当前的世界环境

简介

地下水约占世界淡水供应的20%，约占包括海洋和永久冰在内的全世界水的0.61%。全球地下水储存量大致等于雪和冰帽(包括北极和南极)中储存量的淡水总量。在印度，超过90%的农村人口和近30%的城市人口依赖地下水饮用(NRSA, 2008)。地下水由来自降水、溪流和河流的地表水自然补充。然而，无计划的城市化加上快速的人口增长已经开始对地表和地下水资源施加巨大压力。前所未有的人口增长影响了水循环，导致地下入渗率降低，地表水径流量增加(Schueler, 1987;弗格森,1994)。古瓦哈提市，尽管位于雅鲁藏布江岸边，但其用水严重依赖地下水资源。城市中约69.90%的家庭使用地下水，27%的家庭依赖管道供水，其余主要从溪流获取地表水(Goswami et al.， 2005)。但近几年来，由于人口的过度增长和随之而来的地下水的过度开采，城市许多地区的地下水位呈下降趋势。 Guwahati city, the gateway of North East India is located in the Kamrup (Metropolitan) district. It is bounded by 26°05' N to 26°12' N latitudes and 91°34' E to 91°51' E longitudes. Situated on the southern bank of the river Brahmaputra, the Guwahati Municipal Corporation (GMC) area covers an area of about 216 sq. kms. The city presents an undulating topography, dotted with nineteen low lying hills interspersed with elongated valley fills. The southern and the eastern sides of the city are bounded by rows of hills which are extensions of the Khasi Hills of Meghalaya (Pathak, 2001). Geologically, Guwahati rests upon the typical Precambrian rock units which are overlain by young and recent alluvium. The river Bharalu dissects the main city for a length of about 9 kms (Barman, 1993). Small rivulets like Panchadhara, Kalmoni and Khonanadi flow through the fringe zone of the city in the south and south-west. It is worth mentioning that about 61.8% of the total area of the city is covered by hills, water bodies and pockets of low lying areas (Borah and Saikia, 1998). The city is located at an elevation of about 54 metres above mean sea level. The location map of Guwahati city with its Municipal ward boundaries is shown in figure 1.

图1:古瓦哈提市位置图 显示分区界线 点击这里查看图

材料与方法

本研究采用的方法包括实证分析和实地调查。该研究的数据来自一手和二手来源。通过使用专门设计的调查问卷进行实地调查，并对选定的地质水文参数(如井中的地下水位、地表水体体积等)进行实地测量，收集了与研究区域有关的各种参数的原始数据，这些数据来自实地、卫星图像、印度勘探局地形图、假彩色合成(FCC)地理编码和黑白纸印刷品。Primary数据提取的比例为1:25000。次要数据源包括地图、统计数据、已发表的研究论文、期刊、卫星图像等。这些次级数据主要来自不同的组织和部门，如中央地下水委员会(CGWB)、阿萨姆遥感应用中心(ARSAC)、区域气象中心、国家水文研究所(NIH)、地质和采矿理事会(DGM)等。印度测量局(SOI)的78 N/12、78 N/16地形图以1:5万比例尺编制了底图，并获得了有关该地区的各种信息。虽然SOI地形表的比例是1:5万，但所需的部分被放大到1:25 000比例。所有专题细节都从SOI地形图转移到底图上。根据卫星图像进行了初步解释，并根据图像绘制了土地利用/土地覆盖图和地貌图。 The IRS imagery of 2006 on 1:50,000 scale was also used. In addition to these the hydrogeomorphological map, groundwater potential map and panel diagram of the study area were procured from various relevant organisations. The maps were then analysed and integrated using GIS techniques. To acquire the groundwater level in different parts of the study area, water levels of dug wells were also taken.

结果与讨论

目前，在古瓦哈蒂，古瓦哈蒂市政公司(GMC)、公共卫生工程局(PHED)和阿萨姆城市供水和排污委员会(AUWSSB)主要参与分配主要取自雅鲁藏布江的生活用水。然而，这些机构提供的水只能满足大约30%的城市人口的需求。GMC地区的制食水总装机容量约为每天98万公升(百万公升)，而所需水量则高达132万公升。预计到2025年，现有的古瓦哈蒂市辖区的预计用水需求将进一步增长到425百万公升(GMDA, 2009年)。尽管雅鲁藏布江可以满足这座城市所有居民的用水需求，但由于多年来规划混乱，处理厂基础设施发展不足，城市的大部分人口不得不依赖地下水来满足他们的需求。此外，古瓦哈蒂含水层的分布和发展并不均匀，在旱季，城市许多地方的手泵和深管井往往干涸，导致地下水严重缺乏。

研究区地表水情景

古瓦哈蒂现有的天然排水系统包括雅鲁藏布江及其支流，如巴拉鲁河、莫拉巴拉鲁河、卡纳扬河、巴斯塔河和邦达詹河。雅鲁藏布江沿着古瓦哈蒂北部边缘东西方向流动，在城市附近只有1.5公里宽。除了上述的支流，Digaru, Bonda, Amcheng, Barapani是流经城市的其他一些主要河流。Digaru与Bonda和Amcheng等其他支流在城市东部和东南部的山脉之间形成了小平原。古瓦哈提的三个支流盆地Bondajan盆地、Bharalu盆地和Khanajan盆地具有9度、6度和3度坡度的对比特征。这说明除盆地间分离外，研究区平均坡度由东向西呈下降趋势。位于城市西部大部分地区的Khanajan将Deepor Beel(湿地)与雅鲁藏布江(Brahmaputra)连接起来。Mora Bharalu是一条小水道，在城市的南部和东南部与Bharalu和Basistha河相连，流入Deepor Beel。古瓦哈提市有许多由湿地和池塘组成的地表水体。这些水体在相当长一段时间内储存雨水方面发挥着重要作用，并充当蓄水池。 But unprecedented urbanisation and development activities have reduced these water bodies to fragmented forms. At present, the city can boast of only six wetlands, viz., the Deepor beel, Hahsora beel, Silsako beel, Narengi beel, Borsola and Sarusola beel. The Deepor beel which is situated in the western part of the city is the largest amongst them and is also a Ramsar site. The Borsola and Sarusola beels are located in the central part, while the Hahsora, Narengi and Silsako beels are located in the eastern part of the city. Apart from the various natural water bodies, there are a number of historic water tanks or ponds within the city. These tanks which include Dighalipukhuri, Silpukhuri, Joorpukhuri, Nagputapukhuri, Kamakhyapukhuri, etc. play a critical role in maintaining surface water repositories of the city. These surface water bodies sustain water flow dynamics between the high land and low land of the city’s landscape, function as storm water reservoir and act as potential sites for natural recharge of the sub surface water. The distribution of the surface water sources, however, is not uniform throughout the city and is controlled by the landscape patterns along with the rivers and streams which originate from the southern and north eastern highlands and flow along the natural slope gradient of the city. Wetlands are located in the central, south eastern and western parts of the city. These parts are primarily depressed valley areas with remnants of palaeo-channels of Brahmaputra being traced through various studies and surveys. From figure 2, it is observed that natural drainage exists in atleast 30 wards of the city with the highest density of about 26 sq. kms. in ward number 46.

图2:自然排水密度 在古瓦哈提市的不同病房 点击这里查看图

此外，从图3可以明显看出，该市至少有8个病房，即1、2、13、37、46、47、51和52的面积超过5平方米。公里。这些湿地有助于保持其附近土壤的水分含量，也有助于提高周围地区的地下水位。

图3:湿地下的总面积 在古瓦哈提市的不同病房 点击这里查看图

研究区内的雨量情况

Guwahati的降雨具有很强的季节性，属于西南季风。这座城市的年平均降雨量约为162厘米，远远低于阿萨姆邦整个邦约220厘米的年平均降雨量。该市每年的平均雨天天数约为110天。研究区平均平均降雨量以柱状图的形式如图4所示。

图4:古瓦哈提市月平均降雨量 点击这里查看图

从图5可以看出，研究区降水最大出现在季风期，最小出现在后季风期。在每年的枯水期(季风后和季风前)，由于地下水吸取超过了地下含水层的补给，一些挖出的井会干涸。这主要是因为没有结构来拦截和保留在季风期间发生的过量降雨，大量的雨水流失了。因此，必须采取长期措施，在季风期捕获和保留雨水，并在干旱期利用它们。

图5:古瓦哈提市降雨量的季节分布 点击这里查看图

研究区地下水情景

地下水的赋存和运移受特定地区的岩性、结构、地貌和排水方式的影响，而补充或补给进一步受土地利用、降水和入渗速率的影响。研究区地下水位因当地地形条件的不同而不同。在靠近起伏的inselbergs /剩余山丘的地区，即Basistha、Borbari、Panjabari、Mathgharia、Birubari地区，与位于相对平坦的冲积平原和山谷填充地区的地区相比，如Rukminigaon、Wireless、Kacharibasti、Gotanagar、Jalukbari地区，水位更深。在山谷填充区，深度到水位的变化取决于渣土的厚度。从东部和东南部的高架地区到西部平坦的冲积平原，整体深度到水位逐渐降低。然而，在Rehabari，尼泊尔Mandir, Paltanbazar地区的深度到水位被发现是深的，尽管这些地区位于山谷填充的沉积物上。这可能是由于该地区为家庭和商业目的抽取了大量地下水。地质构造可以充当地下水流动的管道或屏障。代表断层、裂缝、剪切带等的构造特征控制着硬岩地形中地下水的赋存和运动(Subramanian和Seshadri, 2010)。研究区东部有一条北东—南南西走向的断裂，形成了Silsako和Hahchora两组beels。 Another prominent fault is seen in the central part of the study area trending along NNE-SSW direction. This lies in the corridor between the Fatasil hills and the Narakasur hills. These faults are overlain by weathered rocks or alluvial plain. This zone, which includes areas such as Garchuk, Betkuchi, Fatasil-Ambari, Birkuchi, the Silsako and Hahchora beels has negligible thickness of clay layer in their soil profile, while the thickness of the sandy layer varies from 50-60 metres, thus resulting in easy and convenient infiltration of surface water through them. The groundwater potential zones of the study area are shown in figure 6.

图6:地下水地图 研究区域的潜在区域 点击这里查看图

水文地质研究表明，在浅含水层的地下水位条件下存在地下水;然而，如果是较深的含水层，则可在半封闭或封闭条件下使用。在松散松散的地层中，在季风前期间，露天挖井的水深度在地面以下2至4米。然而，位于山麓地带的挖井显示，在季风前时期，地下水位在地面以下5至10米之间。公共卫生工程部在30米以下的松散地层中建造的浅管井产量约为每小时2000至3000升，而且井产量全年表现出一致的变化。在覆盖城市山谷部分的山形地层中建造的普通挖井，最大深度达15米，无论季节变化都能储存大量的水，可以每天10立方米的速度抽水。然而，在山区风化地层中建造的普通挖井，其最大深度为25米，雨季时水位约为5至7米，枯水期时水位超过10米，其储水表现出不稳定的特性，取决于岩石的结构形式和季节性降雨。在城市西部的山谷部分建造的深管井，最大深度达200米，显示出非常好的流量，约70至100立方米/小时。为名义下降。在市中心，深管井最深可达100米，产量可达80立方米/小时。 Near hillocks of the eastern and southern parts of the city, the discharge of deep tube wells down to maximum depth of 80 metres give yield upto 30 cu.m/hr for considerable drawdown. The hard rocks found in these hillocks are also potential sites for construction of bore wells. Bore wells constructed down to maximum depth of 200 metres in the hard rocks have been found to be effective for groundwater development. Fractures, fissures, joints developed during tectonic events acts as good water repository in these hard rocks. Maximum yield of such wells particularly in the Beltola and Odalbakra areas reveal that water can be drawn at the rate of 80 cu.m/hr for six to eight hours daily. As per hydrogeological studies conducted by the Central Ground Water Board during 2004 – 2006, the net annual dynamic groundwater availability in Guwahati has been estimated to be in the tune of 11045.31 Ha-m or 11 mcm with a static ground water resource of 625152 Ha-m or 625 mcm, up to the depth of 200 metres. The current annual gross groundwater draft for all uses has been estimated to be around 2806 Ha-m. Based on the long term groundwater trend for a minimum period of 10 years, the stage of groundwater development (in %) can be expressed as,



虽然这表明地下水资源丰富，开发阶段也在可控范围内，但应考虑到地下水资源的利用应科学、系统，并应重视该地区的主要水文地质条件。地下水开发和管理是一个特定地区可持续提升的关键，适当的管理做法将确保有效利用这一宝贵的自然资源。根据含水层特征、水文地质构造和需水量进行井眼设计势在必行。不断增长的人口增长率加上不断扩大的城市扩张，导致了对地下水的过度依赖，以满足大部分城市人口的日常用水需求。由于近年来地下水的过度开采，这导致了地下水位的快速枯竭。具有讽刺意味的是，尽管位于世界上最大的河流之一——雅鲁藏布江的岸边，古瓦哈提市的大多数居民却面临着严重缺水的问题。城市起伏的地形，以几座小山和小山丘为标志，为设置大型蓄水池和水箱提供了完美的环境，可以通过组织良好的供水系统网络服务于城市的不同地区。此外，我们建议市民、非政府组织和有关政府当局应在这方面发挥积极作用，并采取某些措施，例如:(I)划定可能的补给区，并制订适当的计划和方案，以保存这些补给区，并恢复和回收在此期间已恶化的地区。(II)不同的公众及非政府机构应让公众认识到这些补给区对增加供水及保障地区环境质素的重要性。(III)有关政府机构和部门应采取严厉的规管和权威措施，防止可能的补给区侵占建成区。

确认

作者感谢各机构和组织的科学家、院士和官员的帮助，特别是中央地下水委员会(CGWB)东北地区、阿萨姆遥感应用中心(ARSAC)、区域气象中心、国家水文研究所(NIH)、地质和矿业理事会(DGM)在这项工作过程中给予的合作和帮助。

参考文献

1. Barman D. K.，遥感对增加大古瓦哈提地区城市供水的贡献，国家研究中心。资源管理的遥感应用，特别是东北地区，490-496(1993)。
2. 李文华，李文华，阿萨姆邦古瓦哈提市内涝问题的地学研究，环境与可持续发展会议论文集，1998，(2)。
3. 弗格森·b·K，《暴雨积水渗透》，刘易斯出版社，CRC出版社，佛罗里达州博卡拉顿，1994年。
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8. Schueler T. R.，《控制城市径流:规划和设计城市BMPs的实用手册》，华盛顿特区政府理事会环境项目部，水资源规划委员会，(1987)。
9. Subramanian S. K.和Seshadri K.地下水。王晓东，王晓东，王晓东。遥感技术与应用，中国科学院学报(自然科学版)，2011(1)。