地下水资源的区域保护

如题所述

合理解决未来不断出现的含水层污染问题的有效办法是治理和预防相结合。含水层的保护是地下水资源管理的重要手段。通过区域地下水水质调查获得的信息,可制定区域地下水保护计划。一些发达国家,如美国、加拿大、荷兰和英国等北美和西欧一些国家,建立了大规模的地下水监测网。南非和韩国也着手建立它们国家的地下水监测网,并采取了一系列行动来实施地下水保护计划。目前,美国地下水污染治理战略已从处理(清除)转向防治。90年代水质保护转向使用水流域研究方法。美国打算利用国家或大区域的水质计划(包括水质监测计划)进行土地规划或区划,降低水污染,以保护土地和野生栖息地;非点状污染的研究、含水层脆弱性评价与编图、井源保护以及水流域保护研究正是朝着这个方向努力。

一、水资源非点状污染调查评价和研究

美国环保局的调查一致表明,农业活动造成的非点状污染是美国地表水和地下水污染的主要来源。这种污染具有弥散运移,分布广泛,污染种类繁多等特性,污染质在时空分布上变化很大,给非点状污染的防治和治理带来很大的困难。美国早在1987年清洁水法的319章中就确定了非点状污染(NPS)是主要的水体污染源。自80年代以来,美国联邦和州对非点源污染的控制制定了一系列的计划。例如,清洁水法319章非点状污染管理计划、唯一源含水层计划、州全面地下水保护计划(它是EPA在90年代保护国家地下水资源的重要战略)、杀虫剂计划、湿地保护计划、水源评价和保护计划、海岸带非点状污染最好管理计划、总统水质动议法、国家水质评价计划(在综合不同空间尺度水质信息的基础上,描述国家大的、代表性地区的地表水和地下水资源的水质状况和趋势)、井源保护计划等,但到目前,控制NPS污染行动还是有限的。

二、地下水脆弱性调查评价与编图

地下水脆弱性评价是对含水层进行保护的主要手段。为此,世界许多国家广泛开展了地下水层脆弱性评价研究与编图。地下水的脆弱性研究的对象主要针对目前最普遍、最难于控制和治理的地下水非点状污染问题。通过对地下水脆弱性的评价研究,可以了解土地利用活动和地下水污染之间的关系,识别地下水易于污染的高风险区,从而帮助决策者和管理者制定地下水保护的管理战略和方针,将有限的资金和人力直接投入到地下水污染的高风险区或脆弱性大的地区。因此,地下水的脆弱性评价为规划者、决策者和管理者了解地下水在整个生态系统中所起的重要作用、地下水污染、风险和保护方面的知识提供了直观的工具。其研究成果(图件形式)可直接用于土地规划。

国际水文学家协会(IAH)地下水保护委员会于1987年启动了关于地下水脆弱性评价与编图的项目。另外,在国际水文计划(IHP)的第四阶段(1990~1995),联合国教科文组织(UNESCO)启动了关于地下水资源与其脆弱性编图方法指南的项目。为了避免成果的重复和平行工作,UNESCO建议将IHP和IAH的项目合并。于1993年出版了这次合作的成果——地下水脆弱性评价和编图指南。另外,在1990年2月美国水科学和技术理事会(WSTB)成立了地下水脆弱性评价技术委员会。美国国家研究委员会关于“地下水脆弱性评价与编图”的报告便是该委员会的成果总结。

世界上一些国家编制了地下水脆弱性图。例如,美国的阿勒尔等(1987)编制了具有普遍代表性的地下水脆弱性图——DRASTIC编图系统。意大利由Civita等(1987)通过意大利国家研究会的研究计划,出版了1∶2.5万和1∶5万的意大利地下水污染脆弱性图。荷兰在1987年编制出版了1∶4万国家地下水污染脆弱性图;德国由联邦地质科学研究所编制了1∶100万、1∶20万、1∶4万和1∶1万地下水脆弱性图。原民主德国在1980~1985年期间编制了1:5万的地下水脆弱性图;瑞典编制了1∶2.5万地下水脆弱性专题图;英国也编制了一些脆弱性图,包括英格兰含水层对氮渗漏的脆弱性图(1989),国家河流管理局编制的一系列1∶10万的区域地下水固有脆弱性图。英格兰和威尔士出台的地下水国家保护政策的依据便是这些脆弱性图;捷克编制了1∶10万的捷克白垩系盆地地下水脆弱性图(1987),该盆地是捷克最重要的水文地质单元。另外,由Vrana(1986)编制了地下水对酸雨的脆弱性图。80年代,世界各地出版了相当数量的大比例尺地下水脆弱性图。脆弱性评价成为80年代末以来一些国际会议的主题。1987年在荷兰举办土壤和地下水对污染物的脆弱性评价的国际会议,会议通报了各国编图的情况;1989年在德国召开水文地质图作为经济和社会发展工具的国际研讨会,会议对脆弱性图的分类和编图方法进行了交流;1995年在加拿大举办的国际水文地质学家协会(IAH)第26届会议上,一个重要的会议主题便是含水层的脆弱性评价与编图。在这次会议上,来自各国特别是发达国家的水文地质学家围绕这一主题进行了广泛的经验交流。

三、井源保护计划

政府和规划机构在进行区域地下水水质保护战略规划时,必须考虑人口风险问题。这就涉及到公共供水井的保护问题。这些井的保护可以通过圈定井的保护带来进行。在保护带中,控制引起潜在污染的土地利用活动。地下水污染的高风险区圈定可以通过将含水层脆弱性图与潜在污染编目图相叠加确定出来。1∶10万的地下水风险区划图不仅可以显示极易污染的地区,还能标示重要的补给区、市政井的位置、地下水排泄、输水管道和溢出场所的位置。因此,当地政府部门可以根据此图,进行地下水保护的规划。西德、荷兰、英国和美国等不少国家广泛开展了圈定井源保护区的工作。英国井源保护区的圈定是由国家河流管理局(NRA)负责。它们确定的井源保护区的圈定方法是确定三个保护带:微生物保护带、外围保护带和汇水带。据统计,到1994年英国已圈定了800个井源保护区。

美国大约一半的人口的饮用水供应是靠地下水。地下水一旦被污染,其治理的费用是惊人的。RCRA和超基金法中每个地下水污染场地的治理费用为590万~730万美元。另外再加上提供新的水源需要打新井,铺设新的输水管道的费用更加昂贵。因此,井源保护是保证水的持续供给的最经济有效的方法。井源保护还为联邦、州和地方政府提供了保护地下水资源可靠的依据。从长远利益来看,井源保护计划为水用户大大节省了开支。通过井源保护计划,可以为土地规划者、经济开发商,合理规划开发场地,避免地下水污染和资金的浪费提供科学依据。因此,美国在1986年开展了全国性的井源保护计划(WHP)。该计划是根据安全饮用水法的1428章制定的。该计划到目前还未完成。各州目前正在考虑将井源保护计划与1996年安全饮用水法修正案1453章的水源评价和保护计划(SWAPPs)以及EPA的州全面地下水资源保护计划(CSGWPPs)相结合,全面实施地下水资源保护工作。根据井源保护计划实施以来的经验表明,水资源调查和随后的管理计划是井源保护计划的核心。计划的成功实施需要地方、区域和联邦各级政府和机构的通力合作,还需要广大的公民在大规模范围内的参与。

应该强调的是脆弱性评价和井源保护是两个不同的概念,但是二者又是地下水保护互为补充的工具。联合使用它们可以:①增加管理和规划人员以及公众的地下水保护意识和风险意识;②将可靠的详细信息输入到土地利用管理规划之中;③帮助立法机构和水用户将有限的资金和人力投入到最高风险地区,从而,对地下水资源最大可能地加以保护。

四、水流域综合保护计划

今天污染治理面临的挑战是解决与非点状污染有关的水质问题以及生态环境退化问题,保证安全饮用水的持续供给,保护水生生态环境和人类健康。这需要通过水流域保护方法,在统一的水文单元内共同解决水污染和生态环境恶化问题。以自然水流域为基础管理水资源是最科学的。管理者能够从整个水流域内全局考虑影响水资源的各种作用的影响。

正是基于以上的认识,美国环保局自1991年开始倡导使用水流域保护方法作为环境管理的协调框架,将公共和私人部门的力量集中起来,共同解决水流域范围内(同时考虑地表水和地下水)的最优先要解决的问题。EPA水办公室在这种行动框架下,采取了一系列步骤,重新安排和协调各种水计划。通过多组织、多目标、多学科的交叉合作,将工作转向综合的水流域管理战略上来。水流域方法是美国90年代实施的有效保护和恢复水生生态环境以及保护人类健康的一个重要战略。其目标是防治水资源的污染,改善环境质量,并实现水流域内其他重要的环境目标。

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