云南重點巖溶流域水文地質及環境地質調查成果評析

張 華，王 宇，張 貴

(云南省地質環境監測院，云南 昆明 650216)

0 引 言

為了查明云南巖溶流域水文地質條件、巖溶發育規律、巖溶水資源分布、開發技術條件及環境地質等問題，國家基金項目辦選擇了云南重點巖溶流域，開展了地下水開發利用示范工程，按流域編制巖溶水開發利用與石漠化綜合治理方案，建立云南重點巖溶流域水文地質環境地質空間數據庫和信息系統，為推進西南巖溶區解決干旱缺水和石漠化綜合治理，建設社會主義新農村提供地質科學依據和技術支撐。

十年來，項目以系統科學和現代巖溶學理論為指導，充分利用已有的水文地質資料及科研成果，應用“3S”技術進行水文地質及環境地質綜合調查。沿著巖溶流域巖溶水的補、徑、排過程，查明水文地質及環境地質條件，巖溶水賦存與運動特征，巖溶水的轉換關系及水力聯系，巖溶水的富集規律、水源地類型及開發技術條件、巖溶水資源。針對流域不同巖溶地質環境條件下，主要的巖溶水源地類型及開發技術條件，結合需水特點，依據環境地質學和生態學的原理，采用工程及生物技術，設計行之有效的巖溶水開發和石漠化綜合治理技術方案。選擇具有典型意義的巖溶流域，進行巖溶水有效開發和石漠化綜合治理示范。在此基礎上，編制巖溶水開發和石漠化綜合治理區劃，為政府編制石漠化綜合治理規劃提供技術依據。

1 工作方法及完成的工作量

1.1 調查方法組合

采用收集資料及二次開發利用、遙感解譯、地面調查、地質剖面測量、綜合物探、鉆探、地下水動態監測、示蹤試驗、樣品采取及分析鑒定、空間數據庫建設、綜合分析研究等方法開展調查工作。

開展1/5萬的水文地質調查，根據工作區的研究程度、水文地質條件的復雜情況，劃分為重點工作區和一般工作區。

重點工作區包括盆地底部平壩區及邊緣、巖溶槽谷底部平壩區及邊緣、重要的大泉、暗河系統分布區；以水文地質調查為主要技術手段，配合一定量的水文地質物探、鉆探、測試、試驗工作，進行重點、深入的剖析。

對一般工作區開展修編和草測，在充分收集與利用已有成果的基礎上，一般調查區以水文地質及生態環境地質調查為主要技術手段；采用路線調查的方式，進行補充調查和取樣、觀測工作。同時在條件較好的地方配合一定的物探、鉆探、測試工作；對前人水文地質調查時單元邊界條件不清楚的區段布置專題路線調查。

1.2 完成的主要工作量

2003～2012年共完成了11重點巖溶個流域的調查工作(見圖1)，完成的實物工作量見表1。

表1 完成實物工作量表

1.3 示范工程建設

共完成大泉束流調壓壅水開發1個，表層泉蓄引2個，暗河調蓄水庫1個，暗河天窗截壅1個，暗河天窗提水1個，探采結合示范井34個。

2 取得的主要成果

2.1 調查報告及數據庫

10年大調查完成了11個流域的報告、1個示范報告及圖件、數據庫。見表2。

2.2 理論研究

項目發表《瀘西小江流域巖溶水有效開發模式》、《瀘西小江流域水文地質特征及巖溶水有效開發利用》《杞麓湖泄水暗河淤塞的不良環境效應分析》等論文19篇，《巖溶找水與開發技術研究》《斷陷盆地巖溶水賦存規律》專著3本。

這些研究成果，大大提高了巖溶找水和開發的有效性，主要體現在以下幾個方面：

(1)通過巖溶水富集的水文地質特征研究，掌握了地貌、含水層組、地質構造等方面的富水特征，以及巖溶水富集的一般規律，建立了明確而具體的富水塊段圈定標志。

(2)從巖溶水勘查評價和開發的實踐需要出發，首先按巖溶含水層的埋藏分布、巖溶水出露狀態，將巖溶水源地劃分為天然出露的巖溶水源地及隱伏的巖溶水源地兩大類。然后再根據巖溶含水介質特征進一步將天然出露的巖溶水源地劃分為暗河、泉、表層泉三個亞類，將隱伏的巖溶水源地劃分為飽水帶富水塊段、表層帶富水塊段兩個亞類。研究評價了各個類型的巖溶水富集規律、動態特征、巖溶水資源、開發技術條件。

(3)建立了巖溶盆地流域“三水”轉化過程與水均衡的分析模式，揭示了巖溶水的可開采資源潛力。

(4)遵循勢能優先準則，根據巖溶盆地流域的地質環境和水文地質條件變化、巖溶水運動及富集規律，研究集成了巖溶盆地流域巖溶水有效開發模式，即：沿著流域巖溶水循環的全過程，在盆地外圍裸露型巖溶山地補給區，主要布置表層泉、泉流蓄引工程；在盆底周邊巖溶槽谷、峰叢洼地、巖溶臺地區，主要布置暗河、泉流引、提、堵工程與鑿井開采飽水帶和表層帶富水塊段相結合；在盆地底部沉積平壩區，以鑿井開采飽水帶富水塊段為主，與暗河、泉流引、提、堵等工程相結合；在盆地下游河谷區，主要是梯級筑壩建庫，建設梯級電站，開發豐富的水力資源。

(5)通過野外試驗研究，總結集成了一套針對不同類型水源地的，經濟、實用、有效的勘查技術方案，建立了地球物理探測數據的解釋參數和圖形標準，提高了解釋的定量化水平和精度，大大提高了巖溶找水的成功率。

(6)針對各類巖溶水源地的特征，采取不同的技術方法組合，通過實驗研究集成了有效的巖溶水開發技術方案。

在提交的研究成果中《巖溶大泉束流調壓壅水工程技術方案》獲得了國家發明專利保護；《云南省瀘西縣皮家寨巖溶水源地勘查及開發示范報告》獲得2007年國土資源部優秀地質找礦項目一等獎；《云南省巖溶水開發示范》獲得2009年度國土資源科學技術二等獎；《巖溶水有效開發技術方案研究》獲得2008年度云南省科學技術進步類三等獎。

表2 項目成果報告目錄表

2.4 社會經濟效益

實施的示范工程出水量71 508.72m3/d，解決85294人的生活用水，45800畝的旱地保苗用水。

為避免地下水資源開發和管理的盲目性，促進水資源管理科學化，為石漠化綜合治理，區域社會經濟發展規劃提供了科學依據。研究所取得的巖溶水有效探測技術方案和巖溶盆流域巖溶水有效開發模式[2]，為西南巖溶石山地區巖溶水的有效開發利用及石漠化綜合治理提供了樣板[3-4]。

2003年以來的一比五萬水文地質及環境地質調查成果，為云南抗旱確定鉆孔位提供了主要的地質和地下水資源依據。

3 存在問題

(1)所工作的范圍內大部分地區未開展過1∶5萬區域地質調查，在后期的資料整理中及報告編寫中，顯得基礎地質資料方面較為薄弱；前期工作按流域調查開展工作，部分地段為河谷區，人煙稀少，今后資料利用率不高；

(2)前期工作由于經費少，面積大，導致大泉暗河系統沒有進行深入的調查研究，比如示蹤試驗、洞穴調查，對大泉、暗河的管道延伸方向、巖溶發育特征沒有準確的定性；

(3)前期工作主要在滇東，而滇西還未安排項目，故滇西巖溶地區水文地質調查還是空白；

(4)遙感、地理信息系統、自動化監測、示蹤試驗等新技術新方法應用滯后。

4 建 議

(1)開展水文地質及環境地質調查工作時，應盡可能安排在已完成1∶5萬區域地質調查的區域。

(2)作為勘查示范的水文地質鉆孔，部分鉆孔由于沒有配套資金，導致未能開發利用，因此建立地質調查項目勘查示范配套工程長效機制，充分利用勘查鉆孔。

(3)建議開展云南省重要城市及重要集鎮的應急水源地調查與評價。開展云南省重要水源地(大泉、暗河)調查評價，主要調查系統邊界、水量、水質、動態變化、開發利用情況及規劃建議等。

(4)1∶5萬水文地質調查應安排在主要的城市、經濟發展快的地區及水資源需求較大的縣城、鄉鎮，查明地質環境條件、流域邊界、水文地質單元邊界條件及其水文地質特征，補給、徑流、排泄條件，循環過程及富集規律[5]，初步圈定水源地，分析評價其開發技術條件及脆弱性，系統地計算補給量、儲存量，初步評價允許開采量，并對擬建水源地的可行性作出論證，為區域開發利用規劃以及大、中型水源地開發的可行性提供水資源依據。

參 考 文 獻

[1]王宇，張貴，李麗輝等.巖溶找水與開發技術研究[M].北京：地質出版社，2007：1～2.

[2]王宇，袁道先，楊世瑜.瀘西小江流域巖溶水開發有效模式[J].中國巖溶.2005(4)：47～53.

[3]張貴，王宇，李燕等.云南“十五”水工環地質大調查成果豐碩[J].云南地質，2006，25(3)：269～275.

[4]王宇，張貴.瀘西小江流域水文地質特征及巖溶水有效開發利用[A].中國地質調查局.中國巖溶地下水與石漠化研究文集[C].南寧：廣西科學技術出版社，2003，189～196.

[5]王宇，李燕，譚繼中等.斷陷盆地巖溶水賦存規律研究[M].昆明：云南科技出版社，2003：1～4.