西南岩溶山林地区地下水资源勘查与生态环境地质调查

西南岩溶山林地区地下水资源勘查与生态环境地质调查

1西南岩溶山石地区地下水资源勘查与生态环境地质调查研究工作的组成及宗旨中国西南部可溶岩分布范围为14.14km3，暴露范围为78.14cm3，西南部登山区面积约62.14km3，分布于湖南省、湖北省、广东省、云南省、贵州省、四川省、重庆等八个省份和自治区。这一地区土地、矿产、森林、旅游等自然资源十分丰富,在西部大开发的战略中占有十分重要的位置。但这一地区水资源分布严重不均,地下水资源潜力不清,生态环境脆弱,水土流失、石漠化、旱涝及其它地质灾害严重,既是国家长江和珠江上游防洪体系中生态治理的重点地区,又是国家加快中西部地区发展实现脱贫致富奔小康的难点地区,这一地区的水资源问题和生态环境问题已成为严重制约地区发展的重要因素。因此,开展西南岩溶石山地区地下水资源勘查与生态环境地质调查评价,对促进该区的经济发展、资源开发、社会稳定、改善人民生活、实施生态环境保护与建设都具有十分重要的意义。2000年中国地质调查局下达“西南岩溶石山地区地下水资源勘查与生态环境地质调查”项目任务书,由四川地调院牵头,四川、云南、贵州、广西、广东、湖南、湖北、重庆8省(市、区)地调院共同承担。本次工作的主要目标任务是:(1)开展西南岩溶石山地区地下水资源勘查,查明岩溶石山水文地质条件、岩溶地下水赋存规律及其可有效开发利用的资源潜力和空间分布。(2)结合岩溶水文地质调查开展与地下水密切相关的生态环境地质调查评价,查明岩溶石山地区生态环境现状和发展趋势,从地学角度提出改善对策。受大地构造的控制,西南岩溶石山区的岩溶可划分为3个区:即一级隆起带岩溶石山裸露分布区(Ⅰ)、一级沉降带边缘褶皱控制分布区(Ⅱ)和断陷盆地分布区(Ⅲ)。可进一步分为5个片区,即①黔南—桂西片区,②渝东南—黔北—湘西—鄂西片区,③川南片区,④湘南—粤北片区,⑤滇东—攀西片区。2水保事业解决了饮用水与干旱保苗的总体情况2000年完成地面调查面积达6050km3;共施工水文钻井69孔,进尺10682.04m,成井63口,地下暗河工程1处,长度602m,共获得水量59065.26m3/d,解决了25.4万人的饮用水以及牲畜用水、农灌用和抗旱保苗用水。典型工程地段解决了缺水城镇用水,促进了场镇建设,或者解决了旱区人民多年受干旱困扰的问题,取得了良好的社会效益。存在的主要问题是各片区调查技术标准及技术方法不统一,标准不清,可操作性不强。岩溶石山空间数据库建立滞后,各项目组工作进度缓慢等等。3地下水勘查及生态环境地质调查工作技术方法针对存在的问题,结合当前岩溶地区地下水勘查及生态环境地质调查实际情况,本着传统与新技术方法结合的原则,提出以下工作技术方法,供参考。3.1资料来源及资料来源资料收集应按以下类别并结合项目目标来进行,并遵从中国地调局《空间数据工作指南》和《数字化地质图层及属性文件格式》要求。(1)地理图以中国地调局信息中心的1:25万数字地形图为资料源,地质图采用1:50万数字地质图为资料源,结合1:20万区域水文地质调查成果进行修编,作为西南岩溶石山项目编制数字水文地质图的地质图层基础。对影响岩溶发育的碳酸盐岩,应结合工作精度和岩性组合及岩相变化作适度的细分。(2)有关水文地质条件的资料应以1:20万水文地质普查成果和1:5万水文地质勘查成果为基础,结合专门性勘查成果,综合分析。3.2岩溶地貌及工程地质层划分解译内容应包括:与岩溶地下水发育相关的水文地质单元或系统划分;岩溶地貌的划分;地下河、岩溶大泉流域边界确定;纯灰岩、白云岩等岩组划分;石漠化分布与分级;岩溶塌陷点及区域确定;岩溶地下水疏干区;伏流段的确定等。3.3地下水地下河调查(1)岩溶水文地质、生态环境地质测绘按1:25万精度进行。区域测绘中可按一般调查、重点调查、典型调查相结合的原则部署工作。(2)测绘点的选择应在综合分析已有资料和遥感解译资料,并较深入了解本区地质、水文地质、生态环境地质概况的基础上进行部署,应围绕以下目的开展调查:①查明区域主要含水层的空间分布、储水构造特征、导水性或富水性、含水层边界及含水层之间的水力联系。②查明地下水流域系统,降雨、地表水、地下水的相互转化关系、控制因素及转化量,地下水补给、迳流、排泄条件,并通过动态监测,野外试验,室内计算,求取水文地质参数。③在水文地质调查中,同时进行石漠化、岩溶塌陷、岩溶洼地(谷地、槽谷等)浸没或淹没、工程活动引起的岩溶地下水疏干等的调查。岩溶塌陷的调查要注意抽水降深和上覆土层厚度的调查。石漠化调查可按3级划分,即:(A)石漠化区:裸露岩石面积>70%;(B)轻度石漠化区:裸露岩石面积50%~70%;(C)非石漠化区:裸露岩石面积<50%。石漠化调查统计面积:不大于500×500m2。④地下河调查应调查沿途土地开发利用状况及对地下水的影响。⑤大泉、地下河的调查中,如果发现流量与1:20万水文地质调查的差异太大,应查明其原因。若属区域性原因,宜采用类比法或统计法进行修正。3.4地下水开采量勘探地球物理勘探工作一定要服从于岩溶水文地质调查工作的需要。对地表调查难于确定的隐伏岩溶带,隐伏含水层、储水构造和岩溶水富集带,尤其是需进行可有效利用的地下水开采资源潜力及分布评价区;开发利用前景好的岩溶富水带、地下河、褶皱储水构造、断裂储水构造、断陷盆地储水构造等,应布置地球物理勘探工作;最佳勘探钻孔的确定及钻孔施工中获取有关参数亦应部署物探工作。物探方法的选择宜以地面物探为主,必要时配合测井及井下电视。对音频大地电场法、激发极化法、联合剖面及电测深、高密度电法和综合测井等方法,宜选择1项以上。3.5岩石、水和土壤样品的采集和分析(1)岩、泥质砂岩等互层结构的化学特征岩样应取自对岩溶发育及岩溶水文地质条件有控制作用的纯灰岩组、白云岩组及灰岩、白云岩、泥质灰岩等互层结构的典型地段;除测试分析其化学成分,进行化学成分分类外,还应对表征其结构特征的颗粒、泥晶、亮晶和孔隙等进行鉴定,以配合评价岩性、结构对岩溶发育程度及岩溶水富集规律的影响。采样宜按能控制岩性、岩相变化的典型剖面布置。(2)土壤特征和微量元素的测量土样分析除了解岩溶石山地区“水、土、生、石”系统中土对地下水补给、储存的影响外,还应了解土对生态环境和石漠化的影响。因而除常规测试其粒度成分、化学成分、结构特征外,还应对土壤成分中的有效态含量和微量元素进行测量。尽可能收集利用已有的水化学背景资料。污染分析应选取可能遭受污染的岩溶地下水点或易遭受人为污染的城镇、矿区的岩溶水点进行采样。(3)地下水补、东南角、排条件配合水动力场、水化学场、水温场的测试,以查明岩溶系统(或泉域)地下水补、迳、排条件(补给来源、补给途经、补给高度、滞流时间、储水能力及断面迳流量等)。3.6地下水水动态特征及计算参数监测点应能控制完整的岩溶水文地质单元,分别控制不同含水层的岩溶水富集带、储水构造、集中开采区,以掌握地下水动态特征,并求取含水层及资源计算的水文地质参数。在多层岩溶水含水层分布区,应布设分层监测孔组,其监测重点是易受污染的第一层和主要供水层。观测的持续时间应大于1个水文年。监测频率的选择,应根据调查评价的要求确定;反映年变化的监测点,可选择15d观测1次;兼作资源评价求参的动态点,按其动态变化特征及调查评价目标确定。3.7地下水开发方式及设计勘探钻孔应在综合研究、地面调查和物探工作的基础上进行布置。勘探线、网、点的布置应根据目的任务要求,控制主要岩溶含水系统、储水构造、主要含水层,以取得系统评价测区水文地质条件、地下水资源、生态环境地质条件及参数的目的。可布设单孔或群孔。提倡“以探为主,探测结合、探采结合”,尽量作到一孔多用。对社会经济效益明显的供水示范点亦应按探采结合的原则,适度布置。抽水试验方法以单孔抽水试验为主。获取水文地质参数,单孔抽水试验,宜采用稳定流抽水试验,多孔及群孔抽水试验宜选用非稳定流试验。3.8采空资源量和采证资源量评价按照《地下水资源分类分级标准》(GB15218-94)重点对区域水文地质普查阶段的允许开采量和尚难利用的资源量进行评价,应将可采资源量和可有效开发利用资源量视为允许开采量的同义词。天然补给资源量是地下水可采资源量的保证条件,储存资源量表征地下水资源的调节能力。计算方法宜采用水均衡法和解析法,工作程度较高、资料系统丰富、评价对象拟作为大、中型供水水源地的可采用数值法。3.9数据库的建立西南岩溶石山地区地下水资源与生态环境地质空间数据库应是为该区地下水资源(可采资源量)评价和与地下水有关的生态环境地质评价服务的基础资料数据库,前期应实现已有资料的数据化,最终建立地下水资源动态变化和可采资源动态管理的空间数据库。数据库应按1:25万图幅划分并系统编号。按图幅进行管理,可使构成本区的全部图幅排列有序;把每个图幅的区别码加在图元编号前面,还可避免多幅图拼接