新闻中常说的某城市「过度抽取地下水」,城市中对地下水的使用是怎样的,有怎样的大型工程?

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与其说是「过度抽取地下水」到不如说成是「城市用水的过度」。

因为地表水和地下水是联系很紧密的。

不单单是地下水开采那么简单,而导致地下水水位整体下降。

地下水用途


城市生活工业用水:

  • 一般居民区是禁止地下水开采的,现行法规要求地下水开采必须上报被监管,每天开采量都是有统一管理的。(偷采的不清楚,监管不到位的更不清楚)
  • 而能自行开采地下水的,一般大学校区,和用水量较大的工矿厂区(如造纸厂,冶炼场等)才能发证开采,同上,必须实时受到监管,但是虚报的事常有。
  • 城市自来水,一般是大型水库作为水源,水产处理后供给。一般不开采地下水,干旱半干旱地区除外。
  • 城郊,农民伯伯灌溉用水也多为地下水,因为地表水通过渠不一定能引到指定位置。
  • 感谢@高晟 童鞋的补充,「建筑物在修建过程中为了保证基础工程的沉降稳定,对地下水的抽取也是十分严重的。 」 不过,根据保护条例,是要求回灌的。但是,抽取后直接排掉,回灌要自己买水,这就……

地热的利用:

  • 很久以前,这地热水是直接抽取,但近年来,要求的的是回灌法(抽多少回灌多少(干净的水))以及热交换管网(只是把地热当作热源加热罢了,环境损害最小,能量过分汲取后是否有危害真心不知道。几千米下呢。)。

地下水的补给

除了了解地下水的用途外,还得知道地表水的补给过程,下图是一个水循环的大过程。

其中,对于地下水的补给:

  • 当潜水位高于地表水位的时候,地下水流向(补给)地表水,
  • 反之,地表水补给地下水。

城市地下水水位下降的原因

如图,


再结合,部分区域的地下水开采,于是城市地下水水位普遍成了这样:

于是,地表下沉。

补救与预防

当水和土壤岩层结合很好的时候,它们可以支撑起相当重的东西,

但水去,土壤与岩层缝隙被挤压,想恢复就难如登天了。

所以,只能预防。

节约用水是一方面,

好的城市规划又是另一方面,多点城市湿地,既能减少内涝,也可减缓地下水位的下降趋势。(城市发展的代价了。)

P.S.

上述只是简要说明,具体还有要细分,也并不是所有的城市都会发生地下水超采而引起的地面沉降。

「我国发生地面沉降的地区多位于滨海平原,三角洲平原,河流冲积平原和内陆盆地,

这些地区广泛分布有巨厚的松散沉积岩层。」(《水文地质手册》刘正峰编

这种岩层,夸张的类比,就是「海绵」。下图是来自

《水文地质手册》的一张表。

是普遍认为,地下水开采与地面沉降成单一关系。

局部的地面塌陷,超采也是直接原因,

但,往往,城市地面沉降是整片区域,所以,个人观点,上述。

《管子·水地》中说:“水者何也?万物之本原也。”水孕育了生命,也孕育了人类的文明。人类择水而居,建立聚落,发展为城市。水始终是城市生态、生活和经济的命脉。

【大观谈国学】细说中国最有名的园林——网师园


北宋画家张择端的《清明上河图》描绘了北宋都城汴京的市井风俗,也向我们传达了古代城市的运河风景。画面以汴河为中心,从疏林薄雾、阡陌纵横的郊外逐渐过渡到屋宇错落、百肆杂陈、车水马龙的城市。汴河之上,舟船往复,飞虹卧波,一派漕运繁忙的景象。

张择端的另一幅画作《金明池夺标图》,展现的是位于汴河畔的金明池水上娱乐的盛况。



金明池在北宋初年是一片用于水军训练的人工湖,后成为重要的皇家园林。湖为方形,湖边栽植柳树,尽管是皇家领地,但每年特定的时间内也向汴京的百姓开放。 张择端的这两幅画作都展现了北宋时期汴京城市的水系景观,不过它们反映的仅是城市水环境的一个片段。

实际上除了汴河外,汴京还有蔡河、五丈河和金水河共4条人工运河贯穿城市内外;城市有三重城垣,每重城垣之外都有护城河环绕;城市内外还有金明池、琼林苑、玉津园、宜春苑、艮岳等园林湖池。从城市北部和西部流过的黄河和洛水为这些水体提供了水源。

城外有陂湖和灌溉渠网,广浸民田;城内有排水沟渠,排洪泄涝。汴京是人口超过百万的大都市,这些水网承担着城市蓄水、供水、分洪、调水、排水、灌溉、漕运、水上交通及园林等功能。水为汴京带去繁荣与活力,也滋养了汴京灿烂的文化。



欧阳修、王安石、苏轼等都留下了描绘汴河、蔡河和金明池风景的诗篇,后人总结出的汴京八景中也有五景与水相关。

水是人类赖以生存的自然资源,但过多的水又会造成严重的灾难,所以当人类定居下来,就必然要梳理水系,让风雨顺轨,河网安流,以使农业稳产、聚落安全。中国是一个以农业为本的国家,由于农业灌溉的需要在很早就开始开渠筑堰,建造各种水利工程,而城市则在一定的农业经济单元中发展而来。

各地依据不同的自然条件创造出的农业生产的支撑系统,如陂塘、运河、灌渠等,实际上也是城市的环境支撑系统。中国古代的城市往往位于河流边缘却又与之保持一定的距离,然后通过建造这些人工水系与天然水系连通,形成贯穿城市内外的安全和可控的水的系统。所以城市水环境问题,实际上是城市内外的整体水环境问题,是人居水环境问题。

断和生态条件的损害,并带来了非常严重的环境问题,其中之一就是城市水环境恶化。

在快速城市化过程中,城市水系的大量填埋和硬化,不仅削弱了城市的防洪能力,阻断了地表水和地下水的交流,而且造成生境的丧失;城市中大量的硬化地面阻碍了天然降水的渗透,打断了水的上下循环,使地表径流量增加、地下水减少;大量被污染的水向河流湖泊排放,恶化了水质,破坏了生物栖息环境。城市水资源短缺、水系破碎化、水质污染、水生境破坏等造成了城市水环境的恶化,为城市安全和繁荣发展带来了诸多隐患。 《管子·水地》中还谈道:“水者,地之血气,如筋脉之通流者也。”水是将地球上万物联系起来的纽带。



水不仅存在于各种水体中,也存在于空气、土壤和动植物之中。城市水环境的问题,不仅仅局限于城市水体本身,也取决于区域水系统的健康和完善;城市水环境的建设,不仅仅要关注水自身的质和量,还要维护区域的山、林、田、草等自然生态系统的基本要素,涵养水源,保护生境,如此才能构建健康的城市水环境。