环境水文地质作用第四章.pptVIP

环境水文地质作用 讲课提纲 一、 水资源开发利用的环境地质效应 二、环境水文地质作用分类 三、环境水文地球化学作用 四、环境水动力作用 五、环境水物理作用 一、 水资源开发利用的环境地质效应 1、 区域地下水位持续下降 一旦开采量长时期地超过补给量时，含水层的水量均衡状态必然遭到破坏。含水层的储存量将被逐渐消耗，从而导致地下水位的持续下降，并带来种种严重的不良后果。 2、城市水资源危机加剧 我国地下水资源总量为8700x108m3。地下水资源，并不是取之不尽，用之不竭的.城市地下水的多少,与城市的气候、水文及地质环境有关、通过对110个城市(直辖市、省会及主要地区市)的统计，地下水资源可开采量为1240.76×l08m3，占总资源量的1/8，其中孔隙水、裂隙水和岩溶水分别占29％、48％、23％。由于长期性工业生产上用水的无政府状态，以及生产和生活上用水的严重浪费，再加上水资源的污染，致使在工业和人口集中的大城市，需水量已经超过天然资源保有量，供水能力和需求矛盾日益突出，城市缺水严重，有些城市己出现水荒。 3、地下水质恶化 过量开采致使地下水位下降所引起的，方式不外乎三种：地下水水动力条件改变，含水层水文地球化学条件改变、水井本身结构问题引起水质恶化。 4、海水入侵 5、诱发地震、缺氧灾害 由于开采地下水所引起的地下水位下降，使某些含水层因疏干而出现真空状态，原有水贮存空间被空气取代，在还原环境下，土层中一些化学成分的氧化还原反应，耗尽地下空气中的氧气，造成地下空气缺氧，是导致地下工程开挖时，缺氧灾害的主要原因。 二、环境水文地质作用分类 1、环境水文地球化学作用 环境水文地球化学作用是指在人工干预下，在一定渗流和水文地球化学条件下，物质迁移、转化的作用，是决定污染物质迁移转化规律的主要作用，主要有酸碱作用、氧化—还原作用、吸附—解吸作用、络合与螯合作用、稀释和浓缩作用、生物净化与浓集作用、放射性衰变和细菌繁殖与衰亡作用，以及污染质在水中的弥散作用 通过这些作用，水污染物质在环境系统中发生迁移、富集、转化、分散、净化、毒性改变，从而造成水质恶化、公害病等不良环境影响，或使水体发生净化作用。 氧化—还原作用 CH4→CH3OH → CH2O → HCOOH → CO2+H2O 烷→醛→醇 →酸→ 无机物 盐效应 污染提高了地下水的含盐度 Ca2+、 Mg2+的影响 2、环境水动力作用 环境水动力作用是指由地下水动力要素变化而引起的地质环境中相互间的能量交换作用。通过荷载效应、应力腐蚀效应、孔隙水压力效应、潜蚀吸蚀效应等作用，破坏地质环境中不同单元间的力学平衡，引发地面沉降、岩溶塌陷等地质灾害：地下水位的下降，会造成水动力场各要素如水力坡度、渗透速度、水压力的变化。 3、环境水物理学作用 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。由于人工热流出物的影响，水温度发生变化可引起水体热污染，影响水质和水生生态平衡。 4、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。大量开采地下水造成的区域性水位下降，使包气带土壤水分减少，土壤结构破坏，出现土壤沙化和草原退化；不恰当的引水灌溉造成的地下水水位上升引发土壤盐渍化，从而破坏农业生态平衡；水污染物中氮、磷等营养物过多，可造成湖泊、海湾等水体中藻类灾害性的生长，使水体质量下降，危害水生生态系统。 三、污染物在地下水系统中的水文地球化学效应 污染物在地下水系统(含包气带及含水层)迁移过程是复杂的物理、化学及生物因素综合作用过程。地表污染物进入含水层时，绝大部分都必须通过包气带，而包气带具有输水和储水功能，所以也具有输运和储存液载污染物的功能，同时还具有延缓或衰减污染的效应。 物理作用效应 物理作用效应主要包括机械过滤及稀释作用，它们主要产生净化效应。机械过滤作用主要是取决于介质的性质及污染物颗粒的大小。在松散地层里，颗粒越细，过滤效果越好；在坚硬岩石裂隙地层里其过滤效果一般不如松散地层好，裂隙越大，过滤效果越差。过滤效果主要是去除悬浮物，其次是细苗。此外，一些组分的沉淀物，如CaCO3、CaS04、Fe(OH)3、Al(OH)3，以及有机物—粘土絮凝剂也可被去除。 化学作用效应 化学作用效应主要包括吸附、溶解、沉淀、氧化还原、PH值影响、化学降解、光分解及挥发作用等。 凡是能吸附液态离子的固体均称为吸附剂，其吸附能力的大小以交换容量(CEC)来表示。交换容量的大小一般与下列因素有关：①粘土矿物及有机质的交换容量大；②颗粒越小，比表面积越大，交换容量也越大；③表层土壤的交换容量与土壤中粘土矿物种类及数量有关；④固体表面电荷是pH值的函数。 沉淀作用是