 优 于 和 符 合 类 水 ） 的 水 库 252座 78.5%水 质 未 达 到 类 水 的 水 库 69座 21.5%地 下 水 水 质 （ 758个 监 测 井 ） 水 质 适 合 于 各 种 使 用 用 途 的 类 井 9.4%适 合 集 中 式 生 活 饮 用 水 水 源 及 工 农 业 用 水 的 类井 28.1%适 合 除 饮 用 外 其 它 用 途 的 类 井 62.5%(98%) 2007年 中 国 水 资 源 公 报 （ 2001年 ） 三 、 水 环 境 问 题 (三 )河 川 径 流 量 减 少 1972年 4月

21、23日 ， 黄 河 在 山 东 省 境 内 最 下 游 第 一 次发 生 了 断 流 ， 断 流 时 间 为 19天 ， 长 度 为 278千 米 。 这 在黄 河 漫 长 的 历 史 中 是 第 一 次 。 此 后 ， 黄 河 陆 续 发 生 断 流 ，27年 间 ， 黄 河 有 9年 发 生 了 断 流 。 进 入 20世 纪 90年 代 后 ， 断 流 的 无 数 和 长 度 都 逐 渐 延长 了 。 1995年 断 流 122天 ， 1996年 断 流 136天 ， 1997年是 个 干 旱 的 年 头 ， 被 称 为 “ 母 亲 河 ” 的 中 国 第 二 大 河 黄河 陆 续 发

22、生 了 12次 断 流 ， 并 第 一 次 在 汛 期 断 流 。 断 流 一直 持 续 过 了 1998年 元 旦 ， 创 下 了 持 续 断 流 226天 ， 长 度720千 米 的 历 史 记 录 。 三 、 水 环 境 问 题 概 述 自 20世 纪 70年 代 以 来 ， 黄 河 入 海 年 径 流 量 逐 渐 变 小 ：20世 纪 60年 代 为 575亿 立 方 米 ， 70年 代 为 313亿 立 方 米 ，80年 代 为 284亿 立 方 米 ， 90年 代 中 期 为 187亿 立 方 米 。在 短 短 的 几 十 年 里 ， 黄 河 入 海 径 流 总 量 锐 减 了 一

23、 多 半 。 2006年 ， 全 国 11条 大 江 大 河 径 流 量 ： 长 江 、 黄 河 、海 河 、 淮 河 、 松 花 江 、 辽 河 、 钱 塘 江 均 低 于 多 年 平 均 径流 量 ， 珠 江 、 闽 江 、 塔 里 木 河 、 黑 河 均 超 过 多 年 平 均 径流 量 ； 原 因 ： 经 济 发 展 导 致 用 水 量 急 剧 增 加 、 管 理 不 善 和用 水 浪 费 造 成 ， 用 水 量 失 控 以 及 不 合 理 调 引 河 水 加 剧 了黄 河 水 资 源 的 短 缺 和 下 游 河 道 断 流 。 （ 四 ） 地 下 水 枯 竭 （ 2005中 国 环

24、境 状 况公 报 国 家 环 境 保 护 总 局 ） 2005年 全 国 有 地 下 水 降 落 漏斗 188个 ， 总 面 积 约 19万 平 方 公里 。 171个 漏 斗 监 测 资 料 表 明 ， 地下 水 降 落 漏 斗 面 积 扩 大 的 有 65个 ，占 38 ， 面 积 扩 大 了 6736 2平方 公 里 ， 漏 斗 面 积 缩 小 的 有 57个 (面积 缩 小 了 2175平 方 公 里 )、 漏 斗 面积 保 持 稳 定 的 有 49个 。 20世 纪 70年 代 以 来 ， 华 北 平 原 太行 山 前 地 区 浅 层 地 下 水 水 位 普 遍 下 降 ，形 成 浅

25、 层 地 下 水 降 落 漏 斗 串 ， 最 大 水位 埋 深 接 近 或 超 过 50米 ； 华 北 平 原部 中 东 部 地 区 深 层 地 下 水 形 成 跨 越 京 津 冀 鲁 四 省 市 的 特 大 型 复 合 降落 漏 斗 ， 德 州 、 沧 州 漏 斗 最 大 水 位 埋深 超 过 100米 ， 而 且 漏 斗 在 继 续 加深 、 加 大 。 2005年 ， 长 江 三 角 洲 地 区 由 于 采 取 封 井 限 采 地 下 水等 地 面 沉 降 防 治 措 施 ， 地 下 水 降 落 漏 斗 扩 大 趋 势 得 到 一定 程 度 的 缓 解 ， 苏 州 无 锡 常 州 地 区

26、 第 承 压 含 水 层降 落 漏 斗 面 积 比 上 年 缩 小 700平 方 公 里 。 华 北 平 原 区 域受 长 期 过 量 开 采 地 下 水 的 影 响 ， 地 下 水 降 落 漏 斗 仍 在 继续 发 展 ， 尤 其 是 沧 州 德 州 衡 水 地 区 ， 深 层 地 下 水 降落 漏 斗 面 积 继 续 扩 大 ， 深 度 继 续 加 深 。 河 北 沧 州 第 承压 含 水 层 降 落 漏 斗 扩 大 了 2089平 方 公 里 ， 最 大 水 位 埋 深达 到 101米 。 三 、 水 环 境 问 题 概 述（ 五 ） 水 文 循 环 发 生 变 化 水 文 循 环 过

27、程 城 市 的 水 文 循 环 及 城 市 热 岛 效 应 水 利 工 程 ： 如 中 国 的 南 水 北 调 工 程 总 之 ， 人 类 的 经 济 活 动 ， 通 过 有 意 或 无 意 的 方 式 改变 自 然 水 循 环 系 统 ， 从 而 改 变 天 然 水 的 循 环 模 式 。 这 个过 程 ， 有 些 是 有 利 于 人 类 用 水 系 统 的 ， 有 些 则 是 有 害 的 。 第 二 节 水 体 污 染 水 体 污 染 的 基 本 概 念 水 体 污 染 的 主 要 污 染 物 及 其 来 源 污 染 物 的 环 境 水 文 地 球 化 学 效 应 水 体 的 危 害 水

28、体 污 染 防 治 对 策 一 、 水 体 污 染 的 基 本 概 念（ 一 ） 水 体 污 染 的 定 义 定 义 ： 当 进 入 水 体 的 污 染 物 质 超 过 了 水 体 的 环 境 容量 或 水 体 的 自 净 能 力 ， 使 水 质 变 坏 ， 从 而 破 坏 了 水 体 的原 有 价 值 和 作 用 的 现 象 。 原 因 ： 自 然 的 ； 人 为 的 。 主 要 是 由 于 人 类 活 动 排 放 的 污 染 物 进 入 河 流 、 湖 泊 、海 洋 或 地 下 水 等 水 体 ， 使 水 的 物 理 、 化 学 性 质 或 生 物 群落 组 成 发 生 变 化 ， 从 而

29、 降 低 了 水 体 的 使 用 价 值 ， 这 种 现象 称 为 水 体 污 染 。 中 国 大 百 科 全 书 环 境 科 学 一 、 水 体 污 染 的 基 本 概 念（ 二 ） 水 体 污 染 的 判 别 指 标 水 质 ： 是 指 水 和 其 中 所 含 的 杂 质 共 同 表 现 出 来 的 综 合特 性 。 水 质 指 标 ： 表 示 水 中 杂 质 的 种 类 和 数 量 ， 是 判 别 水质 和 水 体 污 染 的 具 体 衡 量 标 准 。 水 体 污 染 的 程 度 ： 污 水 的 水 质 指 标 ： pH： 污 水 的 处 理 和 综 合 利 用 、 水 中 生 物 的

30、 生 长 、 排 水 管 道 的使 用 等 。 7.08.5悬 浮 物 ： 是 指 水 中 呈 固 体 状 的 泥 沙 和 胶 体 等 不 溶 解 物 质 。500g/L。生 化 需 氧 量 （ BOD ） ： 水 中 有 机 污 染 物 精 微 生 物 分 解 所 需 的氧 量 。化 学 需 氧 量 （ COD） ： 用 化 学 氧 化 剂 氧 化 水 中 有 机 污 染 物 时 所需 的 氧 量 。 4.2 水 体 污 染二 、 水 体 的 主 要 污 染 物 及 其 来 源（ 一 ） 水 体 主 要 污 染 物 （ 与 水 质 指 标 对 应 ） 酸 洗 黑 液 渗 入 田 地 污 染

31、河 流 二 、 水 体 的 主 要 污 染 物 及 其 来 源3.重 金 属 主 要 有 汞 、 镉 、 铅 、 铬 ， 以 及 类 金 属 砷 等 生 物 毒 性 显 著的 重 元 素 ， 也 包 括 具 有 毒 性 的 重 金 属 锌 、 铜 、 钴 、 镍 、 锡 等 。 采矿 和 冶 炼 是 主 要 来 源 污 染 特 性 ： 在 水 体 中 不 能 被 微 生 物 降 解 ， 而 只 能 发 生 各 种 形态 之 间 的 相 互 转 化 、 分 散 和 富 集 。4.有 毒 化 合 物 最 常 见 的 是 氰 化 物 、 酚 类 化 合 物 等 ； 有 机 氯 农 药 和有 机 磷

32、农 药 等5.酸 碱 和 无 机 盐 类 破 坏 水 体 的 自 然 缓 冲 能 力 ， 消 灭 和 抑 制 细 菌 及 微 生 物 的 生 长 ， 妨碍 水 体 的 自 净 功 能 ， 腐 蚀 管 道 和 船 舶 。 二 、 水 体 的 主 要 污 染 物 及 其 来 源6.漂 浮 物 石 油 、 油 脂 等 油 类 物 质 及 其 它 漂 浮 于 水 面 的 固体 和 液 体 物 质7.放 射 性 物 质 ： 核 动 力 工 厂 排 出 的 冷 却 水 （ 90锶 ， 137铯 ）8.病 原 微 生 物 和 致 癌 物 病 原 微 生 物 废 水 是 指 含 有 各 种 病 原 虫 、 寄

33、 生 虫 及 卵 、 病 菌 、病 毒 和 其 它 致 病 微 生 物 的 废 水 。9.工 业 废 热 水 二 、 水 体 的 主 要 污 染 物 及 其 来 源（ 二 ） 水 体 污 染 源 及 其 污 染 特 征 污 染 源 ： 凡 能 排 放 污 染 物 的 场 所 水 体 污 染 源 ： 排 放 或 释 放 的 污 染 物 能 引 起 水 体 污 染 的污 染 源 。 1.污 染 源 分 类 按 成 因 分 类 ： 自 然 污 染 源 ： 人 为 污 染 源 ： 污 染 频 率 高 、 数 量 大 、 种 类 多 、 危害 ， 是 水 体 污 染 的 主 要 原 因 。 可 分 为

34、工 业 、 农 业 和 城 市生 活 污 染 源 三 类 。 按 污 染 源 存 在 形 式 ： 点 源 、 线 源 和 面 源 二 、 水 体 的 主 要 污 染 物 及 其 来 源（ 二 ） 水 体 污 染 源 及 其 污 染 特 征 2.工 业 污 染 源 的 污 染 特 征 工 业 污 染 源 是 水 体 的 主 要 污 染 源 ， 特 别 是 未 经 处 理的 污 水 和 废 渣 ， 直 接 流 入 或 渗 入 地 表 、 地 下 水 体 ， 造 成严 重 的 水 体 污 染 。 工 业 废 水 是 水 体 最 重 要 的 污 染 源 。 特 性 ： 悬 浮 物 质含 量 高 、 需

35、 氧 量 高 、 pH值 变 化 幅 度 大 （ 5 11） 、 温度 较 高 、 易 燃 、 含 多 种 多 样 的 有 害 成 分 等 。 工 业 废 渣 及 污 水 处 理 厂 的 污 泥 ； 工 业 物 品 储 存 装 置及 运 输 管 道 的 泄 露 常 造 成 水 体 污 染 。 3.城 市 生 活 污 染 源 的 污 染 特 征 城 市 居 民 生 活 排 放 、 科 研 文 教 单 位 实 验 室 排 出 、 医 疗 卫 生 部门 的 污 水 城 市 生 活 污 水 的 特 性 ： 含 氮 、 磷 、 硫 高 ， 含 有 机 物 多 ， 含 大 量合 成 洗 涤 剂 ， 多 种

36、 微 生 物 等 生 活 污 水 与 工 业 废 水 德 区 别4.农 业 污 染 源 的 污 染 特 征 农 业 污 染 源 面 广 、 分 散 、 治 理 难 。 污 染 物 主 要 是 牲 畜 粪 便 、 污 水 、污 物 、 农 药 、 化 肥 、 用 于 灌 溉 的 城 市 污 水 、 工 业 废 水 及 由 城 市 汇集 于 城 市 下 游 的 地 面 径 流 污 水 特 点 ： 有 机 质 、 植 物 营 养 物 及 病 原 微 生 物 含 量 高 化 肥 和 农 药 含 量 高 4.2 水 体 污 染 水 体 污 染 的 基 本 概 念 水 体 污 染 的 主 要 污 染 物

37、及 其 来 源 污 染 物 的 环 境 水 文 地 球 化 学 效 应 水 体 的 危 害 水 体 污 染 防 治 对 策 三 、 污 染 物 的 环 境 水 文 地 球 化 学 效 应（ 一 ） 水 体 污 染 机 制 与 水 体 自 净 1.水 体 污 染 机 制 2.水 体 自 净（ 二 ） 污 染 物 的 环 境 水 文 地 球 化 学 特 征 1.污 染 物 在 地 下 水 系 统 的 迁 移 转 化 2.氮 的 环 境 水 文 地 球 化 学 特 征 3.重 金 属 的 环 境 水 文 地 球 化 学 特 征 4.微 量 非 金 属 的 环 境 水 文 地 球 化 学 特 征 5.

38、酚 、 氰 的 环 境 水 文 地 球 化 学 特 征 三 、 污 染 物 的 环 境 水 文 地 球 化 学 效 应（ 一 ） 水 体 污 染 机 制 与 水 体 自 净 水 文 地 球 化 学 作 用 （ Hydrogeochemical process）在 一 定 地 球 化 学 环 境 下 ， 影 响 地 下 水 化 学 成 分 形 成 、 迁移 和 变 化 的 作 用 。 1.水 体 污 染 机 制 污 染 物 在 水 体 中 ， 始 终 存 在 着 相 互 关 联 的 水 体 污 染与 水 体 自 净 两 个 过 程 。 水 体 污 染 的 发 生 与 发 展 ， 取 决 于这 两

39、 个 过 程 的 强 度 ， 它 们 随 污 染 物 的 性 质 、 污 染 源 大 小及 受 纳 水 体 三 个 方 面 的 对 比 关 系 而 定 。 （ 一 ） 水 体 污 染 机 制 与 水 体 自 净 物 理 作 用 ： 水 流 的 湍 动 作 用 、 分 子 扩 散 作 用 及 水 流的 冲 刷 作 用 等 物 理 化 学 作 用 ： 吸 附 -解 吸 ， 胶 溶 -凝 聚 作 用 化 学 作 用 ： 酸 化 、 碱 化 、 氧 化 -还 原 、 分 解 -化 合 作 用等 生 物 作 用 ： 生 物 分 解 、 生 物 转 化 和 生 物 富 集 作 用 （ 一 ） 水 体 污

40、染 机 制 与 水 体 自 净 2.水 体 自 净 作 用 广 义 的 水 体 自 净 是 指 受 污 染 的 水 体 ， 经 过 水 中 物 理 、化 学 与 生 物 作 用 ， 使 污 染 物 浓 度 降 低 ， 恢 复 到 污 染 前 水平 的 现 象 。 狭 义 上 说 ， 水 体 自 净 是 指 经 水 体 中 的 微 生 物 氧 化 分解 有 机 污 染 物 使 水 体 净 化 的 过 程 。 （ 1） 水 体 自 净 过 程 的 特 征 污 染 物 进 入 水 体 ， 即 开 始 了 水 体 自 净 过 程 ， 由 弱到 强 直 至 趋 于 稳 定 ， 水 质 逐 渐 恢 复 到

41、 污 染 前 的 水 平 。 水 体 自 净 过 程 表 现 为 ： 进 入 水 体 的 污 染 物 在 自 净 过程 中 浓 度 逐 渐 下 降 ； 大 多 数 有 毒 物 变 为 低 毒 或 无 毒 的 化合 物 ； 大 多 数 溶 解 性 的 重 金 属 被 吸 附 或 转 变 为 不 溶 性 化合 物 而 沉 淀 ； 复 杂 的 有 机 物 分 解 为 CO2和 H20； 不 稳定 污 染 物 转 化 为 稳 定 化 合 物 。 （ 2） 水 体 自 净 作 用 从 净 化 的 机 制 ， 可 分 为 物 理 作 用 、 化 学 作 用 和 物 理化 学 作 用 、 生 物 和 生 物

42、 化 学 作 用 等 。 它 们 同 时 发 生 ， 又相 互 影 响 、 交 织 进 行 。 但 一 般 来 说 ， 物 理 作 用 和 生 物化 学 作 用 在 水 体 自 净 过 程 中 最 为 重 要 。 物 理 自 净 作 用 ： 是 指 污 染 物 进 入 水 体 后 ， 只 改 变 其物 理 性 质 、 空 间 位 置 ， 而 不 改 变 其 化 学 性 质 。 主 要 包 括混 合 、 稀 释 、 扩 散 、 挥 发 、 沉 淀 等 过 程 。 化 学 自 净 作 用 ： 是 指 污 染 物 在 水 体 中 以 简 单 或 复杂 的 离 子 或 分 子 状 态 迁 移 ， 并

43、发 生 了 化 学 性 质 或 形 态 、价 态 上 的 转 化 ， 使 水 质 亦 发 生 化 学 性 质 上 的 变 化 ， 但未 参 与 生 物 作 用 。 包 括 酸 碱 中 和 、 氧 化 还 原 、 分 解 化合 、 吸 附 解 吸 、 胶 溶 凝 聚 等 。 生 物 自 净 作 用 ： 是 指 水 体 中 的 污 染 物 经 生 物 吸 收 、降 解 作 用 而 发 生 消 失 或 浓 度 降 低 的 过 程 。 如 生 物 分 解 、生 物 转 化 和 生 物 富 集 等 （ 二 ） 污 染 物 的 环 境 水 文 地 球 化 学 特 征 1.污 染 物 在 地 下 水 系 统

44、 的 迁 移 转 化 三 、 污 染 物 的 环 境 水 文 地 球 化 学 效 应（ 二 ） 污 染 物 的 环 境 水 文 地 球 化 学 特 征 水 文 地 球 化 学 ： 地 下 水 化 学 成 分 的 形 成 和 演 化 ， 以及 各 种 组 分 在 其 中 的 迁 移 规 律 ； 地 下 水 地 球 化 学 作 用 环 境 地 球 化 学 ： 主 要 研 究 环 境 中 天 然 的 和 人 为 释 放的 化 学 物 质 的 迁 移 转 化 规 律 ， 及 其 与 环 境 质 量 、 人 体 健康 的 关 系 。 2. 氮 的 环 境 水 文 地 球 化 学 特 征 含 量 ： 未

45、污 染 地 下 水 ， NO3-N30mg/L;污 染 地 下水 ， 含 量 几 百 mg/L至 几 千 mg/L。 存 在 形 式 ： NO3-,NH4+、 NO2-、 NH3、 N2、 N2O和有 机 氮 。 NNONNONNH 323有 机 氮 3. 重 金 属 的 环 境 水 文 地 球 化 学 特 征 三 、 污 染 物 的 环 境 水 文 地 球 化 学 效 应4.微 量 非 金 属 的 环 境 水 文 地 球 化 学 特 征 砷 (AS): 含 砷 的 矿 物 主 要 有 雄 黄 （ As4S4)、 雌 黄 (As2S3)、 毒砂 、 砷 华 (As2O3,砒 霜 ， 不 纯 的

46、 为 红 色 ， 红 信 石 ， 是 鹤顶 红 的 原 型 ） 、 硫 砷 铜 矿 (CuAsS)等 。 地 下 水 中 砷 含 量 多 小 于 0.1mg/L， 但 在 含 砷 矿 床 水 、油 田 水 及 热 水 中 砷 含 量 往 往 较 高 。 地 下 水 5.酚 、 氰 的 环 境 水 文 地 球 化 学 循 环 来 源 ： 冶 金 、 炼 焦 、 炼 油 、 塑 料 、 合 成 纤 维 、 农 药 等 工业 废 水 。 主 要 是 苯 酚 （ 挥 发 酚 ） 。氰 :电 镀 厂 、 化 工 厂 排 放 废 水 或 杀 虫 剂 或 其 它 药 剂 。 在 水 中由 多 种 存 在 形

47、 式 ， 如 氰 化 钾 、 氰 化 钠 、 氰 化 氨 等 ， 溶 解度 大 ， 毒 性 强 。三 、 污 染 物 的 环 境 水 文 地 球 化 学 效 应 四 、 水 体 污 染 的 危 害 污 染 物 排 入 水 体 以 后 ， 不 仅 使 水 体 的 色 泽 、浊 度 、 味 道 、 pH值 、 溶 解 氧 含 量 等 发 生 变 化 ，有 机 污 染 物 、 重 金 属 、 农 药 、 病 原 微 生 物 等 有害 物 质 的 含 量 增 加 ， 还 引 起 水 质 的 恶 化 ， 造 成生 态 环 境 污 染 ， 威 胁 人 类 健 康 ， 给 工 农 业 生 产造 成 重 大

48、经 济 损 失 。 水 体 污 染 是 当 今 世 界 上 的重 大 环 境 问 题 之 一 。 四 、 水 体 污 染 的 危 害 五 、 水 体 污 染 的 防 治 u环 境 水 文 地 质 作 用u水 资 源 开 发 的 负 环 境 效 应u水 资 源 开 发 的 正 环 境 效 应 由 于 水 资 源 开 发 而 不 断 出 现 的 地 下 水 源 枯 竭 、水 体 污 染 、 海 水 入 侵 、 地 面 沉 降 、 岩 溶 塌 陷 、土 壤 盐 渍 化 、 沼 泽 化 、 沙 漠 化 等 环 境 水 文 地 质问 题 ， 都 是 地 质 环 境 中 物 质 迁 移 和 能 量 交 换

49、 的结 果 。 水 在 原 生 和 次 生 环 境 中 ， 不 仅 以 其 化 学成 分 和 物 理 性 质 变 化 影 响 环 境 ， 而 且 还 可 由 其水 量 、 水 位 、 水 力 坡 度 和 水 压 力 等 动 力 学 特 征影 响 环 境 。 一 、 环 境 水 文 地 质 作 用 环 境 水 文 地 质 作 用 是 指 地 下 水 在 人 为 和 自 然 因 素 作 用 下 ，由 水 化 学 、 水 动 力 学 、 水 物 理 学 和 生 物 学 性 质 变 化 引 起 的对 人 类 生 产 和 生 活 环 境 的 制 约 作 用 。 按 作 用 的 机 制 ， 环 境 水 文

50、 地 质 作 用 主 要 有 环 境 水 文 地 球化 学 作 用 、 环 境 水 动 力 学 作 用 、 环 境 水 物 理 学 作 用 、 环 境水 文 地 质 生 态 作 用 。 一 、 环 境 水 文 地 质 作 用（ 一 ） 环 境 水 文 地 球 化 学 作 用 是 指 在 一 定 的 渗 流 和 水 文 地 球 化 学 条 件 下 （ Eh、pH)物 质 迁 移 、 转 化 的 作 用 ， 是 决 定 污 染 物 迁 移 转 化规 律 的 主 要 作 用 。（ 二 ） 环 境 水 动 力 学 作 用 是 指 由 于 地 下 水 动 力 学 要 素 （ 水 力 坡 度 ， 孔 隙

51、度 ）变 化 而 引 起 的 地 质 环 境 中 相 间 能 量 的 交 换 作 用 。 通 过 荷载 效 应 、 应 力 腐 蚀 效 应 、 孔 隙 水 压 力 效 应 、 潜 蚀 及 吸 蚀效 应 等 作 用 ， 破 坏 地 质 环 境 中 相 间 或 相 内 力 的 平 衡 ， 引起 地 面 沉 降 、 岩 溶 塌 陷 等 灾 害 发 生 。 一 、 环 境 水 文 地 质 作 用（ 三 ） 环 境 水 物 理 学 作 用 是 指 地 下 水 对 热 能 的 传 播 和 转 化 而 引 起 的 建 筑 物 地基 失 稳 和 地 下 水 水 质 变 坏 的 环 境 作 用 。 （ 四 ）

52、环 境 水 文 地 质 生 态 作 用 水 质 、 水 量 和 水 温 等 变 化 都 可 引 起 生 态 平 衡 的 破 坏 。 二 、 水 资 源 开 发 的 负 环 境 效 应 人 类 对 天 然 水 资 源 的 开 发 利 用 ， 不 仅 改 变 了 天 然 水 循 环 过程 ， 使 水 量 平 衡 在 时 间 上 和 空 间 上 出 现 了 新 的 分 配 体 系 ， 而且 给 地 质 生 态 环 境 带 来 了 一 定 的 影 响 。 其 中 有 对 人 类 经 济 活动 有 利 的 正 环 境 效 应 和 不 利 的 负 环 境 效 应 。 （ 一 ） 区 域 地 下 水 位 下

53、 降 新 一 轮 全 国 地 下 水 资 源 评 价 成 果 （ 中 国 地 质 环 境 信 息 网 ） 20世 纪 80年 代 初 ， 原 地 质 矿 产 部 组 织 开 展 了 第 一轮 全 国 地 下 水 资 源 评 价 工 作 ， 于 1984年 底 提 出 了 评 价成 果 ： 即 全 国 地 下 水 天 然 资 源 量 每 年 为 8717亿 立 方 米 ，可 开 采 资 源 量 每 年 为 2940亿 立 方 米 。 国 土 资 源 部 在 2000年 至 2002年 期 间 ， 组 织 开 展 了新 一 轮 全 国 地 下 水 资 源 评 价 工 作 ， 对 全 国 地 下 水

54、 资 源 进行 了 重 新 计 算 和 评 价 ， 提 出 了 评 价 成 果 。 全 国 地 下 淡 水 天 然 资 源 多 年 平 均 为 8837亿 立 方 米 ，约 占 全 国 水 资 源 总 量 的 1/3， 其 中 山 区 为 6561亿 立 方米 ， 平 原 为 2276亿 立 方 米 ； 地 下 淡 水 可 开 采 资 源 多 年 平 均 为 3527亿 立 方 米 ，其 中 山 区 为 1966亿 立 方 米 ， 平 原 为 1561亿 立 方 米 。 另 外 ， 全 国 地 下 微 咸 水 天 然 资 源 （ 矿 化 度 1-3克 /升 ） 多 年 平 均 为 277亿 立

55、 方 米 ， 半 咸 水 天 然 资 源 （ 矿化 度 3-5克 /升 ） 多 年 平 均 为 121亿 立 方 米 。 u 区 域 水 位 下 降 的 原 因 ： 地 下 水 超 量 开 采u 区 域 水 位 下 降 的 危 害 ：城 市 地 下 水 资 源 枯 竭 ； 全 国 适 宜 开 采 或 引 用 地 下 水 的地 区 平 均 地 下 水 开 采 模 数 (每 年 每 平 方 千 米 可 开 采 地 下水 资 源 量 )已 由 15万 立 方 米 减 少 到 6万 立 方 米 .其 中 南方 平 原 区 为 17.8万 立 方 米 ， 山 区 为 6.4万 立 方 米 ； 北方 平

56、原 区 为 6.6万 立 方 米 ， 山 区 不 足 2.5万 立 方 米 。 泉 水 流 量 减 少 ； 济 南 的 四 大 泉 群 （ 趵 突 泉 、 黑 虎 泉 、珍 珠 泉 、 五 龙 潭 四 大 泉 群 ） ， 如 新 密 超 化 泉 等 一 些 有 名的 大 泉 现 已 干 枯 断 流 ， 豫 北 珍 珠 泉 、 百 泉 等 名 泉 流 量 大幅 减 少 ， 并 时 有 断 流 现 象 发 生 （ 2005） 省 （ 区 、 市 ） 可 开 采资 源 量 现 状 开 采 量 开 采 程度 (%)1g/l 1g/l 1-3g/l 3-5g/l 小 计 1g/l北 京 26.33 27

57、.15 27.15 103.1天 津 5.70* 6.33 6.33 111.1河 北 99.54 127.50 21.51 0.45 149.46 128.1山 西 53.78 41.99 41.99 78.1内 蒙 140.17 54.67 4.14 1.06 59.87 39.0辽 宁 91.76 68.69 68.69 74.9吉 林 86.09 29.92 29.92 34.8黑 龙 江 211.45 65.00 65.00 30.7上 海 1.14 1.04 1.04 91.2 江 苏 80.68 18.34 18.34 22.7浙 江 46.78 5.96 0.12 6.08 1

58、2.7安 徽 135.21 18.48 18.48 13.7福 建 33.51 6.07 6.07 18.1江 西 73.37 12.51 12.51 17.1山 东 114.31 107.30 15.69 122.99 93.9河 南 155.89 129.72 129.72 83.2湖 北 165.21 13.97 13.97 8.5湖 南 146.00 25.87 25.87 17.7广 东 284.94 22.00 22.00 7.7广 西 273.38 13.04 13.04 4.8 （ 一 ） 区 域 性 性 地 下 水 位 下 降 （ 一 ） 区 域 性 性 地 下 水 位 下

59、降 （ 二 ） 地 面 沉 降 上 海 地 铁 工 地 出 现 地 面 沉 降 西 安地 下水 超采 致大 雁塔 严重 倾斜 意 大 利 佛 罗 伦 萨 的 民 居 大 多 年 代 非 常 久 远 ,从 高 处 俯 瞰 别 有 一 种 美 感 1.地 面 沉 降 的 形 成 机 制 （ 三 ） 海 水 入 侵 海 水 入 侵 是 沿 海 地 区 水 资 源 开 发 带 来 的 特 殊 环 境 问 题 。美 国 的 长 岛 、 墨 西 哥 的 赫 莫 斯 城 ， 以 及 日 本 、 以 色 列 、 荷 兰 、澳 大 利 亚 等 国 家 的 滨 海 地 区 都 存 在 这 一 问 题 。 沿 海

60、地 区 的 大 连 、 秦 皇 岛 、 沧 州 、 青 岛 、 北 海 、 海 南 新英 湾 等 城 市 和 地 区 地 下 水 水 位 的 下 降 ， 引 起 海 水 入 侵 ， 导 致地 下 水 水 质 恶 化 ， 其 中 山 东 、 辽 东 半 岛 海 水 入 侵 较 严 重 。 l 海 水 入 侵 的 机 制二 、 水 资 源 开 发 的 负 环 境 效 应 滨 海 含 水 层 中 淡 水 和 咸 水 的 流 动 过 程 及 分 界 面 变 化 示 意 图 l 海 水 入 侵 的 防 治 对 策 三 、 水 资 源 开 发 的 正 环 境 效 应 4.4 水 资 源 保 护 与 可 持 续 利 用 4.4 水 资 源 保 护 与 可 持 续 利 用 4.4 水 资 源 保 护 与 可 持 续 利 用 4.4 水 资 源 保 护 与 可 持 续 利 用 4.4 水 资 源 保 护 与 可 持 续 利 用