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水是生命之源

2019-11-27 8:30:42 來源:中國礦業報 作者:宋建新 劉可

mlb棒球比分直播大谷 www.ecrsv.com.cn 泉水叮咚,小溪潺潺,河流奔騰,大海遼闊。

山泉匯成小溪,小溪并成河流,河流融入大海。

這些形形種種的水是從何而來呢?“黃河之水天上來,奔流到海不復回。”古人的詩詞為我們很好地解釋了這一問題:水從天而來。

作為全球循環的重要一部分,水循環承擔著調節氣候、平衡水資源分布、能量及物質傳遞、改變地表形態等多種重要作用。自然界中水的循環表現為兩種形式:垂直運動和水平運動。其中,降水、入滲、蒸發以及植物蒸騰構成水的垂直運動,地表徑流、地下徑流以及大氣中水汽在海洋與陸地間的輸送過程則為水的水平運動。全球大氣水分交換的周期為10天,水汽輸送是最活躍的環節之一。

水循環過程

大氣中的水以降水(雨、雪、冰雹等)的形式落到地面,除了直接進入江河湖海等地表水體外,一部分被地表覆被物(植被、建筑等)截留,并以蒸發的形式回到大氣中,一部分入滲到土壤中進入地下,另一部分以地表徑流的形式匯入到河流湖泊中。

植物在吸收土壤中的水分后,大多以蒸騰的形式將水汽釋放到大氣中。表層土壤中的部分水分以及地表水體中的水也會由于蒸發作用進入到大氣中。受重力作用的影響,進入到地下的水以及地表形成的水體會根據地勢的高低,由高處流往低處,形成地表徑流與地下徑流。

如此活躍的水在地球上的存在形式又是什么樣的呢?一般可分為液態水、固態水、氣態水以及結合水。液態水,我們經常見到,如蘊藏于地下含水巖層中的地下水;固態水,存在于高海拔地區或極端嚴寒區域,如高山上的積雪、南北極的冰川,以及高原凍土中存在的水;氣態水,廣泛存在于大氣中,隨著氣流運輸最終以降水的形式回到地面;結合水,亦稱為束縛水或固定水,是指存在于溶質或其他非水組分附近的、與溶質分子之間通過化學鍵結合的那一部分水。

水資源現狀

地球上千千萬萬種碳基生命的生存都離不開水。世界水資源總量約為138億億m3,其中97.47%是海水,淡水只占2.53%,且絕大部分為極地冰雪冰川和地下水,適宜人類享用的僅為0.01%。

截至2018年,全球人口約75.94億,有超過10億人生活在缺水地區,約1/4的人口面臨“極度缺水”?;?,到2025年將有多達35億人面臨缺水問題。曾經難以想象的水?;詒淶盟究占?。

據《2018年中國水資源公報》數據顯示,中國的水資源總量為2.75萬億m3,地表水資源量2.63萬億m3,地下水資源量8246.5億m3,人均水資源量僅為1968m3。供水總量為6015.5億m3,占水資源總量的21.9%;地表水源供水量4952.7億m3,占供水總量的82.3%;地下水源供水量976.4億m3,占供水總量的16.2%。中國水資源總量占世界第6位,而人均占有量卻居世界第108位,是世界上21個貧水和最缺水的國家之一,人均淡水占有量僅為世界人均的1/4。

我國水資源基本狀況為人多水少、水資源時空分布不均勻,南多北少, 沿海多內地少, 山地多平原少。耕地面積占全國64.6%的長江以北地區水資源量僅占20%, 全國近31%的國土是干旱區(年降雨量在250mm以下),生產力布局和水土資源不相匹配,供需矛盾尖銳,缺口很大。全國600多座城市中有400多個供水不足,嚴重缺水城市有110個。隨著人口增長、區域經濟發展、工業化和城市化進程加快,城市用水需求不斷增長,水資源供應不足、用水短缺問題必然成為制約經濟社會發展的主要阻力和障礙。

如果把地球的水集中成一個水球,那么這個水球只有地球體積的約1/1000。

水文地質與水資源調查監測

為了更好?;ぜ襖萌找娼羧鋇乃試?,保障用水安全,?;ど低乘肪?,解決相關生態環境地質問題,開展水文地質與水資源的調查評價工作、掌握水資源現狀至關重要。這項工作主要包括:

(一) 地表水與地下水監測

地表水監測:主要包括水文站點和水質站點(水質斷面)監測,以及輔以遙感技術監測降水量、蒸發量、地表水體、地表徑流量、水環境以及固態水體(冰川、雪蓋)等地表水資源主要要素,在重點地區和地表水與地下水轉化斷面可適當補充地表水監測站點建設并開展流量、水位和水質監測。

水文站監測:利用在各個流域內已建成的水文站,通過觀測水位、流速、流向、波浪、含沙量、水溫、冰情、水質等,以及降水量、蒸發量、氣溫、濕度、氣壓和風等氣象要素,查明河流、湖泊、水庫等水體的水文、氣象情況。

地下水監測:地下水監測即對一個地區選擇有代表性的泉、井、孔等,按照一定的時間間隔和技術要求對地下水水位、水質、水溫、水量等動態要素進行觀測、記錄和資料整理的工作。為了觀測地下水位、水溫、水量和水質等因素動態變化信息,各地專門設置了監測設施、均衡試驗場等監測站點。我國地下水監測站點主要包括國家級監測站點、省級監測站點、其他監測站點等。

國家級監測站點的監測項目包括地下水水位、流量、水溫、水質;省級地下水監測站點的監測項目以水位、水溫、流量為主,有條件的地區適當補充開展水質監測。

(二)年度統測

地下水的年度統測旨在獲取持續性的區域地下水位資料,分一般區與重點區部署不同密度的統測工作。一般區主要指地下水開采強度較小地區、無人區等,重點區主要指人口密集城鎮區、主要經濟活動區、地下水主要開采區及地質環境問題突出區等。統測點一般選取已有的監測井、民井、地下河以及泉點。

統測工作需覆蓋流域內主要的平原盆地等重點區域,并控制主要含水層,工作程度高的地區還會開展分層水位統測工作。與地下水關系密切的河流、水庫、湖泊等地表水體,也應同期監測其水位和流量。巖溶地區和丘陵山區則選擇具有重要水文地質意義的地下河和泉點進行水位和流量監測。

(三)水文地質與水資源調查

水文地質與水資源調查即在對收集到的水量、水質、水生態、水資源開發利用等相關資料分析研究的基礎上,開展的流域補充調查及野外核查。在這個過程中,要注重遙感、物探、傳感器等新技術、新方法和新理念的運用,分別在完整的流域和重點地區開展調查。

流域水文地質與水資源的調查主要包括:水文測站核查、區域水文地質補充調查、水資源開發利用狀況核查、土地利用核查、生態環境地質問題補充調查。

重點地區水文地質調查主要包括:包氣帶與含水層空間結構調查、水文地質參數計算與校核、地下水系統邊界調查、地下水補徑排條件調查、地下水動態特征分析、地下水化學特征分析、“三水”轉化關系分析、地下水開發利用調查、地下水開發引起的生態環境地質問題調查、特殊類型地下水調查等內容。

由于地下水埋藏于地表以下,根據巖層性質的不同,其儲存被分成多個層位。傳統調查方法包括水文地質測繪、鉆探、物探、野外試驗、室內分析、檢測、模擬試驗以及地下水動態均衡研究等。

地下水監測井及?;ぷ爸?/em>

渦度相關監測塔

利用水文地質與水資源調查監測數據,按照流域分區及水文地質單元分區,開展水資源評價。評價內容包括水資源數量、質量和生態需水量。重點為近20年來水資源及其開發利用的新情勢、新變化,梳理水資源短缺、水環境質量、水生態損害及地質環境等問題,系統分析變化環境下的水資源演變規律。

在地表水與地下水一體化監測和水資源調查評價的基礎上,針對不同地區經濟社會發展對水資源開發和國土空間規劃的需求,開展重點地區水資源承載能力評價,提出水資源優化配置方案和國土空間規劃建議,服務水資源確權登記、水資源可持續利用與?;??!?/p>

(作者單位:中國地質調查局地質環境監測院)

網站編輯:宮莉

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