水文地質調查的方案怎麼寫
A. 如何寫調查方案
1、調研流程:可用一個簡單的圖對整個的調研流程進行說明。
2、人員要求專:對該項目的組織情屬況進行簡單說明;
3、人員培訓:它包含人員的素質要求、人員的培訓內容進行簡單說明。
4、現場監督:到各個調研地點對訪問員進行指導和監督;
5、問卷復核:採取電話復核和對問卷進行審閱;
6、發放工資:根據調研員實際的有效問卷發放工資;
51調查,讓調查更簡單方便!
B. 論述水文地質調查任務、原則及方法
(1)進行礦來區水文地質調查.查自明影響礦山正常生產和建設的水文他質因素;
(2)分析礦區充水條件,預測核定礦坑涌水量,提出礦山防治水方案預處理措施;
(3)開展礦山日常水文地質觀測工作.研究礦區地下水的動態並及時預報,以便指導採掘施工,防止地下水害,實現安全生產;
(4)通過對地下水水質動態觀測分析.研究對地下水資源及環境的保護,研究和解決礦供水水源以及礦坑水的綜合利用;
(5)建立健全水文地質觀測資料台賬、固件以及水文地質圖,做到規范化、標推化,及時提供給生產部門使用。
C. 水文地質調查
美國水文地質調查經歷了一百多年的發展,在該領域長期居於國際領先地位,影響和引導了國際水文地質學的發展方向。表6-1列出了美國不同發展階段的經濟社會特徵和水文地質發展特點。美國地質調查局(USGS)始終把地下水資源評價作為優先開展的重點工作。早期在一些地區進行的地下水調查工作成為全國地下水調查的起點,例如Darton在中部大平原的地下水調查、Mendenhall在加利福尼亞州洛杉磯地區的地下水調查[1]。Meinzer自1923年開始陸續出版了一系列報告,首次對全國地下水資源進行了定性評估。20世紀30年代至60年代中期,USGS以州為單位先後對各個州的地下水資源進行了調查,採用均衡法對各個州的地下水資源進行了初步估算。20世紀70年代USGS對全國21個區域開展了水文地質調查和地下水評價工作,在對區域地質、水文地質條件調查和地下水區劃的基礎上,對地下水補給、地下水排泄等地下水均衡要素進行了估算,提出了地下水優化管理的對策。1978年USGS啟動了「區域含水層系統分析項目(RASA)」。RASA項目歷時近20年,調查和研究了全國28個以流域為單元的含水層系統。該項目採用三維有限差分地下水流數值模型,通過模擬地下水開發前後地下水的動態變化,確定了地下水補給、排泄和均衡要素的變化,使地下水資源的評價精度得到顯著提升。以RASA項目成果為基礎,從1990年到2000年先後編制出版了各個含水層系統的地下水圖集。美國地下水圖集採用不同的比例尺(1∶250萬~1∶10萬)集中展示了地下水調查和研究成果。繼區域含水層系統分析項目(RASA)之後,USGS於1998年啟動了新一輪地下水資源調查———地下水資源計劃(GWRP),調查的范圍從過去的以州為單位改變為整個含水層系統、水文系統、生態環境系統,所面對的問題由當前的問題轉向長期的水資源可持續利用問題[2]。隨著人們改善和保護生態環境的意識不斷增強,水文地質工作開始由過去的以資源為重逐漸轉變為資源和環境並重,近年來日益重視地下水的生態作用。1992年,美國頒布了《國家地質填圖法》,設立了以美國地質調查局為主導的全國合作地質填圖計劃(NCGMP),將全國的地質填圖工作統一起來。水文地質屬於地質填圖計劃的重要內容之一,主要任務是通過1∶2.4萬比例尺為主的水文地質調查,建立地下水運動的三維地質框架。全國合作地質填圖計劃(2007~2011年)確定,到2010年所建三維地質框架將覆蓋美國含水層的12%。
英國的水文地質調查研究水平較高,1∶5萬比例尺新一輪工作完成了國土面積的65%以上。在城市填圖中根據具體城市發展和建設的需要進行專門填圖。法國開展了1∶5萬比例尺水文地質填圖,進行了地下水污染的調查研究工作,開展了全國范圍地下水氮化物和亞硝酸鹽的調查工作,建立了法國地下水資源水質資料庫。印度完成了大部分國土1∶5萬或1∶6.3萬比例尺的系統填圖,1994年開始進行第二輪地質填圖,重點是資源環境保障程度方面的調查。日本在完成本土水文地質填圖的同時,進行了列島及其周圍海域地質調查。日本特別重視地下水資源的開發利用和保護工作,每5年開展一次水質調查。
表6-1 美國不同經濟社會發展階段的水文地質調查發展特點
綜合學科本身、實踐應用、發展驅動力以及與社會的關系四個方面,國際水文地質調查可能將呈現以下幾個趨勢:
(1)資源和環境、生態並重的地下水資源可持續管理是水文地質學的重要應用研究主題。地下水管理既要保障社會穩定的水供給,又要不影響未來長遠的水資源利用,避免可利用地下水資源在數量和質量上大幅度降低。這項重要的主題包括很多內容,例如地表水和地下水的聯合調蓄和協調開發;地下水含水層獲得補給的途徑和機制;近河岸帶和生物棲息地地下水水質保護,恢復由於人類影響而退化的地下水含水層;影響地下水資源利用和分配的社會-經濟規律和管理模式;地下水疏干區的定量跟蹤和調控;岩溶含水層和基岩裂隙水的保護性開發等。
(2)近地表水文地質過程成為水文地質學與其他學科交叉滲透的重要理論研究主題。近地表地質圈包括土壤、包氣帶、淺層地下水、生物棲息地、濕地、河溪下層區和農業用地等。包氣帶是介於潛水面和地表之間的多孔介質,化學風化、有機質分解、氮素固定等其他化學物質循環過程均發生在包氣帶,也是地下水補給、污染物向地下水運移的必經之路。濕地和河溪下層區是水生生態環境向陸地生態環境的過渡區,是生物地球化學、生態學和水文地質學的交叉領域。農田是深受人類活動影響的生物棲息地。以前灌溉工作者所採取的措施集中於局域尺度。因此,灌溉農業管理應從區域水文地質系統的尺度著手,而實現這一目標需要水文地質學與土壤學、地貌學、農學、生態學進行交叉滲透[3]。
(3)利用新技術進行地下水監測、調查和研究成為水文地質學技術方法發展的重要主題。無論是對水文地質系統進行更加完善的管理和調控,還是及時發現和預測社會經濟活動對水文地質系統所產生的不良後果,都需要對水文地質要素進行長期准確的監測。水文地質要素動態監測網的優化設計和自動化實時監測技術的發展,是地下水調查和研究的重要基礎設施。同位素技術和遙感技術將繼續發展,越來越多地用於地下水調查和研究。基於GIS的模型技術將進一步推動水文地質系統的定量化研究,成為水文地質工作的重要工具。
(4)水文地質系統微生物研究和海洋水文地質研究成為水文地質學自身發展的重要前沿領域。已有的研究成果表明,在化學風化、土壤形成、石油沉積、物質循環等水文地質過程中,微生物有著不容忽視的作用。然而關於微生物作用的機理至今尚不清楚。目前,微生物在用於治理土壤和地下水有機污染方面顯示出了廣闊的前景。海洋水文地質是一個新興的研究領域,其主要目的在於更多地了解海洋海底岩層中的流體-岩石作用機制,揭示地殼作用機理,目前尚處在探索階段。
D. 區域水文地質調查
該階段主要有兩部分工作,一是進行綜合水文地質調查,二是查明含油氣盆地內油氣的淺層地球化學效應。
查明自流水盆地區域水文地質條件,是一項綜合性很強的石油-水文地質調查工作,其主要任務是在油氣勘探程度較低的地區(盆地);通過野外水文地質基礎調查,對地下水的分布與形成獲得初步認識,為盆地區域含油氣遠景評價、油氣勘探與開發以及工業、生活等各類供水提供必要的水文地質資料。主要調查內容包括以下幾方面。
1.地形地貌條件調查
自流水盆地具有特殊的地形地貌景觀,即周邊為山地環繞,中部為低平的平原,地形高差相差懸殊。山區水資源比較豐富,主要來源於冰雪融化和大氣降水,並以地表水的形式,在山前或斷裂破碎帶補給地下水,向盆地內部匯集。從四周山麓到盆地中心,水動力和水化學成分具有典型的分帶現象。從宏觀上講,地形地貌條件控制著盆地內地下水的補給、形成、流量、動態及水化學成分的演變。在自然條件下,地下水流系統的形態,主要同地形和地質構造有關。地形地貌調查的主要內容有:
查明區域總地形地貌的景觀、成因類型、地貌形態的變化規律;新構造運動的地貌標志與特徵;同地形地貌有關的近代地質作用及其性質(滑坡、泥石流、潛蝕、侵蝕切割、逆源侵蝕、沼澤化、喀斯特化等現象)。在上述調查基礎上,編制自流水盆地的地貌圖,圖件除表示出地貌成因類型、分布外,還要標出地形分水嶺和風化(殘積)帶的范圍及其具體位置——地下水體的約束邊界、集水面積、自流水盆地邊界等。
以柴達木盆地的實例,說明地形地貌條件與水文地質條件的關系(圖1-15)。該盆地是青藏高原東北部一個大型封閉的內陸盆地,南邊為昆侖山脈,東北部為祁連山脈,西北部為阿爾金山脈。這些山脈的海拔在3500~5500m之間。而盆地內部高程一般為2600~3000m,具有西北高、東南低的特點。盆地周邊高山的冰雪在夏季融化後,是盆地內地表水和地下水的豐富補給源。盆地內部氣候乾旱,多風少雨,一般年降水量為50~150mm,有的地區不足20mm。而且蒸發很強烈,年蒸發度在2000~3000mm之間。因此,在盆地內部大氣降水對地下水的形成沒有實際意義。
圖1-15 柴達木盆地水文地質剖面圖
柴達木盆地為一大型中、新生代陸相沉積盆地,第三系是油氣的主要勘探目的層,儲集層岩性主要為砂質岩,縫洞比較發育,分布有豐富的地下水。第四系晚更新統天然氣伴有淺層承壓水。
由於中新生代時期的構造運動,使整個盆地被分割成許多次一級的小盆地,每個小盆地都有各自獨立的匯水流域。因此,由四周山區流入盆地的地表水系沒有形成單一的匯水中心,而是形成許多湖泊,這些湖泊窪地都是地表水和地下水的匯水中心,也是盆地地下水的循環基準面。
盆地四周山區的水資源是豐富的,來源於冰雪融化水和降水,在巨大的地形高差促使下,以河流形式注入盆地,在山前大量的補給地下水。季節性的河流在出山口5~10km的地段上就消耗盡了。據統計,河流流經山前平原時,滲漏損耗量占總徑流量的29%~70%,甚至達100%。
總之,柴達木盆地從四周山麓向盆地中心,在水動力循環和水化學特徵上,都具有典型的分帶現象。
2.石油地質結構調查
按一定比例尺的精度進行地質-水文地質填圖。在山區地層出露區,查明地層時代、分布范圍、岩石性質與結構,特別注意砂岩、泥岩層及比例與相互配置關系,識別可能的油氣生、儲、蓋層或含水層;查明不同時代的接觸關系、侵入岩與圍岩的接觸特徵、火成岩與變質岩的發育程度;了解構造特徵——斷層、褶皺、裂隙的發育程度、時代、性質、延伸方向、大小規模及破碎的范圍、充填膠結物情況。在盆內部平原區,主要依據井、試坑等手段,了解第四系沉積物岩性、厚度等。要重視和藉助於地球物理技術手段與資料,調查有關地質、水文地質問題。
提交自流水盆地范圍內的地質圖(基岩地質與第四紀地質圖),還要在圖上表示出地形與地質兩個要素之間的關系。
3.水文地質調查
應用水文地質測繪、水文地質勘探、水文地質試驗及水文地質長期觀測等方法,查明區域地下水的分布與形成、水動力條件、水化學成分變化規律及其與油氣地質相關聯的水文地質問題。
水文地質測繪以地面調查為主,一般從山區開始,然後再推向山前與平原。調查內容包括:地質、地貌、第四紀地質、地下水露頭、地表水體、物理地質現象乃至植物等。
水文地質勘探是藉助於試坑、探井、鑽探、硐探等勘探手段,查明深部含水層的數目、岩性、厚度、富水性能、水位、化學成分等。
水文地質試驗包括室內試驗和野外試驗兩部分。前者主要是分析測試地下水化學成分、岩石水理性質與顆粒成分、岩石孔隙度與滲透率、岩溶試驗等;後者則有抽水、壓水、注水、滲水、地下水流向與流速測定等。通過上述試驗,對地下水的水質與水量進行定量的判斷。
水文地質長期觀測,由於地下水是活動易變的流體,需要選擇有代表性和能說明問題的水文地質點或剖面進行長期觀測,藉以了解和掌握地下水的動態變化規律,進行地下水均衡的研究。
除上述方法外,還經常應用地球物理方法,如電法(電測井、電測深等),研究地下水的埋藏深度、厚度、含水層之間的相互補給關系及補給量、地下水的流速與流向等。
通過上述調查對地下水本身以及與地下水活動有關的各種自然現象進行綜合研究。在地層岩性方面,要掌握不同時代岩層的含水性能、岩層的膠結情況、裂隙發育程度、喀斯特發育程度、泉的涌水量、井的水量、隔水層;在侵入岩的分布區,盡量劃分出岩相上有差別的各帶(如粗粒或細粒的花崗岩、斑狀花崗岩等),並分別確定各個帶的富水性;對於大片變質岩發育的地區,盡量按其岩性、變質程度、年代等圈出不同的層次,並確定其富水性。
地質構造對地下水的埋藏條件有很大的影響,除了解裂隙對富水性的控制外,要通過多種方法確定斷層的導水性能(有無泉水出露、滲水與漏水現象、充填物情況等),對侵入岩與圍岩的接觸帶、岩脈與圍岩的接觸關系要了解其是否導水性等。
在水文方面,要查明地表水與地下水的關系,對地下水的天然露頭——泉水及有代表性民用井(水位、水量、水質和水溫等)進行調查。
最後,編制水文地質圖,在圖上要表示出地形、地質及地下水三個要素之間的相互關系,表示出地下水的性質與有關參數(地下水位、涌水量、埋藏深度、化學成分、水溫等);還要包括:基岩地質(年代、岩性、產狀、構造),第四紀地質(年代、岩性、成因類型)、岩石富水性能(隔水層、含水層、富水程度)、地貌(成因、類型)、地下水特徵(埋深、水位、流向、流速、化學成分等)、控制點(代表井、泉、鑽孔、涌水量、成分、水位等)、水文地質分區、水文地質剖面等。
利用上述區域水文地質調查取得的資料,根據水動力場與水化學成分特徵,結合地球物理成果,可為盆地早期含油氣遠景預測評價提供水文地質依據(圖1-16)。例如合肥盆地舒城凹陷油氣勘探程度很低,區域水文地質調查結果認為,本區有一定的含油氣遠景,指出油氣聚集最有利區集中在東部的花崗、千人橋、三河鎮一帶,是本區油氣勘探的突破口,水文地質成果起到先導作用,引起勘查家的關注。
圖1-16 舒城凹陷含油氣遠景預測圖
油氣淺層地球化學效應是含油氣盆地中一種獨具風貌的現象。石油與天然氣是流動性很強的液體礦床,其化學成分決定了它的不穩定性和易揮發的特點。在溫度、壓力等不均衡因素的控制下,油氣水始終保持著自下而上的垂向微運移的勢態。因此,在近地表形成與油有關的地球化學形跡。
在區域水文地質調查中,按照一定的網度(線距與點距)採集有代表性的水樣(民用井或泉水),通過檢測與油氣組分有成因聯系的直接指標、反映水文地球化學場特徵的環境(間接)指標以及能確認地下水來源的成因指標,進行綜合研究,不僅在已知油田上方獲得清晰和高強度的淺層地球化學效應,而且為油氣勘探部署提供了依據和方向。
圖1-17是松遼盆地南部紅崗油田的淺層水化學效應,該油田是龍虎泡-紅崗階地南端的一個背斜帶,背斜軸向NNE,西翼較陡,以斷層與西部斜坡相接,東翼較緩。具有多套油氣層和埋藏淺的特點(主要生產層的埋藏深度為1200m),其上分布有明水組氣藏,埋深400m。地形自西向東傾斜,地下水沿地形傾斜方向流動。選擇相對比較穩定的全新統下部含水層為主要研究對象,含水層岩性為粉細砂岩。按普查階段的網度採取水樣,各種水化學組分的濃度分布如表1-2所示。
圖1-17 紅崗油田淺層水化學效應
1—含油構造;2—斷層;3—可溶氣態烴三次趨勢面(μL/L);4—礦化度四次趨勢面剩餘異常值大於500mg/L的點
主要水化學指標在油田上方及其周邊較高,疊合程度好。在宏觀上,淺層效應的形態與含油構造極為相似。可溶氣態烴的甲烷碳同位素比較重,在-42‰左右,說明淺層水化學效應的形成與油氣藏有成因上的聯系。
表1-2 紅崗油田內外水化學成分對比表
註:分子-最小值;分母-最大值。
泌陽凹陷的油田淺層水化學效應,在全區呈現有規律的分布,從圖1-18中看出:除在下二門、安棚、雙河及王集四個已知油田上出現較強的水化學效應外,在其他12個地區存在著與已知油田類似的淺層效應,說明本區有良好的油氣勘探開發潛力。其中北部斜坡帶,淺層水化學效應比較集中。該帶是繼承性的沉積構造復合帶。古近系各組段地層在斜坡帶均有沉積,地層從凹陷內向外部邊緣(斜坡)逐漸收斂減薄,但無明顯的超覆現象,說明該斜坡是一個邊沉積邊抬起的繼承性斜坡。後期構造運動使該斜坡進一步抬升,成為油氣運移的指向。砂體發育給油氣藏的形成提供了良好的儲集條件。斷裂發育形成了較多的鼻狀構造,它們控制著油氣的富集。古近紀末期形成的區域不整合面及新近紀廣泛發育的泥岩是良好的蓋層,並為油氣保存提供了良好的地質條件。眾多淺層水化學效應的出現,是上述油氣地質特徵的映照,說明北部斜坡是油氣富集和勘探的有利地帶。根據區域水文地球化學調查所提供的油氣信息,並結合地震-地質成果,選擇了有利的區塊進行鑽探,結果在4號、5號、9號、10-12號等淺層水化學效應區,均獲得工業油流,相繼建成了新莊、楊樓、付灣、古城及井樓等油田。
圖1-18 泌陽凹陷淺層水化學效應
註:書中僅涉及一個非法定單位——當量濃度,它等於法定單位離子的摩爾濃度(mol/L)與其離子價的乘積。例如摩爾濃度為0.02mol/L的鈣離子溶液,其當量濃度應為0.04克當量/L(eq/L)。在水文地質(包括油田水文地質)研究中,一般用的當量濃度單位是毫克當量/L(meq/L),它和eq/L之間的轉換關系是1 eq/L=1000meq/L。水中常量組分陽離子的當量濃度之和應等於陰離子的當量濃度之和。另外,國內外油田水化學成分的許多分類,都建立在「等當量」化合的基礎上,因此,當量濃度在油田水文地質中廣泛應用,在短期內不可能停用,故本書仍繼續使用。
在我國西部半乾旱、乾旱水文地質區的諸多含油氣盆地的淺層水化學效應也比較發育,如柴達木盆地、准噶爾盆地;在地形切割較深、黃土覆蓋厚、梁、峁、塬發育的鄂爾多斯盆地,同樣出現較強的油田淺層水化學效應。淺層地下水中甲烷平均含量高達149.13μL/L,普遍含有乙烷及其以上的組分。甲烷碳同位素大部分屬於石油伴生氣或過成熟氣的范疇,而屬於近代生化成因氣的只佔11%左右(表1-3),說明淺層水化學效應的形成,具有深部成因的特徵。
表1-3 可溶氣態烴甲烷碳同位素分布 單位:‰
E. 水文地質調查和地質環境評價
1.水文地質調查
完成雲南、廣西12個圖幅的1∶5萬水文地質調查和物探剖面內44.8萬米。完成烏蒙山區容、太行山區、華北平原、淮河流域以及青海、新疆能源基地等重點地區1∶5萬水文地質調查7000平方千米。
2.地質災害調查評價
總結地質災害調查成果,完成2020個縣地質災害易發性、易損性和危險性統計分析。完成四川蘆山地震、四川寧南縣特大泥石流、甘肅省岷縣、新疆伊犁新源縣大型滑坡、雲南彝良縣大型滑坡等重大突發地質災害應急調查。
3.城市和重要經濟區地質環境調查評價
完成全國主要城市環境地質問題調查,編制完成1∶25萬系列地質環境圖件,基本掌握了中國306個地級以上城市存在的主要環境地質問題及其危害。
F. 區域水文地質調查的介紹
區域水文地質調查是指為提高區域水文地質研究程度,為國民經濟建設、專社會發展、生態屬環境建設保護提供基礎水文地質資料和可供規劃的區域地下水資源,而進行的一項基礎性、綜合性、公益性的區域性中、小比例尺的水文地質調查。
G. 水文地質調查與評價
一、部署重點
開展我國主要平原、重要能源規劃礦區以及西南岩溶地區1:5萬基礎水文地質調查;繼續開展我國主要平原地下水污染調查評價;開展嚴重缺水區和地方病區地下水勘查;建立覆蓋我國主要平原(盆地)的國家地下水監測和動態評價體系。
二、部署建議
(一)北方主要平原(盆地)水文地質調查
1.工作現狀
1999年國土資源大調查以來,在我國北方11個主要平原(盆地)開展了地下水資源及其環境問題調查評價,建立了含水層數字空間結構,初步查明了地下水系統空間結構,20多年來地下水補徑排變化;初步查明了各主要平原盆地存在的含水層枯竭、地下水位下降、地面沉降、荒漠化、鹽鹼化、地表植被退化等與地下水不合理開發利用相關的環境地質問題;重點開展了鄂爾多斯盆地區域水文地質勘查,評價了盆地區域地下水資源總量,深入開展了鄂爾多斯盆地內蒙古、隴東國家能源基地的水文地質勘查,提出了地下水開發與生態環境保護方案,為國家能源基地供水提供了地下水資源保障。但基礎水文地質調查工作精度不夠,不能滿足國家經濟建設規劃的需要,嚴重限制了全局性和區域性重大地下水資源問題評價的精度;評價結果達不到支撐地下水可持續開發利用的需求,造成地下水資源的不合理開發,產生了大量環境地質問題;缺乏翔實基礎水文地質數據指導重要區的規劃建設。
2.工作目標
總體目標:在深入開展我國北方主要平原(盆地)區域水文地質調查基礎上,加強重點地區1:5萬水文地質調查,查明平原盆地重點地區的基礎水文地質條件,提出地下水資源合理開發利用和地質環境保護建議和對策。
「十二五」期間:完成我國北方的三江平原、松嫩平原、西遼河平原、山西六盆地等主要平原盆地重點地區1:5萬基礎水文地質調查,提出保障供水安全和地下水開發利用與保護戰略。
「十三五」期間:全面完成我國北方的銀川平原、河西走廊、准噶爾盆地、塔里木盆地等主要平原盆地重點地區1:5萬基礎水文地質調查,確保西部生態脆弱區的環境保護和乾旱缺水區的供水安全。
3.工作任務
在我國北方的三江平原、松嫩平原、華北平原、西遼河平原、山西六盆地、銀川平原、河西走廊、准噶爾盆地、柴達木盆地、塔里木盆地、鄂爾多斯盆地11個主要平原盆地,選擇地下水開采強烈區、生態環境脆弱區、重點經濟規劃區和開發區開展1:5萬區域水文地質基礎調查,採用的技術手段主要包括地面調查、遙感、地球物理勘查、鑽探、地下水監測、數值模擬等。以1:5萬水文地質勘查規范為依據,通過切實加強實物工作量的投入,提高水文地質勘查程度,查明含水層空間結構、地下水系統分布、地下水補排徑條件以及生態環境演化,為地下水資源合理利用和地下水環境保護提供水文地質依據。
「十二五」期間:在我國北方的三江平原、松嫩平原、西遼河平原、山西六盆地等主要平原盆地區,開展1:5萬區域水文地質基礎調查,進一步查明含水層空間結構、地下水系統分布、地下水補排徑條件以及生態環境演化,為地下水資源合理利用和地下水環境保護提供水文地質依據。
「十三五」期間:結合2011~2015調查工作,在梳理成果、總結經驗基礎上,開展銀川平原、河西走廊、准噶爾盆地、塔里木盆地、鄂爾多斯盆地5大平原盆地1:5萬基礎水文地質調查。
(二)全國地下水污染調查評價
1.工作現狀
2004年以來,國土資源部啟動了全國地下水污染調查評價,已完成珠江三角洲地區、淮河流域平原區、長江三角洲地區、華北平原區及下遼河平原地下水污染調查評價,完成調查面積約42萬平方千米,採集地下水樣品2萬余件,取得海量地下水質量與污染的調查數據,基本查明了我國東部平原地區區域地下水水質和污染狀況。
存在問題:我國中西部地區和東北大部分地區地下水污染總體狀況不明。地下水污染嚴重地區沒開展詳細調查,難於確定地下水污染范圍、程度和污染趨勢。地下水污染場地治理修復理論和技術體系尚未建立。
2.工作目標
總體目標:全面完成全國首輪區域地下水污染調查評價,基本查明區域地下水水質和污染狀況;基本完成我國地下水集中供水水源區和重要污染源分布區的地下水污染詳細調查,圈定污染范圍和查明污染趨勢;地下水及土壤污染場地開展修復工程示範研究;為我國地下水污染防治、地下水資源保護以及保障飲水安全提供科學依據。
「十二五」期間:完成我國東部地區、中西部地區區域地下水污染調查評價,基本查明地下水水質和污染總體狀況;對地下水集中供水水源區和污染嚴重區開展詳細調查,查明污染源,圈定污染范圍,查明污染趨勢;啟動地下水污染治理和修復示範工程;建立地下水污染場地治理和修復技術標准。
「十三五」期間:完成第二輪東部地區地下水污染調查評價;基本完成中西部地下水集中供水水源區和重要污染源分布區的地下水污染詳細調查,查明污染源,圈定污染范圍,查明污染趨勢。
3.工作任務
主要分為三層次的工作。一是以平原、盆地和重要岩溶流域為單元,以城鎮和工礦企業集中分布區為重點,開展區域性的1:25萬地下水污染調查評價;二是對地下水集中供水水源區和重要污染區,開展1:5萬地下水污染詳細調查;三是選擇典型污染場地,開展地下水及土壤污染修復工程示範研究。
「十二五」期間:對華北平原、長江三角洲平原、珠江三角洲平原和淮河中下游平原區的地下水集中供水水源區和重要污染源區,按1:5萬比例尺開展地下水污染詳細調查;選擇典型地下水及土壤污染場地開展修復工程示範研究。在松嫩平原、三江平原、西遼河平原、汾渭盆地、呼包平原、鄂爾多斯盆地、柴達木盆地、准噶爾盆地、河西走廊(疏勒河)、銀川平原、西南岩溶石山地區、四川盆地、江漢平原、鄱陽湖平原等地區,開展1:25萬區域地下水污染調查評價。繼續開展東部重點地區地下水污染詳細調查,完善15個典型地下水及土壤污染場地開展修復工程示範研究。對全國地下水污染調查評價成果進行綜合研究,完成一輪全國地下水污染評價。
「十三五」期間:華北平原、長江三角洲平原、珠江三角洲平原、淮河中下游平原、松嫩平原、三江平原、西遼河平原、汾渭盆地、呼包平原等為重點,開展第二輪地下水污染調查評價。對中西部地區的地下水集中供水水源區和重要污染源區,按1:5萬比例尺開展地下水污染詳細調查。
(三)嚴重缺水區和地方病區地下水勘查
1.工作現狀
國土資源部近15年來組織實施了「西北找水特別計劃」、「西部嚴重缺水地區地下水勘查示範工程」和「地方病嚴重區地下水勘查及供水安全示範」,總結出一系列地下水富集模式,深化了對區域規律的認識,建立了一套有效的工作方法和地下水勘查技術方法體系,探索出省部合作的新機制,為進一步開展地下水勘查以解決人畜飲水安全問題提供了指導。但是,我國缺水區面積大、缺水人口多,水文地質條件極為復雜,由於已有工作范圍和勘查示範力度有限,且多未能與地方各級政府形成有效的合作機制,限制了示範成果的及時推廣和更多人口缺水問題的解決,需要進一步對缺水特別嚴重的地區進行地下水勘查,集中解決居民飲水安全問題。
2.工作目標
總體目標:通過開展我國嚴重缺水地區、地方病區和污染嚴重區地下水勘查,實施地下水供水安全示範工程,為有效解決我國人民群眾飲水安全問題提供地下水資源保障,全面提升我國水文地質地球物理勘查和鑽探水平,引領地下水理論研究走上新的高度。
「十二五」期間:完成珠三角、淮河流域、南方紅層集中分布區地下水勘查,實施地下水勘查示範工程,帶動地方政府實施地下水供水安全工程。
「十三五」期間:完成南方長江流域重點地區、飲水型地方病區、長三角污染嚴重區地下水勘查,實施地下水勘查示範工程,直接解決330萬人飲水困難,帶動地方政府投資實施地下水供水安全工程。
3.工作任務
在北方乾旱區、南方紅層區、飲水型地方病區和地下水嚴重污染區選擇重點地區開展地下水勘查,利用遙感、地球物理勘查、鑽探等最新技術方法手段,查明水文地質條件和地下水分布規律,利用探采結合井直接解決部分群眾飲水困難,查清適宜人畜飲用地下水的分布,編制地下水開發利用區劃,與地方政府合作,全部解決所選片區居民的飲水安全問題。北方乾旱區以尋找富水構造為目標,在南方紅層區,因地制宜地確定取水層位,分散與集中供水相結合。在飲水型地方病區,在查清致病與非致病含水層區域分布規律的基礎上,施工供水井集中供水。在南方水資源污染區,尋找適宜飲用的地下水集中解決飲水安全問題。
「十二五」期間:開展寧夏中南部、太行山區、呂梁山區、遼西地區、內陸盆地乾旱區、青藏高原乾旱河谷區、新疆准噶爾盆地高砷高氟水區、塔里木盆地伽師病區,遼河平原、青海南部、冀北山區、山東膠萊盆地高氟區、珠江三角洲及淮河流域水污染區1:5萬專項水文地質調查,開展乾旱缺水區地下水賦存模式研究,帶動地方投資實施地下水供水安全工程。
在雲南、重慶、貴州、湖南、湖北、廣東、廣西、湖南、浙江、江西、江蘇和安徽等省紅層區開展1:5萬專項水文地質調查,實施探采結合示範工程,帶動地方政府投資,基本解決紅層區內群眾的飲水困難。
「十三五」期間:在東南沿海山地丘陵、海南高氟區和江漢平原高砷水區開展地下水勘查、1:5萬專項水文地質調查,通過地方投資,基本解決上述地區400萬人的飲水困難。在長江三角洲、華北平原等水污染區開展地下水勘查示範,直接解決50萬人的飲水安全問題。
(四)西南岩溶石山地區水文地質環境地質調查
1.工作現狀
我國西南岩溶石山重點分布在廣西、雲南、貴州、湖南、湖北、四川、重慶、廣東8省(區),岩溶區面積78萬平方千米,裸露岩溶區面積50萬平方千米,由於特殊的岩溶地質條件,造成大氣降水嚴重漏失到深部岩溶含水層,地表乾旱缺水、石漠化嚴重。從1999年開始,組織開展了西南岩溶區的地下水資源及其生態環境調查評價,查明了區域地下水資源量和石漠化分布現狀,完成1:5萬重點區岩溶調查10萬平方千米,為岩溶地下水開發和解決群眾乾旱缺水以及石漠化治理提供了重要的水文地質依據。據統計,西南岩溶區嚴重缺水地區、石漠化區和環境地質問題突出地區達30萬平方千米,地下河達3000多條,已完成的工作僅覆蓋石漠化嚴重區1/3不足,地下河僅調查百條左右,很難滿足大規模合理開發利用岩溶水的需求。
2.工作目標
總體目標:開展西南岩溶區1:5萬水文地質調查,實現岩溶水資源開發合理有序,石漠化、乾旱、水污染、內澇、塌陷等環境地質問題得到有效治理,岩溶地下河得到有效監控,水質明顯好轉,我國岩溶水文地質調查科研水平顯著提高,整個西南岩溶石山地區生態文明建設成效顯著。
「十二五」期間:完成西南8省區1:5萬岩溶水文地質調查6萬平方千米,岩溶水資源開發形成規模化效應,解決乾旱缺水和石漠化治理初見成效。
「十三五」期間:完成西南岩溶區乾旱缺水和石漠化嚴重地區1:5萬水文地質調查6萬平方千米,形成岩溶水資源開發有序合理,石漠化整治生態成效明顯,岩溶地下河得到有效監測,水質明顯好轉,西南岩溶水文地質調查和科研水平顯著提高。帶動地方政府投資,形成中央與地方共同投資、全面推進西南岩溶石山地區水文地質勘查工作的新局面。
3.工作任務
開展西南岩溶8省(區)岩溶水文地質調查,採用地面調查、遙感、地球物理勘查、鑽探、岩土水樣測試等技術方法手段,查明岩溶發育規律,岩溶水資源開發利用現狀和開發利用條件,實施岩溶水資源勘查開發利用工程,加快開展岩溶水賦存發育機理研究,加快開展石漠化治理技術和岩溶區生態地質環境保護技術研究。建立重點岩溶流域監測網路。
「十二五」期間:集中完成岩溶連片分布地區、西南8省區1:5水文地質調查6萬平方千米,查明岩溶發育規律、岩溶地下河開發利用現狀和條件,岩溶地下河污染現狀,開展50個縣550條岩溶地下河的開發利用示範工程。
「十三五」期間:完成西南8省區1:5萬岩溶水文地質調查6萬平方千米;查明岩溶發育規律、岩溶地下河開發利用現狀和條件及岩溶地下河污染現狀,開展200條岩溶地下河的開發利用示範工程,建立控制主幹岩溶地下河的監測站點。
(五)重要能源基地水文地質調查
1.工作現狀
我國現有13個大型煤炭基地、55個規劃礦區。目前我國大多數能源基地呈現水資源危機加重、突水災害頻發、生態環境惡化、區域含水層系統面臨破壞的嚴重局面。初步統計,現有70%煤礦區缺水,40%的煤礦區嚴重缺水。水害事故成為威脅煤礦安全生產的「第二大殺手」。許多地區含水層處於疏干、半疏干狀態,眾多岩溶大泉枯竭。水資源和環境問題成為能源基地持續發展的制約「瓶頸」。到20世紀80年代末,主要能源基地區基本完成了1:20萬區域水文地質普查,成為基地資源開發的主要水文地質基礎資料。部分地區開展了一系列專題性水文地質研究工作。但總的來看,能源基地區域水文地質調查精度較低,一些新的開發區和規劃區,高精度的水文地質調查工作還處於空白狀態。此外,能源基地資源開發與環境保護缺乏新理論、新技術的有效支撐,無法保障礦產資源的可持續利用。
2.工作目標
預期目標:開展國家重要能源基地規劃礦區的1:5萬水文地質調查8萬平方千米,查明基礎水文地質條件,為能源基地區含水層保護和地質環境合理開發利用提供依據。
「十二五」期間:完成西北、華北5個重要能源基地1:5萬水文地質環境地質綜合調查4萬平方千米。提出區域含水層保護的建議和對策。
「十三五」期間:完成東北、西北、華南大型煤炭基地25個規劃礦區的1:5萬水文地質環境地質綜合調查4萬平方千米。
3.工作任務
能源基地水文地質調查分區域調查和重點區調查兩個層次。區域調查精度為1:5萬比例尺,主要是調查區域含水層結構、分布規律、補徑排條件、地下水環境質量。重點區調查主要針對突出環境地質問題開展調查,包括含水層結構破壞情況、突水災害類型及規模、地下水環境質量及地表生態惡化狀況,其調查精度為1:1萬比例尺。
西北、華北缺水型能源基地,重點調查含水層結構與分布規律、補徑排條件及其變化特徵,評價地下水資源開發潛力,提供遠景水源地,解決水資源危機。華北、華南突水災害高發型能源基地,重點調查水害類型、規模及發生條件,評價預測水害危害程度及發展趨勢,提出地下水綜合利用與災害防治的技術與方案,降低災害損失。西北生態脆弱區、東北草原生態區能源基地,重點調查主要環境地質問題,評價分析煤炭開采對地下水系統及含水層結構的影響與破壞,制定區域含水層保護的策略與方案,遏制生態惡化趨勢。
「十二五」期間:在鄂爾多斯盆地周邊、山西省、冀魯豫皖三大區域煤炭規劃礦區,包括神東、寧東、晉北、晉中、冀中、兩淮、陝北、黃隴、晉東、魯西、河南11個大型煤炭基地,部署1:5萬水文地質環境地質綜合調查,調查面積4萬平方千米。在水資源危機嚴重、水害頻發、含水層破壞嚴重、生態環境問題突出地區,選擇6個典型礦區,建立地下水動態監測站點。開展基於生態環境保護及水害防治的地下水綜合利用示範。
「十三五」期間:在內蒙古東北、雲貴川、新疆甘肅三大區域煤炭規劃礦區,包括蒙東、雲貴川2個大型煤炭基地、25個規劃礦區,部署1:5萬水文地質環境地質綜合調查,調查面積4萬平方千米。在水資源危機嚴重、水害頻發、含水層破壞嚴重、生態環境問題突出地區,選擇5~6個典型礦區,建立地下水動態監測站、點。開展基於生態環境保護及水害防治的地下水綜合利用示範。
(六)地下水監測工程
1.工作現狀
我國地下水監測始於20世紀50年代。經過50多年的努力,國土資源部門共建立各類地下水監測點23800多個,其中國家級點1422個,形成了國家、省(自治區、直轄市)、地(市)三級地下水監測網點,主要分布於黃淮海平原、松遼平原、三江平原、關中盆地、銀川平原、柴達木盆地、長江三角洲、山東半島、江漢平原、成都平原、河西走廊、山西六大盆地、神木能源開發區和223個以地下水為主要供水水源的大中城市。主要監測內容包括地下水位、水質、水溫以及泉水與地下暗河流量等。近年來,加強了地下水自動監測與實時傳輸系統和公益性服務能力建設,建立了北京、濟南、烏魯木齊等地下水自動監測示範區,300多個地下水監測點實現了自動監測、無線傳輸與網上發布,建設完善了國家級地下水監測資料庫和中國地下水監測信息網,編輯出版了《中國地質環境監測地下水水位年鑒》,實現了地下水監測信息社會共享。然而,我國從未進行過專門的規模性地下水監測井建設,現有地下水監測井主要利用了以往保留的各類地下水勘探鑽孔、水源地生產井和農用機井、民井,存在專門監測井少、井點布局不合理、監測設施陳舊老化、監測自動化程度低等問題,嚴重製約地下水監測工作公益性服務功能的發揮,不能滿足經濟社會可持續發展的要求。
2.工作目標
總體目標:建立較完善的國家地下水監測網路,構建地下水動態調查評價體系,實現地下水監測信息採集、傳輸、處理和服務現代化,及時掌握地下水動態變化情況,開展地下水評價與預測預報,滿足地下水監測監督需求,為政府部門和社會公眾提供決策支持與信息服務,為防治地質災害、保護地質環境、保障地下水可持續利用、促進經濟社會可持續發展提供依據。
「十二五」期間:完成國家地下水監測工程一期工程建設,初步建立現代化國家級地下水監測網,國家級地下水監測點達到10000個。基本實現對全國主要平原、盆地、岩溶分布區、生態環境脆弱區等地下水的區域控制性監測和對重要地下水超采區、地下水水源區和大中城市地下水水源地的實時自動化監測,建立典型地區地下水動態評價體系,基本滿足地下水監測監督需要,為防治地質災害、保護地質環境提供決策支持與信息服務。
「十三五」期間:完成國家地下水監測工程二期工程建設,基本建成現代化國家級地下水監測網,國家級地下水監測點達到20000個。基本實現全國主要平原、盆地、岩溶分布區、生態環境脆弱區等地下水監測自動化,全面實現重要地下水超采區、地下水水源區和大中城市地下水水源地的實時自動化監測,建立主要平原、盆地和地下水開采區地下水動態評價體系,滿足地下水監測監督需要,為科學管理含水層、優化配置水資源、防治地質災害、保護地質環境提供決策支持與信息服務。
3.工作任務
建設具有國際先進水平的覆蓋全國主要平原、盆地、岩溶分布區和生態環境脆弱區的現代化國家級地下水監測站網,及時掌握地下水動態變化過程與區域分布規律。
建設現代化地下水監測(均衡)試驗場與監測示範區,開展地下水監測試驗與科學研究,滿足地下水資源評價、數值模擬、預測預報、污染防治等工作需求。
構建地下水動態調查評價體系,實現我國主要平原盆地的地下水動態評價與預測預報,為履行地下水監測監督職能提供決策支持與信息服務。
開展地下水監測信息系統建設,研究開發新一代全國地下水監測信息系統,整合各類各級地下水監測信息,實現全國地下水監測數據全面融合、統一發布與信息共享。
「十二五」期間:
(1)完成國家地下水監測工程一期,建成10147個國家級自動化監測點,地方配套建設省、市級地下水監測點20000個。
(2)建成北京、鄭州、烏魯木齊3個地下水監測(均衡)試驗場,完善北京、濟南、烏魯木齊3個地下水監測示範區。
(3)完成華北平原、松嫩平原、銀川平原、河西走廊、鄂爾多斯盆地、准噶爾盆地、三江平原、柴達木盆地、准噶爾盆地、塔里木盆地、山西六大盆地、河套平原等北方平原盆地地下水動態調查評價體系建設。
(4)開發研製新一代全國地下水監測信息系統,完成信息系統功能建設。
「十三五」期間:
(1)完成國家地下水監測工程二期工程建設,在一期工程基礎上,新增10000個國家級自動化監測點,國家級點總數達到20000個;地方配套建設省、市級地下水監測點20000個,省、市級地下水監測點總數達到40000個。
(2)新建上海、哈爾濱、桂林、湛江4個地下水監測示範區,地下水監測試驗場(示範區)總數達到10個。
(3)完成長江三角洲、珠江三角洲、淮河流域、鄱陽湖平原、江漢平原、成都平原等我國南方主要平原以及南方岩溶地區地下水動態調查評價系統建設。
(4)健全完善全國地下水監測信息系統功能,實現全國20147個國家級地下水監測點的監測信息自動接收、存儲及網上發布。
H. (一)水文地質調查
完成1∶5萬區域水文地質調查7.6萬平方千米,累計完成32萬平方千米。完成1∶25萬地專下水污染調屬查230萬平方千米,累計完成310萬平方千米。開展烏蒙山區等扶貧攻堅重點地區水文地質調查,施工170眼探采結合井,解決30萬群眾飲水困難。支援河南、湖北等省抗旱救災,及時提供2300多項水文地質調查成果。
I. 水文地質調查工作的程序(工作步驟)
水文地質調查工作,應按一定的工作程序有計劃、有步驟地進行。一般的原則是:先設計後施工,先普查後勘探。一般的工作程序為:
1.接受調查任務
調查任務分為縱向任務(上級下達的)和橫向任務(地方委託的)。縱向任務既可以是上級主管部門下達的指令性任務,也可以是生產單位立項經上級主管部門批准後下達的任務。如為橫向任務,則需和任務委託單位(一般稱甲方)簽訂委託任務合同,方算正式確定調查任務。
2.准備工作
接受調查任務後,要進行准備工作,主要是人員組織准備、技術准備、物質後勤等方面的准備。其中技術准備中編寫設計書是水文地質人員的主要工作。在設計書編寫前,應充分收集調查區已有自然地理資料,地質水文地質資料及圖件等,對調查區的水文地質條件和問題有初步認識,並確定調查區的研究程度。必要時,應進行野外現場踏勘,踏勘路線應力求穿過調查區地層發育比較完整、水文地質條件有代表性的剖面,並了解調查區的自然和工作條件,使編寫的設計書更加符合實際。
設計書是布置和進行各項調查工作的基本依據,是水文地質調查的「作戰方案」。設計書的類型一般可分為整體設計、年度設計、單項設計等。設計書的主要內容為:
(1)調查區的自然地理、地質、水文地質條件,內容包括:①調查工作的目的、任務、調查區位置,面積及交通條件、調查階段和調查工作起止時間;②自然地理及經濟地理概況;③已有地質、水文地質研究程度及存在問題;④調查區地質、水文地質條件概述。
(2)調查工作設計,主要內容包括:①調查工作擬投入的工種、工作布置方案、工作依據的主要技術規范、工作量及每項工作的主要技術要求。布置調查工作時,既要滿足有關規范對工作量定額及工作精度的要求,又要考慮查清重要地段和完成關鍵任務,防止平均使用勘查工作量;②物質、設備計劃,人員組織分工、經費預算及施工進度計劃書;③預期調查工作成果。
3.野外工作
野外工作就是在野外現場進行各項水文地質調查工作。水文地質調查投入的工種順序為:水文地質測繪→物探→勘探→試驗→長期觀測。前者是後者的基礎,所揭示的問題也是逐步深入的。各工種投入的工作量,應根據具體條件,做到經濟技術上合理可行,又能取得高質量的成果。野外工作中,要保質保量地進行觀察、測量,做好原始資料的編錄,正確地繪制野外工作各種圖件。工作中應加強綜合分析,注意各工種間的有機配合,要注意做好有關室內的實驗、分析、鑒定等工作。野外工作期間,也可再分若干時段,按時段組織勘查、檢查和總結,在野外工作期間,可根據實際情況,對設計書作適當修改,但作重大改變,應提出補充設計。有關野外調查的工作方法和內容,將在以後有關章節進行介紹。
4.室內工作
室內工作主要是將野外調查獲得的資料,進行認真地校核、整理、分析,編寫水文地質調查工作成果。調查成果一般包括水文地質圖件和文字報告兩部分。
最後,按規定程序組織調查成果的驗收和鑒定工作。
小結
通過本章學習,應掌握以下重點內容:①水文地質勘查所使用的10種主要方法,掌握每種方法的應用和優缺點;②水文地質調查階段劃分:一般分為普查、詳查、勘探、開采四個階段;③水文地質調查工作的程序(工作步驟):一般為:接受調查任務→准備工作→野外工作→室內工作→鑒定驗收。
復習思考題
1.水文地質調查的目的、任務是什麼?
2.進行水文地質調查工作有何意義?
3.水文地質調查工作有幾種類型?各有什麼特點?
4.水文地質調查方法手段有哪些?各有什麼特點和作用?
5.試比較水文地質測繪、水文地質鑽探、水文地質物探三種方法的優缺點?
6.水文地質試驗中最主要的試驗是哪種試驗?
7.什麼是「3S」技術?各有什麼作用?
8.為什麼要劃分水文地質調查階段?各行業(部門)水文地質調查階段是如何劃分的?
9.通常水文地質調查如何劃分調查階段?各階段的任務和要求是什麼?
10.水文地質調查工作的工作程序(工作步驟)是什麼?