红层地下水开发的环境影响分析

红层的储水空间为岩石裂隙、溶孔和溶孔,含水介质为岩体。一般来说,红色含水层开采地下水不会像松散土体的孔隙含水层那样,因为水位下降,孔隙水压力消散,压实变形,导致地面沉降。由于导水蓄水间隙小,不具备开采岩溶水引发岩溶塌陷的条件。根据目前调查的资料,没有红层地下水开采引发地质灾害的报道。从收集和掌握的资料来看,红层地下水开发对地下水环境的影响主要表现在对水质和水位的影响。

水质变化

一般情况下,人工抽取地下水或地下洞室排水会改变其自然径流条件,导致水循环加快。随着时间的推移,地下水的化学成分会发生变化,一般地下水水质会有一定程度的改善。如云南楚雄市明治小学的深井管井,就位于腰站街河谷盆地南部龙川河西岸的二级基座阶地上。该区域整体地形坡度为5 ~ 10,阶地高出河床15 ~ 30m。出露地层为上白垩统江底河组二段(K2j2)泥岩、钙质泥岩、粉砂质泥岩,夹泥灰岩,地层倾角10° ~ 20°,溶蚀缝洞、孔隙水发育。井深97.3m,揭示的岩性如下:0 ~ 2.0 m为红褐色残积粘土层;2.0~3.3m为强-中风化粉砂质泥岩、钙质泥岩,岩芯破碎,呈短柱状;3.3 ~ 97.3 m为微风化钙质、粉砂质泥岩,局部夹钙质粉砂岩,岩芯一般呈柱状,局部破碎,两组节理发育。45.5 ~ 50.3米、52.5 ~ 54.8米、59.6 ~ 64.0米和67.8 ~ 81.5米段发育溶蚀孔隙。当该井于2004年2月完成时,总铁和总锰的含量分别为4.654毫克/升和0.089毫克/升。经过三年的开采,2006年4月降至0.202毫克/升和0.033毫克/升。

在某些特殊条件下,由于开采红层地下水,水质可能恶化。例如,由于过度开采地下水,该地区的地下水位继续大幅下降。在沿海地区,可能导致海水侵入淡水含水层,导致地下水水质恶化;毗邻含盐夹层、盐溶层和盐水含水层的淡水含水层也可能因地下咸水补给增加而使水质恶化;与污染源有水力联系的含水层,由于污染物传播速度的加快,可能会污染地下水。

打井开采地下水时,有时由于采矿井护壁、止水质量差,井口保护不好,废弃井未及时封堵,形成新的人为污染通道,也会导致污染物沿井壁或钻孔渗透扩散,从而污染地下水。

2.4.4.2水位持续下降,泉水被抽干。

当当地地下水开采量超过补给量时,直接后果是地下水降落漏斗继续扩大,造成区域地下水位继续下降。因此,在地下水的开发利用中,应将开采量限制在允许的范围内,以防止区域地下水位因过度开采而不断下降,甚至造成水质恶化、地下水资源枯竭等不良后果。

丘陵山区红层地下水含水层多为裸露、露盖或埋藏含水层,补给条件好,径流路径短,开采动水位恢复快。此外,人口聚居点少而分散,开采强度低,一般不会造成区域地下水位下降。而在大量超采地下水的盆底平坝地区,人口和土地集中,由于开采井分布不合理,地下水位持续下降。如云南省楚雄盆地鹿城-孙家屯供水水源地,1990因超采地下水形成了一个较深的下降漏斗,控制开采量后才恢复地下水位。再比如思茅盆地北段。由于自来水系统没有覆盖这一地区,各企事业单位纷纷打深井开采利用红层地下水。近年来,由于开采井越来越多,开采量日益增加,已超过补给量,导致地下水位持续下降,枯水期地下水位比1990下降20m左右。

此外,当采矿井所在的水文地质单元存在天然出露的泉点时,如果地下水超采,最快最明显的影响就是泉流量的不断衰减甚至干涸。近来,各种地下工程的开挖和排水导致的泉水排放越来越频繁,造成了大量山区农村的生活用水困难,也对生态环境产生了负面影响。