水文地质调查的方案怎么写
A. 如何写调查方案
1、调研流程:可用一个简单的图对整个的调研流程进行说明。
2、人员要求专:对该项目的组织情属况进行简单说明;
3、人员培训:它包含人员的素质要求、人员的培训内容进行简单说明。
4、现场监督:到各个调研地点对访问员进行指导和监督;
5、问卷复核:采取电话复核和对问卷进行审阅;
6、发放工资:根据调研员实际的有效问卷发放工资;
51调查,让调查更简单方便!
B. 论述水文地质调查任务、原则及方法
(1)进行矿来区水文地质调查.查自明影响矿山正常生产和建设的水文他质因素;
(2)分析矿区充水条件,预测核定矿坑涌水量,提出矿山防治水方案预处理措施;
(3)开展矿山日常水文地质观测工作.研究矿区地下水的动态并及时预报,以便指导采掘施工,防止地下水害,实现安全生产;
(4)通过对地下水水质动态观测分析.研究对地下水资源及环境的保护,研究和解决矿供水水源以及矿坑水的综合利用;
(5)建立健全水文地质观测资料台账、固件以及水文地质图,做到规范化、标推化,及时提供给生产部门使用。
C. 水文地质调查
美国水文地质调查经历了一百多年的发展,在该领域长期居于国际领先地位,影响和引导了国际水文地质学的发展方向。表6-1列出了美国不同发展阶段的经济社会特征和水文地质发展特点。美国地质调查局(USGS)始终把地下水资源评价作为优先开展的重点工作。早期在一些地区进行的地下水调查工作成为全国地下水调查的起点,例如Darton在中部大平原的地下水调查、Mendenhall在加利福尼亚州洛杉矶地区的地下水调查[1]。Meinzer自1923年开始陆续出版了一系列报告,首次对全国地下水资源进行了定性评估。20世纪30年代至60年代中期,USGS以州为单位先后对各个州的地下水资源进行了调查,采用均衡法对各个州的地下水资源进行了初步估算。20世纪70年代USGS对全国21个区域开展了水文地质调查和地下水评价工作,在对区域地质、水文地质条件调查和地下水区划的基础上,对地下水补给、地下水排泄等地下水均衡要素进行了估算,提出了地下水优化管理的对策。1978年USGS启动了“区域含水层系统分析项目(RASA)”。RASA项目历时近20年,调查和研究了全国28个以流域为单元的含水层系统。该项目采用三维有限差分地下水流数值模型,通过模拟地下水开发前后地下水的动态变化,确定了地下水补给、排泄和均衡要素的变化,使地下水资源的评价精度得到显著提升。以RASA项目成果为基础,从1990年到2000年先后编制出版了各个含水层系统的地下水图集。美国地下水图集采用不同的比例尺(1∶250万~1∶10万)集中展示了地下水调查和研究成果。继区域含水层系统分析项目(RASA)之后,USGS于1998年启动了新一轮地下水资源调查———地下水资源计划(GWRP),调查的范围从过去的以州为单位改变为整个含水层系统、水文系统、生态环境系统,所面对的问题由当前的问题转向长期的水资源可持续利用问题[2]。随着人们改善和保护生态环境的意识不断增强,水文地质工作开始由过去的以资源为重逐渐转变为资源和环境并重,近年来日益重视地下水的生态作用。1992年,美国颁布了《国家地质填图法》,设立了以美国地质调查局为主导的全国合作地质填图计划(NCGMP),将全国的地质填图工作统一起来。水文地质属于地质填图计划的重要内容之一,主要任务是通过1∶2.4万比例尺为主的水文地质调查,建立地下水运动的三维地质框架。全国合作地质填图计划(2007~2011年)确定,到2010年所建三维地质框架将覆盖美国含水层的12%。
英国的水文地质调查研究水平较高,1∶5万比例尺新一轮工作完成了国土面积的65%以上。在城市填图中根据具体城市发展和建设的需要进行专门填图。法国开展了1∶5万比例尺水文地质填图,进行了地下水污染的调查研究工作,开展了全国范围地下水氮化物和亚硝酸盐的调查工作,建立了法国地下水资源水质数据库。印度完成了大部分国土1∶5万或1∶6.3万比例尺的系统填图,1994年开始进行第二轮地质填图,重点是资源环境保障程度方面的调查。日本在完成本土水文地质填图的同时,进行了列岛及其周围海域地质调查。日本特别重视地下水资源的开发利用和保护工作,每5年开展一次水质调查。
表6-1 美国不同经济社会发展阶段的水文地质调查发展特点
综合学科本身、实践应用、发展驱动力以及与社会的关系四个方面,国际水文地质调查可能将呈现以下几个趋势:
(1)资源和环境、生态并重的地下水资源可持续管理是水文地质学的重要应用研究主题。地下水管理既要保障社会稳定的水供给,又要不影响未来长远的水资源利用,避免可利用地下水资源在数量和质量上大幅度降低。这项重要的主题包括很多内容,例如地表水和地下水的联合调蓄和协调开发;地下水含水层获得补给的途径和机制;近河岸带和生物栖息地地下水水质保护,恢复由于人类影响而退化的地下水含水层;影响地下水资源利用和分配的社会-经济规律和管理模式;地下水疏干区的定量跟踪和调控;岩溶含水层和基岩裂隙水的保护性开发等。
(2)近地表水文地质过程成为水文地质学与其他学科交叉渗透的重要理论研究主题。近地表地质圈包括土壤、包气带、浅层地下水、生物栖息地、湿地、河溪下层区和农业用地等。包气带是介于潜水面和地表之间的多孔介质,化学风化、有机质分解、氮素固定等其他化学物质循环过程均发生在包气带,也是地下水补给、污染物向地下水运移的必经之路。湿地和河溪下层区是水生生态环境向陆地生态环境的过渡区,是生物地球化学、生态学和水文地质学的交叉领域。农田是深受人类活动影响的生物栖息地。以前灌溉工作者所采取的措施集中于局域尺度。因此,灌溉农业管理应从区域水文地质系统的尺度着手,而实现这一目标需要水文地质学与土壤学、地貌学、农学、生态学进行交叉渗透[3]。
(3)利用新技术进行地下水监测、调查和研究成为水文地质学技术方法发展的重要主题。无论是对水文地质系统进行更加完善的管理和调控,还是及时发现和预测社会经济活动对水文地质系统所产生的不良后果,都需要对水文地质要素进行长期准确的监测。水文地质要素动态监测网的优化设计和自动化实时监测技术的发展,是地下水调查和研究的重要基础设施。同位素技术和遥感技术将继续发展,越来越多地用于地下水调查和研究。基于GIS的模型技术将进一步推动水文地质系统的定量化研究,成为水文地质工作的重要工具。
(4)水文地质系统微生物研究和海洋水文地质研究成为水文地质学自身发展的重要前沿领域。已有的研究成果表明,在化学风化、土壤形成、石油沉积、物质循环等水文地质过程中,微生物有着不容忽视的作用。然而关于微生物作用的机理至今尚不清楚。目前,微生物在用于治理土壤和地下水有机污染方面显示出了广阔的前景。海洋水文地质是一个新兴的研究领域,其主要目的在于更多地了解海洋海底岩层中的流体-岩石作用机制,揭示地壳作用机理,目前尚处在探索阶段。
D. 区域水文地质调查
该阶段主要有两部分工作,一是进行综合水文地质调查,二是查明含油气盆地内油气的浅层地球化学效应。
查明自流水盆地区域水文地质条件,是一项综合性很强的石油-水文地质调查工作,其主要任务是在油气勘探程度较低的地区(盆地);通过野外水文地质基础调查,对地下水的分布与形成获得初步认识,为盆地区域含油气远景评价、油气勘探与开发以及工业、生活等各类供水提供必要的水文地质资料。主要调查内容包括以下几方面。
1.地形地貌条件调查
自流水盆地具有特殊的地形地貌景观,即周边为山地环绕,中部为低平的平原,地形高差相差悬殊。山区水资源比较丰富,主要来源于冰雪融化和大气降水,并以地表水的形式,在山前或断裂破碎带补给地下水,向盆地内部汇集。从四周山麓到盆地中心,水动力和水化学成分具有典型的分带现象。从宏观上讲,地形地貌条件控制着盆地内地下水的补给、形成、流量、动态及水化学成分的演变。在自然条件下,地下水流系统的形态,主要同地形和地质构造有关。地形地貌调查的主要内容有:
查明区域总地形地貌的景观、成因类型、地貌形态的变化规律;新构造运动的地貌标志与特征;同地形地貌有关的近代地质作用及其性质(滑坡、泥石流、潜蚀、侵蚀切割、逆源侵蚀、沼泽化、喀斯特化等现象)。在上述调查基础上,编制自流水盆地的地貌图,图件除表示出地貌成因类型、分布外,还要标出地形分水岭和风化(残积)带的范围及其具体位置——地下水体的约束边界、集水面积、自流水盆地边界等。
以柴达木盆地的实例,说明地形地貌条件与水文地质条件的关系(图1-15)。该盆地是青藏高原东北部一个大型封闭的内陆盆地,南边为昆仑山脉,东北部为祁连山脉,西北部为阿尔金山脉。这些山脉的海拔在3500~5500m之间。而盆地内部高程一般为2600~3000m,具有西北高、东南低的特点。盆地周边高山的冰雪在夏季融化后,是盆地内地表水和地下水的丰富补给源。盆地内部气候干旱,多风少雨,一般年降水量为50~150mm,有的地区不足20mm。而且蒸发很强烈,年蒸发度在2000~3000mm之间。因此,在盆地内部大气降水对地下水的形成没有实际意义。
图1-15 柴达木盆地水文地质剖面图
柴达木盆地为一大型中、新生代陆相沉积盆地,第三系是油气的主要勘探目的层,储集层岩性主要为砂质岩,缝洞比较发育,分布有丰富的地下水。第四系晚更新统天然气伴有浅层承压水。
由于中新生代时期的构造运动,使整个盆地被分割成许多次一级的小盆地,每个小盆地都有各自独立的汇水流域。因此,由四周山区流入盆地的地表水系没有形成单一的汇水中心,而是形成许多湖泊,这些湖泊洼地都是地表水和地下水的汇水中心,也是盆地地下水的循环基准面。
盆地四周山区的水资源是丰富的,来源于冰雪融化水和降水,在巨大的地形高差促使下,以河流形式注入盆地,在山前大量的补给地下水。季节性的河流在出山口5~10km的地段上就消耗尽了。据统计,河流流经山前平原时,渗漏损耗量占总径流量的29%~70%,甚至达100%。
总之,柴达木盆地从四周山麓向盆地中心,在水动力循环和水化学特征上,都具有典型的分带现象。
2.石油地质结构调查
按一定比例尺的精度进行地质-水文地质填图。在山区地层出露区,查明地层时代、分布范围、岩石性质与结构,特别注意砂岩、泥岩层及比例与相互配置关系,识别可能的油气生、储、盖层或含水层;查明不同时代的接触关系、侵入岩与围岩的接触特征、火成岩与变质岩的发育程度;了解构造特征——断层、褶皱、裂隙的发育程度、时代、性质、延伸方向、大小规模及破碎的范围、充填胶结物情况。在盆内部平原区,主要依据井、试坑等手段,了解第四系沉积物岩性、厚度等。要重视和借助于地球物理技术手段与资料,调查有关地质、水文地质问题。
提交自流水盆地范围内的地质图(基岩地质与第四纪地质图),还要在图上表示出地形与地质两个要素之间的关系。
3.水文地质调查
应用水文地质测绘、水文地质勘探、水文地质试验及水文地质长期观测等方法,查明区域地下水的分布与形成、水动力条件、水化学成分变化规律及其与油气地质相关联的水文地质问题。
水文地质测绘以地面调查为主,一般从山区开始,然后再推向山前与平原。调查内容包括:地质、地貌、第四纪地质、地下水露头、地表水体、物理地质现象乃至植物等。
水文地质勘探是借助于试坑、探井、钻探、硐探等勘探手段,查明深部含水层的数目、岩性、厚度、富水性能、水位、化学成分等。
水文地质试验包括室内试验和野外试验两部分。前者主要是分析测试地下水化学成分、岩石水理性质与颗粒成分、岩石孔隙度与渗透率、岩溶试验等;后者则有抽水、压水、注水、渗水、地下水流向与流速测定等。通过上述试验,对地下水的水质与水量进行定量的判断。
水文地质长期观测,由于地下水是活动易变的流体,需要选择有代表性和能说明问题的水文地质点或剖面进行长期观测,借以了解和掌握地下水的动态变化规律,进行地下水均衡的研究。
除上述方法外,还经常应用地球物理方法,如电法(电测井、电测深等),研究地下水的埋藏深度、厚度、含水层之间的相互补给关系及补给量、地下水的流速与流向等。
通过上述调查对地下水本身以及与地下水活动有关的各种自然现象进行综合研究。在地层岩性方面,要掌握不同时代岩层的含水性能、岩层的胶结情况、裂隙发育程度、喀斯特发育程度、泉的涌水量、井的水量、隔水层;在侵入岩的分布区,尽量划分出岩相上有差别的各带(如粗粒或细粒的花岗岩、斑状花岗岩等),并分别确定各个带的富水性;对于大片变质岩发育的地区,尽量按其岩性、变质程度、年代等圈出不同的层次,并确定其富水性。
地质构造对地下水的埋藏条件有很大的影响,除了解裂隙对富水性的控制外,要通过多种方法确定断层的导水性能(有无泉水出露、渗水与漏水现象、充填物情况等),对侵入岩与围岩的接触带、岩脉与围岩的接触关系要了解其是否导水性等。
在水文方面,要查明地表水与地下水的关系,对地下水的天然露头——泉水及有代表性民用井(水位、水量、水质和水温等)进行调查。
最后,编制水文地质图,在图上要表示出地形、地质及地下水三个要素之间的相互关系,表示出地下水的性质与有关参数(地下水位、涌水量、埋藏深度、化学成分、水温等);还要包括:基岩地质(年代、岩性、产状、构造),第四纪地质(年代、岩性、成因类型)、岩石富水性能(隔水层、含水层、富水程度)、地貌(成因、类型)、地下水特征(埋深、水位、流向、流速、化学成分等)、控制点(代表井、泉、钻孔、涌水量、成分、水位等)、水文地质分区、水文地质剖面等。
利用上述区域水文地质调查取得的资料,根据水动力场与水化学成分特征,结合地球物理成果,可为盆地早期含油气远景预测评价提供水文地质依据(图1-16)。例如合肥盆地舒城凹陷油气勘探程度很低,区域水文地质调查结果认为,本区有一定的含油气远景,指出油气聚集最有利区集中在东部的花岗、千人桥、三河镇一带,是本区油气勘探的突破口,水文地质成果起到先导作用,引起勘查家的关注。
图1-16 舒城凹陷含油气远景预测图
油气浅层地球化学效应是含油气盆地中一种独具风貌的现象。石油与天然气是流动性很强的液体矿床,其化学成分决定了它的不稳定性和易挥发的特点。在温度、压力等不均衡因素的控制下,油气水始终保持着自下而上的垂向微运移的势态。因此,在近地表形成与油有关的地球化学形迹。
在区域水文地质调查中,按照一定的网度(线距与点距)采集有代表性的水样(民用井或泉水),通过检测与油气组分有成因联系的直接指标、反映水文地球化学场特征的环境(间接)指标以及能确认地下水来源的成因指标,进行综合研究,不仅在已知油田上方获得清晰和高强度的浅层地球化学效应,而且为油气勘探部署提供了依据和方向。
图1-17是松辽盆地南部红岗油田的浅层水化学效应,该油田是龙虎泡-红岗阶地南端的一个背斜带,背斜轴向NNE,西翼较陡,以断层与西部斜坡相接,东翼较缓。具有多套油气层和埋藏浅的特点(主要生产层的埋藏深度为1200m),其上分布有明水组气藏,埋深400m。地形自西向东倾斜,地下水沿地形倾斜方向流动。选择相对比较稳定的全新统下部含水层为主要研究对象,含水层岩性为粉细砂岩。按普查阶段的网度采取水样,各种水化学组分的浓度分布如表1-2所示。
图1-17 红岗油田浅层水化学效应
1—含油构造;2—断层;3—可溶气态烃三次趋势面(μL/L);4—矿化度四次趋势面剩余异常值大于500mg/L的点
主要水化学指标在油田上方及其周边较高,叠合程度好。在宏观上,浅层效应的形态与含油构造极为相似。可溶气态烃的甲烷碳同位素比较重,在-42‰左右,说明浅层水化学效应的形成与油气藏有成因上的联系。
表1-2 红岗油田内外水化学成分对比表
注:分子-最小值;分母-最大值。
泌阳凹陷的油田浅层水化学效应,在全区呈现有规律的分布,从图1-18中看出:除在下二门、安棚、双河及王集四个已知油田上出现较强的水化学效应外,在其他12个地区存在着与已知油田类似的浅层效应,说明本区有良好的油气勘探开发潜力。其中北部斜坡带,浅层水化学效应比较集中。该带是继承性的沉积构造复合带。古近系各组段地层在斜坡带均有沉积,地层从凹陷内向外部边缘(斜坡)逐渐收敛减薄,但无明显的超覆现象,说明该斜坡是一个边沉积边抬起的继承性斜坡。后期构造运动使该斜坡进一步抬升,成为油气运移的指向。砂体发育给油气藏的形成提供了良好的储集条件。断裂发育形成了较多的鼻状构造,它们控制着油气的富集。古近纪末期形成的区域不整合面及新近纪广泛发育的泥岩是良好的盖层,并为油气保存提供了良好的地质条件。众多浅层水化学效应的出现,是上述油气地质特征的映照,说明北部斜坡是油气富集和勘探的有利地带。根据区域水文地球化学调查所提供的油气信息,并结合地震-地质成果,选择了有利的区块进行钻探,结果在4号、5号、9号、10-12号等浅层水化学效应区,均获得工业油流,相继建成了新庄、杨楼、付湾、古城及井楼等油田。
图1-18 泌阳凹陷浅层水化学效应
注:书中仅涉及一个非法定单位——当量浓度,它等于法定单位离子的摩尔浓度(mol/L)与其离子价的乘积。例如摩尔浓度为0.02mol/L的钙离子溶液,其当量浓度应为0.04克当量/L(eq/L)。在水文地质(包括油田水文地质)研究中,一般用的当量浓度单位是毫克当量/L(meq/L),它和eq/L之间的转换关系是1 eq/L=1000meq/L。水中常量组分阳离子的当量浓度之和应等于阴离子的当量浓度之和。另外,国内外油田水化学成分的许多分类,都建立在“等当量”化合的基础上,因此,当量浓度在油田水文地质中广泛应用,在短期内不可能停用,故本书仍继续使用。
在我国西部半干旱、干旱水文地质区的诸多含油气盆地的浅层水化学效应也比较发育,如柴达木盆地、准噶尔盆地;在地形切割较深、黄土覆盖厚、梁、峁、塬发育的鄂尔多斯盆地,同样出现较强的油田浅层水化学效应。浅层地下水中甲烷平均含量高达149.13μL/L,普遍含有乙烷及其以上的组分。甲烷碳同位素大部分属于石油伴生气或过成熟气的范畴,而属于近代生化成因气的只占11%左右(表1-3),说明浅层水化学效应的形成,具有深部成因的特征。
表1-3 可溶气态烃甲烷碳同位素分布 单位:‰
E. 水文地质调查和地质环境评价
1.水文地质调查
完成云南、广西12个图幅的1∶5万水文地质调查和物探剖面内44.8万米。完成乌蒙山区容、太行山区、华北平原、淮河流域以及青海、新疆能源基地等重点地区1∶5万水文地质调查7000平方千米。
2.地质灾害调查评价
总结地质灾害调查成果,完成2020个县地质灾害易发性、易损性和危险性统计分析。完成四川芦山地震、四川宁南县特大泥石流、甘肃省岷县、新疆伊犁新源县大型滑坡、云南彝良县大型滑坡等重大突发地质灾害应急调查。
3.城市和重要经济区地质环境调查评价
完成全国主要城市环境地质问题调查,编制完成1∶25万系列地质环境图件,基本掌握了中国306个地级以上城市存在的主要环境地质问题及其危害。
F. 区域水文地质调查的介绍
区域水文地质调查是指为提高区域水文地质研究程度,为国民经济建设、专社会发展、生态属环境建设保护提供基础水文地质资料和可供规划的区域地下水资源,而进行的一项基础性、综合性、公益性的区域性中、小比例尺的水文地质调查。
G. 水文地质调查与评价
一、部署重点
开展我国主要平原、重要能源规划矿区以及西南岩溶地区1:5万基础水文地质调查;继续开展我国主要平原地下水污染调查评价;开展严重缺水区和地方病区地下水勘查;建立覆盖我国主要平原(盆地)的国家地下水监测和动态评价体系。
二、部署建议
(一)北方主要平原(盆地)水文地质调查
1.工作现状
1999年国土资源大调查以来,在我国北方11个主要平原(盆地)开展了地下水资源及其环境问题调查评价,建立了含水层数字空间结构,初步查明了地下水系统空间结构,20多年来地下水补径排变化;初步查明了各主要平原盆地存在的含水层枯竭、地下水位下降、地面沉降、荒漠化、盐碱化、地表植被退化等与地下水不合理开发利用相关的环境地质问题;重点开展了鄂尔多斯盆地区域水文地质勘查,评价了盆地区域地下水资源总量,深入开展了鄂尔多斯盆地内蒙古、陇东国家能源基地的水文地质勘查,提出了地下水开发与生态环境保护方案,为国家能源基地供水提供了地下水资源保障。但基础水文地质调查工作精度不够,不能满足国家经济建设规划的需要,严重限制了全局性和区域性重大地下水资源问题评价的精度;评价结果达不到支撑地下水可持续开发利用的需求,造成地下水资源的不合理开发,产生了大量环境地质问题;缺乏翔实基础水文地质数据指导重要区的规划建设。
2.工作目标
总体目标:在深入开展我国北方主要平原(盆地)区域水文地质调查基础上,加强重点地区1:5万水文地质调查,查明平原盆地重点地区的基础水文地质条件,提出地下水资源合理开发利用和地质环境保护建议和对策。
“十二五”期间:完成我国北方的三江平原、松嫩平原、西辽河平原、山西六盆地等主要平原盆地重点地区1:5万基础水文地质调查,提出保障供水安全和地下水开发利用与保护战略。
“十三五”期间:全面完成我国北方的银川平原、河西走廊、准噶尔盆地、塔里木盆地等主要平原盆地重点地区1:5万基础水文地质调查,确保西部生态脆弱区的环境保护和干旱缺水区的供水安全。
3.工作任务
在我国北方的三江平原、松嫩平原、华北平原、西辽河平原、山西六盆地、银川平原、河西走廊、准噶尔盆地、柴达木盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地11个主要平原盆地,选择地下水开采强烈区、生态环境脆弱区、重点经济规划区和开发区开展1:5万区域水文地质基础调查,采用的技术手段主要包括地面调查、遥感、地球物理勘查、钻探、地下水监测、数值模拟等。以1:5万水文地质勘查规范为依据,通过切实加强实物工作量的投入,提高水文地质勘查程度,查明含水层空间结构、地下水系统分布、地下水补排径条件以及生态环境演化,为地下水资源合理利用和地下水环境保护提供水文地质依据。
“十二五”期间:在我国北方的三江平原、松嫩平原、西辽河平原、山西六盆地等主要平原盆地区,开展1:5万区域水文地质基础调查,进一步查明含水层空间结构、地下水系统分布、地下水补排径条件以及生态环境演化,为地下水资源合理利用和地下水环境保护提供水文地质依据。
“十三五”期间:结合2011~2015调查工作,在梳理成果、总结经验基础上,开展银川平原、河西走廊、准噶尔盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地5大平原盆地1:5万基础水文地质调查。
(二)全国地下水污染调查评价
1.工作现状
2004年以来,国土资源部启动了全国地下水污染调查评价,已完成珠江三角洲地区、淮河流域平原区、长江三角洲地区、华北平原区及下辽河平原地下水污染调查评价,完成调查面积约42万平方千米,采集地下水样品2万余件,取得海量地下水质量与污染的调查数据,基本查明了我国东部平原地区区域地下水水质和污染状况。
存在问题:我国中西部地区和东北大部分地区地下水污染总体状况不明。地下水污染严重地区没开展详细调查,难于确定地下水污染范围、程度和污染趋势。地下水污染场地治理修复理论和技术体系尚未建立。
2.工作目标
总体目标:全面完成全国首轮区域地下水污染调查评价,基本查明区域地下水水质和污染状况;基本完成我国地下水集中供水水源区和重要污染源分布区的地下水污染详细调查,圈定污染范围和查明污染趋势;地下水及土壤污染场地开展修复工程示范研究;为我国地下水污染防治、地下水资源保护以及保障饮水安全提供科学依据。
“十二五”期间:完成我国东部地区、中西部地区区域地下水污染调查评价,基本查明地下水水质和污染总体状况;对地下水集中供水水源区和污染严重区开展详细调查,查明污染源,圈定污染范围,查明污染趋势;启动地下水污染治理和修复示范工程;建立地下水污染场地治理和修复技术标准。
“十三五”期间:完成第二轮东部地区地下水污染调查评价;基本完成中西部地下水集中供水水源区和重要污染源分布区的地下水污染详细调查,查明污染源,圈定污染范围,查明污染趋势。
3.工作任务
主要分为三层次的工作。一是以平原、盆地和重要岩溶流域为单元,以城镇和工矿企业集中分布区为重点,开展区域性的1:25万地下水污染调查评价;二是对地下水集中供水水源区和重要污染区,开展1:5万地下水污染详细调查;三是选择典型污染场地,开展地下水及土壤污染修复工程示范研究。
“十二五”期间:对华北平原、长江三角洲平原、珠江三角洲平原和淮河中下游平原区的地下水集中供水水源区和重要污染源区,按1:5万比例尺开展地下水污染详细调查;选择典型地下水及土壤污染场地开展修复工程示范研究。在松嫩平原、三江平原、西辽河平原、汾渭盆地、呼包平原、鄂尔多斯盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、河西走廊(疏勒河)、银川平原、西南岩溶石山地区、四川盆地、江汉平原、鄱阳湖平原等地区,开展1:25万区域地下水污染调查评价。继续开展东部重点地区地下水污染详细调查,完善15个典型地下水及土壤污染场地开展修复工程示范研究。对全国地下水污染调查评价成果进行综合研究,完成一轮全国地下水污染评价。
“十三五”期间:华北平原、长江三角洲平原、珠江三角洲平原、淮河中下游平原、松嫩平原、三江平原、西辽河平原、汾渭盆地、呼包平原等为重点,开展第二轮地下水污染调查评价。对中西部地区的地下水集中供水水源区和重要污染源区,按1:5万比例尺开展地下水污染详细调查。
(三)严重缺水区和地方病区地下水勘查
1.工作现状
国土资源部近15年来组织实施了“西北找水特别计划”、“西部严重缺水地区地下水勘查示范工程”和“地方病严重区地下水勘查及供水安全示范”,总结出一系列地下水富集模式,深化了对区域规律的认识,建立了一套有效的工作方法和地下水勘查技术方法体系,探索出省部合作的新机制,为进一步开展地下水勘查以解决人畜饮水安全问题提供了指导。但是,我国缺水区面积大、缺水人口多,水文地质条件极为复杂,由于已有工作范围和勘查示范力度有限,且多未能与地方各级政府形成有效的合作机制,限制了示范成果的及时推广和更多人口缺水问题的解决,需要进一步对缺水特别严重的地区进行地下水勘查,集中解决居民饮水安全问题。
2.工作目标
总体目标:通过开展我国严重缺水地区、地方病区和污染严重区地下水勘查,实施地下水供水安全示范工程,为有效解决我国人民群众饮水安全问题提供地下水资源保障,全面提升我国水文地质地球物理勘查和钻探水平,引领地下水理论研究走上新的高度。
“十二五”期间:完成珠三角、淮河流域、南方红层集中分布区地下水勘查,实施地下水勘查示范工程,带动地方政府实施地下水供水安全工程。
“十三五”期间:完成南方长江流域重点地区、饮水型地方病区、长三角污染严重区地下水勘查,实施地下水勘查示范工程,直接解决330万人饮水困难,带动地方政府投资实施地下水供水安全工程。
3.工作任务
在北方干旱区、南方红层区、饮水型地方病区和地下水严重污染区选择重点地区开展地下水勘查,利用遥感、地球物理勘查、钻探等最新技术方法手段,查明水文地质条件和地下水分布规律,利用探采结合井直接解决部分群众饮水困难,查清适宜人畜饮用地下水的分布,编制地下水开发利用区划,与地方政府合作,全部解决所选片区居民的饮水安全问题。北方干旱区以寻找富水构造为目标,在南方红层区,因地制宜地确定取水层位,分散与集中供水相结合。在饮水型地方病区,在查清致病与非致病含水层区域分布规律的基础上,施工供水井集中供水。在南方水资源污染区,寻找适宜饮用的地下水集中解决饮水安全问题。
“十二五”期间:开展宁夏中南部、太行山区、吕梁山区、辽西地区、内陆盆地干旱区、青藏高原干旱河谷区、新疆准噶尔盆地高砷高氟水区、塔里木盆地伽师病区,辽河平原、青海南部、冀北山区、山东胶莱盆地高氟区、珠江三角洲及淮河流域水污染区1:5万专项水文地质调查,开展干旱缺水区地下水赋存模式研究,带动地方投资实施地下水供水安全工程。
在云南、重庆、贵州、湖南、湖北、广东、广西、湖南、浙江、江西、江苏和安徽等省红层区开展1:5万专项水文地质调查,实施探采结合示范工程,带动地方政府投资,基本解决红层区内群众的饮水困难。
“十三五”期间:在东南沿海山地丘陵、海南高氟区和江汉平原高砷水区开展地下水勘查、1:5万专项水文地质调查,通过地方投资,基本解决上述地区400万人的饮水困难。在长江三角洲、华北平原等水污染区开展地下水勘查示范,直接解决50万人的饮水安全问题。
(四)西南岩溶石山地区水文地质环境地质调查
1.工作现状
我国西南岩溶石山重点分布在广西、云南、贵州、湖南、湖北、四川、重庆、广东8省(区),岩溶区面积78万平方千米,裸露岩溶区面积50万平方千米,由于特殊的岩溶地质条件,造成大气降水严重漏失到深部岩溶含水层,地表干旱缺水、石漠化严重。从1999年开始,组织开展了西南岩溶区的地下水资源及其生态环境调查评价,查明了区域地下水资源量和石漠化分布现状,完成1:5万重点区岩溶调查10万平方千米,为岩溶地下水开发和解决群众干旱缺水以及石漠化治理提供了重要的水文地质依据。据统计,西南岩溶区严重缺水地区、石漠化区和环境地质问题突出地区达30万平方千米,地下河达3000多条,已完成的工作仅覆盖石漠化严重区1/3不足,地下河仅调查百条左右,很难满足大规模合理开发利用岩溶水的需求。
2.工作目标
总体目标:开展西南岩溶区1:5万水文地质调查,实现岩溶水资源开发合理有序,石漠化、干旱、水污染、内涝、塌陷等环境地质问题得到有效治理,岩溶地下河得到有效监控,水质明显好转,我国岩溶水文地质调查科研水平显著提高,整个西南岩溶石山地区生态文明建设成效显著。
“十二五”期间:完成西南8省区1:5万岩溶水文地质调查6万平方千米,岩溶水资源开发形成规模化效应,解决干旱缺水和石漠化治理初见成效。
“十三五”期间:完成西南岩溶区干旱缺水和石漠化严重地区1:5万水文地质调查6万平方千米,形成岩溶水资源开发有序合理,石漠化整治生态成效明显,岩溶地下河得到有效监测,水质明显好转,西南岩溶水文地质调查和科研水平显著提高。带动地方政府投资,形成中央与地方共同投资、全面推进西南岩溶石山地区水文地质勘查工作的新局面。
3.工作任务
开展西南岩溶8省(区)岩溶水文地质调查,采用地面调查、遥感、地球物理勘查、钻探、岩土水样测试等技术方法手段,查明岩溶发育规律,岩溶水资源开发利用现状和开发利用条件,实施岩溶水资源勘查开发利用工程,加快开展岩溶水赋存发育机理研究,加快开展石漠化治理技术和岩溶区生态地质环境保护技术研究。建立重点岩溶流域监测网络。
“十二五”期间:集中完成岩溶连片分布地区、西南8省区1:5水文地质调查6万平方千米,查明岩溶发育规律、岩溶地下河开发利用现状和条件,岩溶地下河污染现状,开展50个县550条岩溶地下河的开发利用示范工程。
“十三五”期间:完成西南8省区1:5万岩溶水文地质调查6万平方千米;查明岩溶发育规律、岩溶地下河开发利用现状和条件及岩溶地下河污染现状,开展200条岩溶地下河的开发利用示范工程,建立控制主干岩溶地下河的监测站点。
(五)重要能源基地水文地质调查
1.工作现状
我国现有13个大型煤炭基地、55个规划矿区。目前我国大多数能源基地呈现水资源危机加重、突水灾害频发、生态环境恶化、区域含水层系统面临破坏的严重局面。初步统计,现有70%煤矿区缺水,40%的煤矿区严重缺水。水害事故成为威胁煤矿安全生产的“第二大杀手”。许多地区含水层处于疏干、半疏干状态,众多岩溶大泉枯竭。水资源和环境问题成为能源基地持续发展的制约“瓶颈”。到20世纪80年代末,主要能源基地区基本完成了1:20万区域水文地质普查,成为基地资源开发的主要水文地质基础资料。部分地区开展了一系列专题性水文地质研究工作。但总的来看,能源基地区域水文地质调查精度较低,一些新的开发区和规划区,高精度的水文地质调查工作还处于空白状态。此外,能源基地资源开发与环境保护缺乏新理论、新技术的有效支撑,无法保障矿产资源的可持续利用。
2.工作目标
预期目标:开展国家重要能源基地规划矿区的1:5万水文地质调查8万平方千米,查明基础水文地质条件,为能源基地区含水层保护和地质环境合理开发利用提供依据。
“十二五”期间:完成西北、华北5个重要能源基地1:5万水文地质环境地质综合调查4万平方千米。提出区域含水层保护的建议和对策。
“十三五”期间:完成东北、西北、华南大型煤炭基地25个规划矿区的1:5万水文地质环境地质综合调查4万平方千米。
3.工作任务
能源基地水文地质调查分区域调查和重点区调查两个层次。区域调查精度为1:5万比例尺,主要是调查区域含水层结构、分布规律、补径排条件、地下水环境质量。重点区调查主要针对突出环境地质问题开展调查,包括含水层结构破坏情况、突水灾害类型及规模、地下水环境质量及地表生态恶化状况,其调查精度为1:1万比例尺。
西北、华北缺水型能源基地,重点调查含水层结构与分布规律、补径排条件及其变化特征,评价地下水资源开发潜力,提供远景水源地,解决水资源危机。华北、华南突水灾害高发型能源基地,重点调查水害类型、规模及发生条件,评价预测水害危害程度及发展趋势,提出地下水综合利用与灾害防治的技术与方案,降低灾害损失。西北生态脆弱区、东北草原生态区能源基地,重点调查主要环境地质问题,评价分析煤炭开采对地下水系统及含水层结构的影响与破坏,制定区域含水层保护的策略与方案,遏制生态恶化趋势。
“十二五”期间:在鄂尔多斯盆地周边、山西省、冀鲁豫皖三大区域煤炭规划矿区,包括神东、宁东、晋北、晋中、冀中、两淮、陕北、黄陇、晋东、鲁西、河南11个大型煤炭基地,部署1:5万水文地质环境地质综合调查,调查面积4万平方千米。在水资源危机严重、水害频发、含水层破坏严重、生态环境问题突出地区,选择6个典型矿区,建立地下水动态监测站点。开展基于生态环境保护及水害防治的地下水综合利用示范。
“十三五”期间:在内蒙古东北、云贵川、新疆甘肃三大区域煤炭规划矿区,包括蒙东、云贵川2个大型煤炭基地、25个规划矿区,部署1:5万水文地质环境地质综合调查,调查面积4万平方千米。在水资源危机严重、水害频发、含水层破坏严重、生态环境问题突出地区,选择5~6个典型矿区,建立地下水动态监测站、点。开展基于生态环境保护及水害防治的地下水综合利用示范。
(六)地下水监测工程
1.工作现状
我国地下水监测始于20世纪50年代。经过50多年的努力,国土资源部门共建立各类地下水监测点23800多个,其中国家级点1422个,形成了国家、省(自治区、直辖市)、地(市)三级地下水监测网点,主要分布于黄淮海平原、松辽平原、三江平原、关中盆地、银川平原、柴达木盆地、长江三角洲、山东半岛、江汉平原、成都平原、河西走廊、山西六大盆地、神木能源开发区和223个以地下水为主要供水水源的大中城市。主要监测内容包括地下水位、水质、水温以及泉水与地下暗河流量等。近年来,加强了地下水自动监测与实时传输系统和公益性服务能力建设,建立了北京、济南、乌鲁木齐等地下水自动监测示范区,300多个地下水监测点实现了自动监测、无线传输与网上发布,建设完善了国家级地下水监测数据库和中国地下水监测信息网,编辑出版了《中国地质环境监测地下水水位年鉴》,实现了地下水监测信息社会共享。然而,我国从未进行过专门的规模性地下水监测井建设,现有地下水监测井主要利用了以往保留的各类地下水勘探钻孔、水源地生产井和农用机井、民井,存在专门监测井少、井点布局不合理、监测设施陈旧老化、监测自动化程度低等问题,严重制约地下水监测工作公益性服务功能的发挥,不能满足经济社会可持续发展的要求。
2.工作目标
总体目标:建立较完善的国家地下水监测网络,构建地下水动态调查评价体系,实现地下水监测信息采集、传输、处理和服务现代化,及时掌握地下水动态变化情况,开展地下水评价与预测预报,满足地下水监测监督需求,为政府部门和社会公众提供决策支持与信息服务,为防治地质灾害、保护地质环境、保障地下水可持续利用、促进经济社会可持续发展提供依据。
“十二五”期间:完成国家地下水监测工程一期工程建设,初步建立现代化国家级地下水监测网,国家级地下水监测点达到10000个。基本实现对全国主要平原、盆地、岩溶分布区、生态环境脆弱区等地下水的区域控制性监测和对重要地下水超采区、地下水水源区和大中城市地下水水源地的实时自动化监测,建立典型地区地下水动态评价体系,基本满足地下水监测监督需要,为防治地质灾害、保护地质环境提供决策支持与信息服务。
“十三五”期间:完成国家地下水监测工程二期工程建设,基本建成现代化国家级地下水监测网,国家级地下水监测点达到20000个。基本实现全国主要平原、盆地、岩溶分布区、生态环境脆弱区等地下水监测自动化,全面实现重要地下水超采区、地下水水源区和大中城市地下水水源地的实时自动化监测,建立主要平原、盆地和地下水开采区地下水动态评价体系,满足地下水监测监督需要,为科学管理含水层、优化配置水资源、防治地质灾害、保护地质环境提供决策支持与信息服务。
3.工作任务
建设具有国际先进水平的覆盖全国主要平原、盆地、岩溶分布区和生态环境脆弱区的现代化国家级地下水监测站网,及时掌握地下水动态变化过程与区域分布规律。
建设现代化地下水监测(均衡)试验场与监测示范区,开展地下水监测试验与科学研究,满足地下水资源评价、数值模拟、预测预报、污染防治等工作需求。
构建地下水动态调查评价体系,实现我国主要平原盆地的地下水动态评价与预测预报,为履行地下水监测监督职能提供决策支持与信息服务。
开展地下水监测信息系统建设,研究开发新一代全国地下水监测信息系统,整合各类各级地下水监测信息,实现全国地下水监测数据全面融合、统一发布与信息共享。
“十二五”期间:
(1)完成国家地下水监测工程一期,建成10147个国家级自动化监测点,地方配套建设省、市级地下水监测点20000个。
(2)建成北京、郑州、乌鲁木齐3个地下水监测(均衡)试验场,完善北京、济南、乌鲁木齐3个地下水监测示范区。
(3)完成华北平原、松嫩平原、银川平原、河西走廊、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、三江平原、柴达木盆地、准噶尔盆地、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动态调查评价体系建设。
(4)开发研制新一代全国地下水监测信息系统,完成信息系统功能建设。
“十三五”期间:
(1)完成国家地下水监测工程二期工程建设,在一期工程基础上,新增10000个国家级自动化监测点,国家级点总数达到20000个;地方配套建设省、市级地下水监测点20000个,省、市级地下水监测点总数达到40000个。
(2)新建上海、哈尔滨、桂林、湛江4个地下水监测示范区,地下水监测试验场(示范区)总数达到10个。
(3)完成长江三角洲、珠江三角洲、淮河流域、鄱阳湖平原、江汉平原、成都平原等我国南方主要平原以及南方岩溶地区地下水动态调查评价系统建设。
(4)健全完善全国地下水监测信息系统功能,实现全国20147个国家级地下水监测点的监测信息自动接收、存储及网上发布。
H. (一)水文地质调查
完成1∶5万区域水文地质调查7.6万平方千米,累计完成32万平方千米。完成1∶25万地专下水污染调属查230万平方千米,累计完成310万平方千米。开展乌蒙山区等扶贫攻坚重点地区水文地质调查,施工170眼探采结合井,解决30万群众饮水困难。支援河南、湖北等省抗旱救灾,及时提供2300多项水文地质调查成果。
I. 水文地质调查工作的程序(工作步骤)
水文地质调查工作,应按一定的工作程序有计划、有步骤地进行。一般的原则是:先设计后施工,先普查后勘探。一般的工作程序为:
1.接受调查任务
调查任务分为纵向任务(上级下达的)和横向任务(地方委托的)。纵向任务既可以是上级主管部门下达的指令性任务,也可以是生产单位立项经上级主管部门批准后下达的任务。如为横向任务,则需和任务委托单位(一般称甲方)签订委托任务合同,方算正式确定调查任务。
2.准备工作
接受调查任务后,要进行准备工作,主要是人员组织准备、技术准备、物质后勤等方面的准备。其中技术准备中编写设计书是水文地质人员的主要工作。在设计书编写前,应充分收集调查区已有自然地理资料,地质水文地质资料及图件等,对调查区的水文地质条件和问题有初步认识,并确定调查区的研究程度。必要时,应进行野外现场踏勘,踏勘路线应力求穿过调查区地层发育比较完整、水文地质条件有代表性的剖面,并了解调查区的自然和工作条件,使编写的设计书更加符合实际。
设计书是布置和进行各项调查工作的基本依据,是水文地质调查的“作战方案”。设计书的类型一般可分为整体设计、年度设计、单项设计等。设计书的主要内容为:
(1)调查区的自然地理、地质、水文地质条件,内容包括:①调查工作的目的、任务、调查区位置,面积及交通条件、调查阶段和调查工作起止时间;②自然地理及经济地理概况;③已有地质、水文地质研究程度及存在问题;④调查区地质、水文地质条件概述。
(2)调查工作设计,主要内容包括:①调查工作拟投入的工种、工作布置方案、工作依据的主要技术规范、工作量及每项工作的主要技术要求。布置调查工作时,既要满足有关规范对工作量定额及工作精度的要求,又要考虑查清重要地段和完成关键任务,防止平均使用勘查工作量;②物质、设备计划,人员组织分工、经费预算及施工进度计划书;③预期调查工作成果。
3.野外工作
野外工作就是在野外现场进行各项水文地质调查工作。水文地质调查投入的工种顺序为:水文地质测绘→物探→勘探→试验→长期观测。前者是后者的基础,所揭示的问题也是逐步深入的。各工种投入的工作量,应根据具体条件,做到经济技术上合理可行,又能取得高质量的成果。野外工作中,要保质保量地进行观察、测量,做好原始资料的编录,正确地绘制野外工作各种图件。工作中应加强综合分析,注意各工种间的有机配合,要注意做好有关室内的实验、分析、鉴定等工作。野外工作期间,也可再分若干时段,按时段组织勘查、检查和总结,在野外工作期间,可根据实际情况,对设计书作适当修改,但作重大改变,应提出补充设计。有关野外调查的工作方法和内容,将在以后有关章节进行介绍。
4.室内工作
室内工作主要是将野外调查获得的资料,进行认真地校核、整理、分析,编写水文地质调查工作成果。调查成果一般包括水文地质图件和文字报告两部分。
最后,按规定程序组织调查成果的验收和鉴定工作。
小结
通过本章学习,应掌握以下重点内容:①水文地质勘查所使用的10种主要方法,掌握每种方法的应用和优缺点;②水文地质调查阶段划分:一般分为普查、详查、勘探、开采四个阶段;③水文地质调查工作的程序(工作步骤):一般为:接受调查任务→准备工作→野外工作→室内工作→鉴定验收。
复习思考题
1.水文地质调查的目的、任务是什么?
2.进行水文地质调查工作有何意义?
3.水文地质调查工作有几种类型?各有什么特点?
4.水文地质调查方法手段有哪些?各有什么特点和作用?
5.试比较水文地质测绘、水文地质钻探、水文地质物探三种方法的优缺点?
6.水文地质试验中最主要的试验是哪种试验?
7.什么是“3S”技术?各有什么作用?
8.为什么要划分水文地质调查阶段?各行业(部门)水文地质调查阶段是如何划分的?
9.通常水文地质调查如何划分调查阶段?各阶段的任务和要求是什么?
10.水文地质调查工作的工作程序(工作步骤)是什么?