地表水與地下水的關(guān)系

1、2022-6-231地表水與地下水的關(guān)系地表水與地下水的關(guān)系2022-6-232 地表水和地下水之間存在著密切的水力聯(lián)系和頻繁的轉(zhuǎn)化關(guān)系。 近幾十年來,受自然因素和人類活動的影響,地表水與地下水之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系趨于復(fù)雜化,引起水循環(huán)的變化,誘發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境負(fù)效益,使水資源及生態(tài)問題突顯。一、地表水與地下水關(guān)系概述一、地表水與地下水關(guān)系概述2022-6-233地表水地表水水水體體污污染染物物地下水地下水土壤水土壤水有機污染物有機污染物無機污染物無機污染物2022-6-2342022-6-235污染物：污染物：停留、轉(zhuǎn)化、停留、轉(zhuǎn)化、降解、遷移降解、遷移2022-6-236Non-point s

2、ource2022-6-237二、北京市地下水概況二、北京市地下水概況1 水文地質(zhì)概況水文地質(zhì)概況2 地下水開發(fā)利用概況地下水開發(fā)利用概況3 地下水管理現(xiàn)狀地下水管理現(xiàn)狀2022-6-2381、水文地質(zhì)概況、水文地質(zhì)概況 地下水賦存條件與分布規(guī)律地下水賦存條件與分布規(guī)律 北京市三面環(huán)山，北京市三面環(huán)山，永定河沖洪積扇、潮白河沖積扇和溫榆永定河沖洪積扇、潮白河沖積扇和溫榆河沖積扇河沖積扇構(gòu)成了北京市平原區(qū)的主體，為地下水賦存提供構(gòu)成了北京市平原區(qū)的主體，為地下水賦存提供了優(yōu)良地質(zhì)條件。了優(yōu)良地質(zhì)條件。 自西北向東南，地下水自西北向東南，地下水含水層含水層由由單層結(jié)構(gòu)單層結(jié)構(gòu)過渡到過渡到多層結(jié)構(gòu)，

3、多層結(jié)構(gòu)，由由單一的砂卵礫石層單一的砂卵礫石層逐漸過渡到逐漸過渡到粉細(xì)砂層、砂礫石粉細(xì)砂層、砂礫石2022-6-239 地下水補徑排特征地下水補徑排特征補給來源：補給來源：降雨入滲補給、地表水體入滲補給、山前側(cè)向降雨入滲補給、地表水體入滲補給、山前側(cè)向徑流補給和農(nóng)田灌溉水入滲補給。徑流補給和農(nóng)田灌溉水入滲補給。徑流：徑流：與地形基本一致，北京市地下水的徑流方向總體由與地形基本一致，北京市地下水的徑流方向總體由西北向東南方向流動。西北向東南方向流動。排泄：排泄：大規(guī)模的人為開采，以及向下游排泄。大規(guī)模的人為開采，以及向下游排泄。2022-6-23102、地下水開發(fā)利用概況、地下水開發(fā)利用概況 北

4、京市平原區(qū)目前主要利用是淺層地下水。全市多年平均北京市平原區(qū)目前主要利用是淺層地下水。全市多年平均地下水總資源量為地下水總資源量為25.6億億m3，其中平原區(qū)資源量為，其中平原區(qū)資源量為22.9億億m3。 地下水可開采量為地下水可開采量為23.8億億m3，其中平原區(qū)可開采，其中平原區(qū)可開采量為量為21.5億億m3。 全市多年平均開采量為全市多年平均開采量為26.2億億m3。與。與1980年相年相比，地下水儲量累計減少比，地下水儲量累計減少64.5億億m3。2022-6-2311 2004年，全市總供水量為年，全市總供水量為34.6億億m3，其中地表水供，其中地表水供水量為水量為5.7億億m3；

5、地下水；地下水供水量為供水量為26.8億億m3；其它；其它水源水源2.1億億m3。 2004年，全市總用水量為年，全市總用水量為34.6億億m3，其中生活用水，其中生活用水12.8億億m3；農(nóng)業(yè)用水；農(nóng)業(yè)用水13.5億億m3；工業(yè)用水；工業(yè)用水7.7億億m3；生態(tài)環(huán)境用水生態(tài)環(huán)境用水0.6億億m3。2022-6-23122022-6-2313在地下水開發(fā)利用中產(chǎn)生了一系列問題在地下水開發(fā)利用中產(chǎn)生了一系列問題(1)(1)地下水水位持續(xù)下降地下水水位持續(xù)下降(3)(3)地面沉降面積逐步擴(kuò)大地面沉降面積逐步擴(kuò)大(2)(2)地下水水質(zhì)日益惡化地下水水質(zhì)日益惡化(4)(4)地下水污染突發(fā)性事故增多地下

6、水污染突發(fā)性事故增多2022-6-2314目前超采區(qū)面積已達(dá)到目前超采區(qū)面積已達(dá)到5900km2，嚴(yán)重超采區(qū)為，嚴(yán)重超采區(qū)為2500km22022-6-2315 (1) 連續(xù)多年的地下水嚴(yán)重超采，使得連續(xù)多年的地下水嚴(yán)重超采，使得地下水位持續(xù)下降地下水位持續(xù)下降。2022-6-2316 （3） 地下水水質(zhì)日益惡化地下水水質(zhì)日益惡化。 多年地下水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果顯示：多年地下水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果顯示：III類水井?dāng)?shù)量在逐漸減少，類水井?dāng)?shù)量在逐漸減少，IV和和V類水井?dāng)?shù)量呈上升趨勢。其中類水井?dāng)?shù)量呈上升趨勢。其中類、類、類水井的超標(biāo)類水井的超標(biāo)污染物主要為污染物主要為硝酸鹽氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和總硬度。硝酸

7、鹽氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和總硬度。 2022-6-23172022-6-23182022-6-23192022-6-2320城區(qū)城區(qū) 城區(qū)自備井水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：城區(qū)自備井水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：2001年監(jiān)測三環(huán)內(nèi)年監(jiān)測三環(huán)內(nèi)169眼自眼自備井水樣，合格率僅為備井水樣，合格率僅為5.9%；三環(huán)與四環(huán)內(nèi)；三環(huán)與四環(huán)內(nèi)296眼自備井，眼自備井，合格率僅合格率僅11.5%；2004年監(jiān)測年監(jiān)測400眼自備井，合格率眼自備井，合格率20%。郊區(qū)郊區(qū) 郊區(qū)目前郊區(qū)目前30萬人在飲用四高水，萬人在飲用四高水，159萬人飲用低標(biāo)準(zhǔn)自來水。萬人飲用低標(biāo)準(zhǔn)自來水。 地下水污染呈現(xiàn)出由城區(qū)向郊區(qū)擴(kuò)散，由淺層向深地下水污

8、染呈現(xiàn)出由城區(qū)向郊區(qū)擴(kuò)散，由淺層向深層發(fā)展的趨勢。層發(fā)展的趨勢。2022-6-232120032003年城近郊區(qū)地下水監(jiān)測點有機物含量分布情況表（年城近郊區(qū)地下水監(jiān)測點有機物含量分布情況表（g/Lg/L）分析項目分析項目城區(qū)城區(qū)豐臺區(qū)豐臺區(qū)朝陽區(qū)朝陽區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值苯苯未檢出未檢出04977.9*未檢出未檢出0.01三氯甲烷三氯甲烷0.4780.489.9320.1650.6210.06二氯乙烯二氯乙烯未檢出未檢出00.822未檢出未檢出0.03三氯乙烯三氯乙烯5.8250.07714.300.0770.4870.07四氯乙烯四氯乙烯2.3120.0672.2520.0626.0740.04四氯

9、化碳四氯化碳0.2500.0311.4720.0770.1660.002局部地區(qū)還檢出了有機污染物。局部地區(qū)還檢出了有機污染物。2022-6-23222022-6-2323 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2003年地下水水位嚴(yán)重下降區(qū)面積為年地下水水位嚴(yán)重下降區(qū)面積為4108km2，地下水降落漏斗面積，地下水降落漏斗面積908km2。2022-6-2324（4）地下水污染突發(fā)性事件也逐漸增多。）地下水污染突發(fā)性事件也逐漸增多。 據(jù)統(tǒng)計，據(jù)統(tǒng)計，2003年以來，我市先后發(fā)生了年以來，我市先后發(fā)生了10起大的地下水污起大的地下水污染事件。染事件。海淀區(qū)北安河村、大興區(qū)鵝房村等海淀區(qū)北安河村、大興區(qū)鵝

10、房村等3處農(nóng)藥污染事件；處農(nóng)藥污染事件；平谷區(qū)上宅村、東高村、海淀區(qū)白家疃地區(qū)等水污染事平谷區(qū)上宅村、東高村、海淀區(qū)白家疃地區(qū)等水污染事件件5起；起；海淀區(qū)四季青鎮(zhèn)村自備井污染事件等海淀區(qū)四季青鎮(zhèn)村自備井污染事件等2起。起。2022-6-23253、地下水管理現(xiàn)狀、地下水管理現(xiàn)狀 2004.5.19，北京市水務(wù)，北京市水務(wù)局成立。市水務(wù)局的主要局成立。市水務(wù)局的主要職能是在職能是在承擔(dān)原北京市水承擔(dān)原北京市水利局全部水行政管理職責(zé)利局全部水行政管理職責(zé)外，承擔(dān)北京市城市供水、外，承擔(dān)北京市城市供水、節(jié)水、排水與污水處理方節(jié)水、排水與污水處理方面的工作，以及規(guī)劃市區(qū)面的工作，以及規(guī)劃市區(qū)內(nèi)地下水

11、的開發(fā)、利用和內(nèi)地下水的開發(fā)、利用和保護(hù)工作等職責(zé)。保護(hù)工作等職責(zé)。 2022-6-2326監(jiān)測站房2022-6-23272022-6-2328三、正在開展的相關(guān)工作三、正在開展的相關(guān)工作 針對目前地下水所存在的問題，市水務(wù)局準(zhǔn)備全針對目前地下水所存在的問題，市水務(wù)局準(zhǔn)備全面系統(tǒng)地開展地下水的研究工作，主要確定了以面系統(tǒng)地開展地下水的研究工作，主要確定了以下研究內(nèi)容：下研究內(nèi)容：2022-6-2329重點開展項目安排重點開展項目安排序號序號項目名稱項目名稱1 1地下水普查及其功能區(qū)研究地下水普查及其功能區(qū)研究2 2北京市平原區(qū)地下水污染源調(diào)查北京市平原區(qū)地下水污染源調(diào)查3 3北京市平原區(qū)地下水

12、年齡測定北京市平原區(qū)地下水年齡測定4 4地下水污染成因分析及典型污染源控制技術(shù)研究地下水污染成因分析及典型污染源控制技術(shù)研究5 5平原區(qū)水文地質(zhì)參數(shù)率定與校核平原區(qū)水文地質(zhì)參數(shù)率定與校核6 6地面沉降與地下水開發(fā)利用關(guān)系研究地面沉降與地下水開發(fā)利用關(guān)系研究7 7山前淺埋重點區(qū)巖溶地下水勘察評價與開采潛力研究山前淺埋重點區(qū)巖溶地下水勘察評價與開采潛力研究8 8北京市地下水資源評價及污染防控技術(shù)研究與示范北京市地下水資源評價及污染防控技術(shù)研究與示范9 9地下水管理信息與決策支持系統(tǒng)研究地下水管理信息與決策支持系統(tǒng)研究1010地下水應(yīng)急水源地可持續(xù)利用研究地下水應(yīng)急水源地可持續(xù)利用研究 2022-6

13、-2330地表水與地下水關(guān)系研究熱點地表水與地下水關(guān)系研究熱點 北京地區(qū)地表地下水力聯(lián)系密切，相互補充和影響頻繁。地下水的補充主要依靠降雨和河流，其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開采量和開采速率，長期下去的環(huán)境影響難以預(yù)計。 因此，為了保證區(qū)內(nèi)水資源可持續(xù)利用，保護(hù)地質(zhì)生態(tài)環(huán)境，必須加強地表水與地下水的相互演化關(guān)系的動力學(xué)機制研究，建立高仿真性的動力學(xué)模型以定量模擬和評價地表水與地下水污染演化關(guān)系，分析二者之間互饋機制及其對生態(tài)環(huán)境的影響，為區(qū)內(nèi)水資源持續(xù)利用和可再生性維持機理與調(diào)控技術(shù)與途徑提供科學(xué)依據(jù)。2022-6-2331研究進(jìn)展研究進(jìn)展 近年來，在北京地區(qū)地表水、地下水的相互關(guān)系、影響、優(yōu)化調(diào)度、污染預(yù)

14、防和資源管理等方面做了大量的研究，建立了河流與地下水關(guān)系演化的動力學(xué)機制與數(shù)值仿真模擬系統(tǒng)。 正在研究北京地區(qū)地下水可再生能力變化規(guī)律，正確評價北京地區(qū)地下水脆弱性。2022-6-2332地下水地下水淺層地下水超標(biāo)顯著區(qū)淺層地下水超標(biāo)顯著區(qū)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)北京市地下北京市地下水質(zhì)部分地區(qū)水質(zhì)部分地區(qū)超標(biāo)超標(biāo)氯代烴的污染來源及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律氯代烴的污染來源及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律豐臺機務(wù)段機車修理廠豐臺機務(wù)段機車修理廠 北京市淺層地下水綜合北京市淺層地下水綜合污染指數(shù)評價圖污染指數(shù)評價圖A449B159B177A441B399A442A457A435A448A110B2303B2302B2301B125B120B1

15、34B135B136氯代烴超標(biāo)比較嚴(yán)重的地區(qū)氯代烴超標(biāo)比較嚴(yán)重的地區(qū)與工業(yè)區(qū)的分布有很好的一與工業(yè)區(qū)的分布有很好的一致性致性2022-6-2333采用新技術(shù)，解決水土環(huán)境污染關(guān)鍵問題建立了土壤、地下水、地表水污染物遷移轉(zhuǎn)化、識別模型 樹木年輪技術(shù)樹木年輪技術(shù)( (區(qū)域土壤污染史區(qū)域土壤污染史) ) 污染物源識辨技術(shù)污染物源識辨技術(shù) 污染場精細(xì)結(jié)構(gòu)解析技術(shù)污染場精細(xì)結(jié)構(gòu)解析技術(shù) 各類土壤污染物組分特征識別各類土壤污染物組分特征識別（燃煤和交通污染、石（燃煤和交通污染、石油化工；工業(yè)排放、白色污染、橡膠制品、驅(qū)蟲劑等污染油化工；工業(yè)排放、白色污染、橡膠制品、驅(qū)蟲劑等污染物）物） 同位素碳分析技術(shù)同

16、位素碳分析技術(shù)( (地下水污染源追蹤地下水污染源追蹤) )l 污染修復(fù)技術(shù)污染修復(fù)技術(shù) 電催化修復(fù)技術(shù)電催化修復(fù)技術(shù)(地下水脫氯降解地下水脫氯降解) 16S rDNA16S rDNA克隆庫技術(shù)克隆庫技術(shù) ( (水庫沉積物污染史水庫沉積物污染史) ) pH pH微電極原位測試技術(shù)微電極原位測試技術(shù) ( (水庫沉積物水水庫沉積物水 界面生物膜微環(huán)境界面生物膜微環(huán)境) )2003.4表層表層2003.4水下水下5米米N aKZ nA sSrC dB aP bC uN aKA sSrB aP bZ nC dC u- -2 2. .0 00 0- -1 1. .0 00 00 0. .0 00 01 1

17、. .0 00 02 2. .0 00 03 3. .0 00 04 4. .0 00 05 5. .0 00 00 02 20 04 40 06 60 08 80 01 10 00 0原原 子子 序序 數(shù)數(shù)元元素素含含量量對對數(shù)數(shù)年年 輪輪 元元 素素土土 壤壤 元元 素素水、土水、土土土 壤：壤：DDTDDT和六六六的累積模式和六六六的累積模式地表水：地表水：氮、磷和重金屬遷移模式、氮、磷和重金屬遷移模式、土壤侵蝕模型土壤侵蝕模型地下水：地下水：鹽分影響氮遷移轉(zhuǎn)化模型鹽分影響氮遷移轉(zhuǎn)化模型( (密云水庫水質(zhì)保護(hù)調(diào)控系統(tǒng)密云水庫水質(zhì)保護(hù)調(diào)控系統(tǒng)) ) 耦合生物降解作用的氯代烴遷移轉(zhuǎn)化模型耦合

18、生物降解作用的氯代烴遷移轉(zhuǎn)化模型( (地下水污地下水污染染模擬、優(yōu)化施肥控制化肥污染技術(shù)模擬、優(yōu)化施肥控制化肥污染技術(shù)) )A449B159B177A441B399A442A457A435A448A110B2303B2302B2301B125B120B134B135B136l污染源追蹤技術(shù)污染源追蹤技術(shù)l污染遷移轉(zhuǎn)化模擬技術(shù)污染遷移轉(zhuǎn)化模擬技術(shù)2022-6-2334研究展望研究展望 揭示地表水與地下水轉(zhuǎn)化的動力學(xué)機制以及水循環(huán)規(guī)律和更新速率，評價地下水可更新能力； 以飽和非飽和流理論為基礎(chǔ)，構(gòu)建地表水與地下水相互轉(zhuǎn)化的數(shù)值仿真模型，定量描述地表水與地下水相互轉(zhuǎn)化關(guān)系以及水文生態(tài)效應(yīng)，評價可持續(xù)

19、利用的水資源量； 提出區(qū)內(nèi)水資源可再生維持途徑，豐富和發(fā)展水科學(xué)的理論與方法，為區(qū)內(nèi)水資源合理開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。2022-6-2335四、項目介紹 北京地下水循環(huán)再生能力研究北京地下水循環(huán)再生能力研究 建立典型地區(qū)水文地質(zhì)概念模型，研究北京建立典型地區(qū)水文地質(zhì)概念模型，研究北京市平原區(qū)地下水循環(huán)演化和更新能力，建立北京市平原區(qū)地下水循環(huán)演化和更新能力，建立北京地區(qū)地下水再生能力評價標(biāo)準(zhǔn)，編制區(qū)域地下水地區(qū)地下水再生能力評價標(biāo)準(zhǔn)，編制區(qū)域地下水再生能力分區(qū)圖，設(shè)置不同情景，并預(yù)測強烈開再生能力分區(qū)圖，設(shè)置不同情景，并預(yù)測強烈開采條件下的地下水的演化趨勢。采條件下的地下水的演化趨勢。2022-6-2336研究思路研究思路 以系統(tǒng)理論為指導(dǎo)，以地表水與地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系的動力學(xué)機制與仿真模擬為主線； 采用長觀資料分析、野外調(diào)查、原位試驗、室內(nèi)模擬與理論分析相結(jié)合； 綜合運用地質(zhì)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、陸地水文學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、多孔