西南岩溶地區地下水開發

西南岩溶地區水資源特點

西南岩溶地區包括雲南、貴州、廣西、湖南、四川、重慶、湖北、廣東8個省(區、市)。岩溶面積78萬km2。

西南岩溶地區地下水開發

中國岩溶分佈

西南岩溶區乾旱缺水嚴重,居民生活和經濟發展缺乏水資源保障,西南岩溶區岩溶發育強烈,地表水漏失嚴重,導致乾旱缺水。旱災頻率為15。87-35。35%,是區域經濟社會發展的最大障礙。目前西南岩溶區還有缺水人口1700萬,國家級貧困縣130多個。

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西南岩溶分佈

西南特大旱災:

2009年秋至現在,西南地區持續發生嚴重乾旱,僅雲南、貴州和廣西有1900多萬人飲水困難,1億多畝耕地受旱,直接經濟損失 250多億元。

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嚴重缺水

水土流失導致石漠化日趨嚴重,綜合整治勢在必行,西南岩溶地區石漠化年平均增長率為 2。1%。

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沙漠化嚴重

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中國三級階梯地形地貌

地下水水質惡化,需要加以保護 。近20年來,有30%的地下河水質變差;岩溶地下水深埋於地下,汙染具有隱蔽性,處理難度大。

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河流水質變差

西南地區岩溶管道堵塞,窪地排洪能力不足,岩溶內澇成為農村經濟發展的制約因素。

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岩溶管道堵塞

西南地區地表水系不發育,淺部涵水調節能力差。短期無雨,則形成地表乾旱;雨季降水量稍大,因排水不暢,岩溶窪地很快積水成災。

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西南地區水資源空間分佈不均衡,具有高度不均勻性。地表水主要分佈於極少數大江、大河中,無法解決區域性供水問題;地下含水介質則以溶洞、管道和溶蝕孔隙為主。

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水資源空間分佈

西南地區地下水埋藏深,動態變幅大,開發利用難度大。岩溶地下水的水位變幅可達數十~數百m,流量變幅達數十~數百倍,屬極不穩定型動態變化。

西南岩溶地區地下水開發

西南地區天然水資源量大,開發利用率低。岩溶水資源允許開採量614×108m3/a。有資料記錄的地下河2763條,總長度13493千米,枯季總流量1440m3/s(454億方/年),相當於一條黃河。岩溶水資源開發利用率為15% 。

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西南岩溶地區水文地質環境地質調查

本次岩溶水文地質環境地質調查專案週期為2003—2011年,共設立了80個工作專案,包括四方面:(1)1/5萬水文地質環境地質調查:44項;(2)地下水開發利用與環境治理示範:13項;(3)地下水動態監測:3項;(4)綜合研究:20項。 面上工作覆蓋了西南8省(區、市),1:5萬水文地質綜合調查選擇了77個典型岩溶流域。

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本次調查完成1:5萬水文地質環境地質調查20萬平方千米。主要查明瞭岩溶地質條件與發育規律;岩溶水資源分佈規律、控制因素與開發潛力;岩溶水開發利用條件;生態環境條件及其與水資源關係。

找水新突破

2009-2011年,國土資源部組織抗旱找水打井突擊行動,在西南地區利用先進技術勘探成井2348眼,解決了520萬人飲水困難。該區的水文地質調查成果起到了重要作用,80%以上為岩溶地下水,地下河水資源開發也發揮了重要作用。

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岩溶地下水開發利用

針對不同型別區開發條件,因地制宜,採取堵洞蓄水、暗河截流、大泉壅水、鑽井、大口井、斜井等多種方式,開展了岩溶地下水開發利用與生態環境綜合治理示範,取得了明顯的社會效應與經濟效益。

攔截地下河形成地下調節水庫5座,地表溶窪成庫2處,鑽探成井300多眼,表層岩溶水調蓄20餘處,開挖淺井50多口,解決了100多萬人飲用水、50萬多畝耕地的灌溉用水問題。

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岩溶水開發利用示意圖

三類示範工程:

(1)地下河(大泉)供水示範工程,採取引、提、堵、蓄、鑿等方式,開發地下河水作為供水水源,解決嚴重乾旱缺水問題;

(2)機井示範工程,尋找蓄水構造,探採結合,打井供水;

(3)生態環境綜合整治示範工程,將地表和地下水系統作為一個整體,透過農業結構調整、水土流失防治、石漠化治理和生態恢復,建立水資源有效開發利用與保護最佳化模式。

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雲南省斷陷盆地型別區岩溶地下水開發

在瀘西盆地邊緣建成了皮家寨岩溶大泉束流調壓壅水開發示範工程,允許開採量6萬m3/d。解決了25660人的飲水困難和36000畝耕地的灌溉用水問題。其中 岩溶大泉束流調壓壅水工程技術方案,獲得了國家發明專利。

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瀘西盆地邊緣示範工程

貴州省巨木地下河岩溶水開發示範工程中,在地下河出口處築壩攔蓄地下水成庫,庫容239。2萬立方米地下水庫、300立方米的高位蓄水池、水輪泵站。

①解決了區內5000餘人和10000餘頭大牲畜的飲水、緩解了6000餘畝農田缺水灌溉。

②經濟效益:水稻平均增收150kg/畝、總增收水稻90。0萬公斤/年、油菜增產8。82萬公斤/年,實現經濟收入166。05 萬元/年。

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巨木地下河岩溶水開發

廣西平果縣果化表層岩溶水開發與生態恢復示範工程,利用高位表層岩溶帶泉採取蓄—引的技術方法進行重點開發示範,興建地間水櫃,安裝有噴灌、滴灌、繞灌三位為一體的灌溉系統,保證了作物的高產穩產。 建立了峰叢岩溶區立體生態農業模式和石漠化地區名特優果樹早實豐產栽培與集約型管理示範基地。

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表層岩溶水開發與生態恢復示範工程

貴州隱伏岩溶區的找水勘探取得了新的突破。在玄武岩覆蓋層之下的茅口組發現了古岩溶風化殼含水層,赫章縣媽姑鎮勘探孔單井湧水量達507m3/d~887 m3/d,可保障約2萬人的飲水安全,為同類岩溶區尋找水源提供了方向。

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隱伏岩溶區的找水勘探

結 語

選擇西南岩溶區水文地質和環境地質典型問題開展綜合研究,為水資源開發利用和生態環境綜合治理提供了依據。

西南岩溶地區地下水開發

建成了“桂林海洋-寨底地下河系統野外試驗基地” ,在地下河系統結構與地下水流動規律研究方面取得了新進展。

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西南岩溶地區水文地質環境地質資訊系統

初步建立了具有輸入、編輯、查詢、空間分析、輸出等多項功能的西南岩溶地區水文地質環境地質資訊系統。