2016 年,中國地質調查局圍繞國土資源部履行地質災害防治和地質環境保護職能的要求,安排1∶5萬水文地質調查4.4萬km2,1∶5 萬地質災害調查2.1萬km2;建立數據采集、管理和服務一體化的地質災害信息系統與服務平臺;建立地下水信息系統與服務平臺。
建成全國地下水與地面沉降信息集成與共享平臺
建成全國地下水與地面沉降信息集成與共享平臺。系統以“水文地質調查”及“地面沉降調查”產生的非結構化數據為基礎數據源,在國產MAPGIS K9平臺上搭建總體框架,與“天地圖”網絡地理底圖無縫銜接,逐步實現對1∶20萬、1∶5萬等水文地質調查空間數據的管理與共享服務。進一步完善了地下水調查數據庫、地下水動態監測數據庫和地面沉降調查監測數據庫。
分兩批完成了全國范圍20世紀60年代至2014年的水文地質/地面沉降調查數據資料目錄匯集入庫,總計資料目錄為49079條;完成了北方主要平原(盆地)區內地下水調查及地面沉降調查監測領域有關成果全文、成果摘要及進展簡訊數據的目錄結構、模板編制及入庫工作量,累計完成上述成果資料檔案數據入庫40余份;完成了31個省(區、市)2013年以來的國家級地下水監測點入庫,入庫數據記錄總量包括:5000余國家級監測井的基本信息表,268000條長期監測記錄,每條數據記錄包含12個月的監測值;完成了地面沉降調查監測點基本信息入庫,包括GPS監測點142組、基巖標監測點2組,分層標監測點2組,基準站監測點5組,2014年-2015年度最新的地面沉降調查監測數據(含InSAR監測);完成了1∶5萬、1∶10萬、1∶20萬、1∶25萬、1∶50萬、1∶100萬標準分幅接圖表空間數據入庫,各比例尺圖幅分幅總數37857個;完成專業分區數據主要包括水文地質調查區(單元)、流域分區、地面沉降調查區等,總分區數268個。
地下水調查與監測長期積累的數據與研究成果,有效支撐服務了京津冀、長江經濟帶、海岸帶等地下水可持續開發利用規劃。
集成全國近10年來的地下水質調查信息,供環保部使用
集成評價全國近10年來的地下水污染調查信息,調查面積440萬km2,調查點12.2萬個,采集供水井樣品3.6萬組。基本掌握了我國區域地下水質量分布和污染狀況。地下水質量總體較好,分布仍然主要受控于自然形成條件。發現影響地下水質量的主要指標為鐵錳、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體、砷和氟等。地下水質量呈現硬化、鹽化、硝化、酸化及水化學類型多樣化變化特點。地下水污染形勢不容樂觀,污染源多,污染途徑復雜,局部污染嚴重,地下水污染分布與人類活動強度及土地利用類型密切相關。地下水污染主要類型為硝酸鹽污染、重金屬污染和微量有機污染。建立了調查評價數據庫系統,開展了“六尺度”編圖,構建了有機分析實驗室及遠程質量控制體系,集成了調查技術方法,為實施地下水污染防治規劃及水污染防治行動計劃“水十條”提供有效技術支撐。2016年4月,組織編寫了《污染場地調查情況專報》,已上報國土資源部。
設計集數據接收、處理、分析、成果發布功能于一體的地下水監測信息應用服務系統
開發的地下水監測數據接收與設備管理子系統采用移動物聯網平臺,地下水監測設備通過移動VPDN虛擬專網與信息系統連接,VPDN采用專用的網絡安全和通信協議,在移動網絡上建立相對安全的虛擬專網,從技術上根本解決了以往采用普通移動網絡方式傳輸監測數據時穩定性差、并發數量低等問題。
設計的地下水監測“私有云”平臺,依托云計算、大數據存儲和虛擬化技術高效、合理、按需使用計算、網絡、存儲設備等基礎設施資源,通過部署在國家地下水數據中心的云平臺,為本級和省級業務應用提供IT基礎設施資源。并在資源分配時,進行邏輯隔離,實現IT基礎設施資源共享的同時,在業務系統集群子系統之間實現互聯互通和協同工作。設計的地下水綜合分析子系統應用大數據分析、三維可視化和GIS技術,通過自動化、半自動化的三維地質建模,實現地下水鉆孔、地質模塊的三維可視化、分析、提取、信息生成等功能,通過水文地質方法體系集成實現地下水動態分析、動態求參、水量評價、地下水水質評價、水文地質問題分析預測等功能,方便業務人員綜合應用數據成果。
查明興凱湖平原北部邊界地下水系統循環特征,明確我國地下水的跨國關系
利用3S技術、物探技術、鉆探技術等多種現代試驗測試技術相互結合、相互驗證的方法查明了區內主要含水層—第四系含水層結構。在充分收集和分析已有鉆孔資料和地層剖面的基礎上,采用一線多用、一點多用、一孔多用的原則,首先采用電測深法對調查區開展了地面物探工作,之后為提高物探成果的準確性,利用已有和本次勘察布設的鉆孔消除了物探解譯中的多解性,最終查明調查區邊境跨國界主徑流帶的第四系含水層的分布、厚度、富水地段和主要控水構造。
實施京津冀、珠三角等地區主要含水層水質調查,為地下水污染防治規劃提供基礎數據
實施京津冀太行山前松散含水層、珠江三角洲松散沉積含水層等地區主要含水層水質調查,為區域地下水污染防治規劃提供基礎數據。通過動態監測、同位素技術、多元統計技術,分析了京津冀太行山前松散含水層硝酸鹽污染的來源,并定量分析了各種來源硝酸鹽的貢獻率,建立地下水硝酸鹽源解析技術,為地下水硝酸鹽防控提供了工作的方向。珠江三角洲松散沉積調查結果顯示,在丘陵邊緣及平原區地下水水質相對較差,在工業分布區三氮重污染水及無機常規指標的質量較差水所占比例遠高于生活區,重金屬無明顯變化;污染指標數量和污染程度較十年前有所降低。
建立地下水污染痕量、微量元素取樣測試、快速評價和質量控制體系
構建地下水調查多指標有機污染檢測快速分析新體系,包括地下水中54種揮發性有機污染物P&T-GC-MS分析方法,地下水中94種非極性、弱極性農藥GC-MS 分析方法,地下水中42種半揮發性GC-MS有機污染物,地水中44種極性農藥多殘留LC-MS-MS分析方法,地下水中110種半揮發性有機污染同時檢測分析方法。將有機污染檢測目標物從37項增至344項,大大提升了有機污染物檢測能力。
查明防城港地區水文地質條件勘探出優質紅層地下水水源地
根據含水層的水理性質,地下水的賦存條件和水力特征,工作區的地下水可劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水和基巖裂隙水三大類型。
防城港地區地下水資源量為73431.75×104m3/a,地下水可開采資源量為43993.25×104m3/a。
防城港地區地下水質量普遍較好,其中I至III類地下水占80.8%;IV類地下水占15.2%;V類地下水占4%。超標水質主要分布在那梭鎮以東、華石鎮以西,即防城江上游東西流向的支流附近和防城江東岸、欽南南部地區以及江平、龍門部分沿海地區。
在廣西壯族自治區東興市和防城港市港口區之間江平盆地,勘探出優質紅層地下水水源地。探明芋蒙坑至江平一帶,主要為侏羅系上部碎屑巖裂隙孔隙潛水含水層和侏羅系下部裂隙承壓水含水層組成的雙層含水層結構。這一紅層盆地找水突破可保障當地缺水區5000人以上的飲水安全。同時,防城港市是“一帶一路”國家合作重要邊境城市之一,該地區找水的重大突破,將為地方經濟建設提供水資源保障。
沂蒙山區水文地質調查精準找水落實精準扶貧
厘定了工作區5類含水巖組,進行了3級富水性劃分,對4個四級地下水系統進行了9個五級地下水系統劃分,并查清了系統邊界、補徑排規律和動態變化特征;進行了斷裂構造水文地質性質分析,發現壓扭性斷裂以阻水為主,在兩盤巖性差異顯著并垂向差異升降強烈情況下,可形成導匯水通道。
在沂沭河源頭區分析并圈畫了地下水富集帶21處,允許開采量達80000m3/d,水質均達到Ⅲ類水以上標準,以HCO3˙SO4-Ca˙Mg和HCO3˙SO4—Ca為主,可有效解決5萬人飲用水問題,為地下水科學開發規劃與產業布局提供了依據。
圈定了富鍶礦泉水分布范圍。查明工作區內富集的礦泉水以鍶型為主、偏硅酸性次之。在車場發現鋰含量達到礦泉水標準的地下水,并圈定了7處富鍶礦泉水水源地,初步估算每年可利用資源量405×104m3,可帶來產值20多億元。
水文地質測繪與地球物理勘查深度融合,通過精準找水落實精準扶貧,在婁家鋪子、池埠、毫山、北官莊、三寶官莊、石樓、四官旺、侯家官莊、計寶峪、荷花池、黃土泉、車場等成功實施探采結合示范井16眼,合計進尺2300余m,涌水量達約17800m3/d,為西里鎮、魯村鎮集中供水提供了飲用水水源,解決了4.4萬余人飲用水困難。
對工作區內3個層位6個典型洞穴進行了探測,長度達約1470m。繪制的洞穴系列圖件以科普的形式反映了洞穴成因、演化。沂源縣宏洲旅游開發有限公司利用該系列圖件進行了洞穴景觀設計,導游圖優化和洞穴四維展示。
湖南省新田縣扶貧區發現極具開發價值富鍶地下水,建立了巖溶地區精準脫貧新模式
發現新田縣富鍶地下水異常區多達58處,其中,機民井涌水總量為3860m3/d,泉水流量為55.2L/s。經初步分析,其資源量可觀,極具開發價值,可為當地開發礦泉水產業和特色農業,實現精準扶貧,打下堅實基礎。
地下水中鍶富集的地質環境:新田縣富鍶地下水的鍶元素含量大于200ug/L的地下水主要賦存于泥盆系佘天橋組(D3s)地層,超過50處;個別賦存于泥盆系棋子橋組(D3q)地層或地層接觸帶。富鍶地下水中鍶含量最低值為200ug/L,最高值為7340ug/L,平均值為1117ug/L。可作為優質礦泉水開發。
新田縣富鍶地下水的出露類型:根據調查,新田縣富鍶地下水的揭露方式有人工揭露和天然出露,人工揭露稍多于天然出露。
佘天橋(D3s)含水巖組富鍶特征及其地下水化學特征:佘天橋(D3s)含水巖組的巖性為中薄層淺灰色泥灰巖、泥質灰巖夾灰巖,灰巖夾層有3層,這些灰巖夾層是佘天橋(D3s)含水巖組的主要富鍶巖層。35號取樣點,巖石鍶元素含量最高,其值為838ug/L;次為33號取樣點,巖石鍶元素含量為740ug/L。初步分析,佘天橋(D3s)組下段、中段的灰巖夾層為地下水中鍶元素的主要來源。
富鍶地下水的水文地球化學特征:新田富鍶地下水的pH值最小為7.03,最大為8.41,平均值為7.40,屬于弱堿性水;溶解性總固體最小值為141.15mg/L,最大值為975.79 mg/L,平均值為415.17 mg/L,屬于淡水;總硬度最小值為120.46 mg/L,最大值為792.31 mg/L,平均值為321.15 mg/L,多屬于弱硬水-硬水,地下水類型以HCO3-Ca型為主。
巴丹吉林沙漠水文地質調查建立了沙漠南部地下水循環模式
初步提出了地下水及湖泊水的補給來源,建立了巴丹吉林沙漠南部地下水循環模式。
巴丹吉林沙漠地下水補給來源,從巴丹吉林沙漠外圍山區地下水、沙漠地下水和沙漠湖泊的δ18O-δD關系圖可見:①巴丹吉林沙漠外圍山區地下水均落到全球降水線附近,來源于山區降水補給。②巴丹吉林沙漠地下水和湖泊水均落到斜率為3.95的蒸發線上,蒸發線與全球降水線的交點落到山區地下水所在區域,說明沙漠地下水和湖水的最終補給來源均為周邊山區降水;沙漠區地下水在補給過程中經歷了蒸發作用。③沙漠湖泊水落在蒸發線的末端,接受沙漠地下水的補給,是在地表進一步蒸發作用的結果。
初步總結提出了沙漠南部地下水循環模式。沙漠區地下水補給以季節性補給為主,補給來源主要有二:一為當地大氣降水經沙丘入滲補給;二為洪水期出山洪流補給和山前斜坡區的潛流補給。區域地下水徑流主要由南東向北西徑流。地下水排泄主要由三個方式:一是當地降水經沙丘向下入滲在丘間洼地邊緣以泄流的形式向湖泊排泄;二是來自山前的地下水在丘間洼地邊緣以泉的形式(下降泉或上升泉)向湖泊排泄;三是在丘間洼地中以蒸發形式排泄。根據S02和S03鉆孔揭露,第四系下伏基巖的含水性甚差,對沙漠地下水幾無補給,尚需進一步論證。
晉東大型煤炭基地發現多處巖溶水強富水區
發現了多處巖溶水的富水區段和強徑流帶,重新劃分了三姑泉域邊界。對區域巖溶水賦存規律有了新的認識,為能源基地的可持續發展提供了新的供水水源保障及水害防治依據。
發現泉域北邊界奧陶系巖溶水強富水區。在泉域原北邊界附近的莊頭斷裂、永錄斷裂、高平以北晉獲褶斷帶附近巖溶水富水性很強,具有構造控水的特征。K5和Y1的換算涌水量達到了2000m3/d和14000m3/d(8吋口徑,10m降深)。同時,許家、永錄等井孔的抽水試驗也印證了泉域原北邊界附近斷裂影響帶巖溶水富水性極強,顛覆了以往認為泉域邊界附近富水性較弱,地下水徑流滯緩的認知。
發現泉域東部邊界寒武系巖溶水強富水區。豐富了對寒武系張夏組富水性的認識。在泉域東部灰巖裸露區(補給區)打出富水性強(換算涌水量達到了2500m3/d)的水井,有效地解決了當地缺水問題。發現寒武系張夏組巖溶水呈構造脈狀分布,在有效的構造部位會形成強富水區。改變了原來認為本區寒武系巖溶含水層富水較弱的觀點。
發現了泉域北部邊界向北移動。對北部邊界進行了重新界定,由于受到區內巖溶水開采的襲奪,地下水流場已經發生了改變,泉域邊界已由前人認定的地表分水嶺向北移動,現在的北邊界在晉獲斷裂帶和莊頭斷層的交匯處北側。
鄂爾多斯盆地地下水調查服務西北生態文明建設
生態水文地質試點調查與評價工作,確定了不同植被群落及對地下水的依賴程度,為地下水合理開發利用和植被生態環境保護提供了基礎依據。探索編制了一系列1∶5萬標準圖幅生態水文地質圖,評價了不同區域植被對地下水的依賴程度,為植被生態保護和地下水合理開發利用提供了直觀實用的生態水文地質調查成果表達產品,為類似地區開展生態水文地質編圖研究提供了技術參考。初步形成了一套西北干旱半干旱地區急需的生態水文地質調查研究技術方法體系,促進了生態水文地質調查和研究工作的規范化,為干旱半干旱區,特別是鄂爾多斯盆地能源基地開發、地下水合理開發利用和生態文明建設提供了科學依據。
采用RTK測量技術,精細刻畫水動力場,滿足項目精細劃分地下水系統、準確查明三維流場結構的研究需要;采用Packers分層抽水取樣試驗及同位素技術等方法,獲取準確的含水層非均質結構、水位、年齡、水質等分層數據,提高區域水流系統模擬的仿真度,更深刻認識區域地下水流系統形成演化機制。引進荷蘭EK手工鉆、澳大利亞科力手持震動式土壤鉆及美國紹爾單人背包鉆用于土壤、包氣帶結構的調查研究,摸索建立了一套聯合使用多種鉆具開展不同包氣帶結構調查的技術方法體系。積極引進使用無人機低空探測,通過多源、多尺度遙感解譯,開展湖泊、地表生態植被調查監測工作。
編輯:李姝樂