云南重点岩溶流域水文地质及环境地质调查成果评析

张 华，王 宇，张 贵

(云南省地质环境监测院，云南 昆明 650216)

0 引 言

为了查明云南岩溶流域水文地质条件、岩溶发育规律、岩溶水资源分布、开发技术条件及环境地质等问题，国家基金项目办选择了云南重点岩溶流域，开展了地下水开发利用示范工程，按流域编制岩溶水开发利用与石漠化综合治理方案，建立云南重点岩溶流域水文地质环境地质空间数据库和信息系统，为推进西南岩溶区解决干旱缺水和石漠化综合治理，建设社会主义新农村提供地质科学依据和技术支撑。

十年来，项目以系统科学和现代岩溶学理论为指导，充分利用已有的水文地质资料及科研成果，应用“3S”技术进行水文地质及环境地质综合调查。沿着岩溶流域岩溶水的补、径、排过程，查明水文地质及环境地质条件，岩溶水赋存与运动特征，岩溶水的转换关系及水力联系，岩溶水的富集规律、水源地类型及开发技术条件、岩溶水资源。针对流域不同岩溶地质环境条件下，主要的岩溶水源地类型及开发技术条件，结合需水特点，依据环境地质学和生态学的原理，采用工程及生物技术，设计行之有效的岩溶水开发和石漠化综合治理技术方案。选择具有典型意义的岩溶流域，进行岩溶水有效开发和石漠化综合治理示范。在此基础上，编制岩溶水开发和石漠化综合治理区划，为政府编制石漠化综合治理规划提供技术依据。

1 工作方法及完成的工作量

1.1 调查方法组合

采用收集资料及二次开发利用、遥感解译、地面调查、地质剖面测量、综合物探、钻探、地下水动态监测、示踪试验、样品采取及分析鉴定、空间数据库建设、综合分析研究等方法开展调查工作。

开展1/5万的水文地质调查，根据工作区的研究程度、水文地质条件的复杂情况，划分为重点工作区和一般工作区。

重点工作区包括盆地底部平坝区及边缘、岩溶槽谷底部平坝区及边缘、重要的大泉、暗河系统分布区；以水文地质调查为主要技术手段，配合一定量的水文地质物探、钻探、测试、试验工作，进行重点、深入的剖析。

对一般工作区开展修编和草测，在充分收集与利用已有成果的基础上，一般调查区以水文地质及生态环境地质调查为主要技术手段；采用路线调查的方式，进行补充调查和取样、观测工作。同时在条件较好的地方配合一定的物探、钻探、测试工作；对前人水文地质调查时单元边界条件不清楚的区段布置专题路线调查。

1.2 完成的主要工作量

2003～2012年共完成了11重点岩溶个流域的调查工作(见图1)，完成的实物工作量见表1。

表1 完成实物工作量表

1.3 示范工程建设

共完成大泉束流调压壅水开发1个，表层泉蓄引2个，暗河调蓄水库1个，暗河天窗截壅1个，暗河天窗提水1个，探采结合示范井34个。

2 取得的主要成果

2.1 调查报告及数据库

10年大调查完成了11个流域的报告、1个示范报告及图件、数据库。见表2。

2.2 理论研究

项目发表《泸西小江流域岩溶水有效开发模式》、《泸西小江流域水文地质特征及岩溶水有效开发利用》《杞麓湖泄水暗河淤塞的不良环境效应分析》等论文19篇，《岩溶找水与开发技术研究》《断陷盆地岩溶水赋存规律》专著3本。

这些研究成果，大大提高了岩溶找水和开发的有效性，主要体现在以下几个方面：

(1)通过岩溶水富集的水文地质特征研究，掌握了地貌、含水层组、地质构造等方面的富水特征，以及岩溶水富集的一般规律，建立了明确而具体的富水块段圈定标志。

(2)从岩溶水勘查评价和开发的实践需要出发，首先按岩溶含水层的埋藏分布、岩溶水出露状态，将岩溶水源地划分为天然出露的岩溶水源地及隐伏的岩溶水源地两大类。然后再根据岩溶含水介质特征进一步将天然出露的岩溶水源地划分为暗河、泉、表层泉三个亚类，将隐伏的岩溶水源地划分为饱水带富水块段、表层带富水块段两个亚类。研究评价了各个类型的岩溶水富集规律、动态特征、岩溶水资源、开发技术条件。

(3)建立了岩溶盆地流域“三水”转化过程与水均衡的分析模式，揭示了岩溶水的可开采资源潜力。

(4)遵循势能优先准则，根据岩溶盆地流域的地质环境和水文地质条件变化、岩溶水运动及富集规律，研究集成了岩溶盆地流域岩溶水有效开发模式，即：沿着流域岩溶水循环的全过程，在盆地外围裸露型岩溶山地补给区，主要布置表层泉、泉流蓄引工程；在盆底周边岩溶槽谷、峰丛洼地、岩溶台地区，主要布置暗河、泉流引、提、堵工程与凿井开采饱水带和表层带富水块段相结合；在盆地底部沉积平坝区，以凿井开采饱水带富水块段为主，与暗河、泉流引、提、堵等工程相结合；在盆地下游河谷区，主要是梯级筑坝建库，建设梯级电站，开发丰富的水力资源。

(5)通过野外试验研究，总结集成了一套针对不同类型水源地的，经济、实用、有效的勘查技术方案，建立了地球物理探测数据的解释参数和图形标准，提高了解释的定量化水平和精度，大大提高了岩溶找水的成功率。

(6)针对各类岩溶水源地的特征，采取不同的技术方法组合，通过实验研究集成了有效的岩溶水开发技术方案。

在提交的研究成果中《岩溶大泉束流调压壅水工程技术方案》获得了国家发明专利保护；《云南省泸西县皮家寨岩溶水源地勘查及开发示范报告》获得2007年国土资源部优秀地质找矿项目一等奖；《云南省岩溶水开发示范》获得2009年度国土资源科学技术二等奖；《岩溶水有效开发技术方案研究》获得2008年度云南省科学技术进步类三等奖。

表2 项目成果报告目录表

2.4 社会经济效益

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

为避免地下水资源开发和管理的盲目性，促进水资源管理科学化，为石漠化综合治理，区域社会经济发展规划提供了科学依据。研究所取得的岩溶水有效探测技术方案和岩溶盆流域岩溶水有效开发模式[2]，为西南岩溶石山地区岩溶水的有效开发利用及石漠化综合治理提供了样板[3-4]。

2003年以来的一比五万水文地质及环境地质调查成果，为云南抗旱确定钻孔位提供了主要的地质和地下水资源依据。

3 存在问题

(1)所工作的范围内大部分地区未开展过1∶5万区域地质调查，在后期的资料整理中及报告编写中，显得基础地质资料方面较为薄弱；前期工作按流域调查开展工作，部分地段为河谷区，人烟稀少，今后资料利用率不高；

(2)前期工作由于经费少，面积大，导致大泉暗河系统没有进行深入的调查研究，比如示踪试验、洞穴调查，对大泉、暗河的管道延伸方向、岩溶发育特征没有准确的定性；

(3)前期工作主要在滇东，而滇西还未安排项目，故滇西岩溶地区水文地质调查还是空白；

(4)遥感、地理信息系统、自动化监测、示踪试验等新技术新方法应用滞后。

4 建 议

(1)开展水文地质及环境地质调查工作时，应尽可能安排在已完成1∶5万区域地质调查的区域。

(2)作为勘查示范的水文地质钻孔，部分钻孔由于没有配套资金，导致未能开发利用，因此建立地质调查项目勘查示范配套工程长效机制，充分利用勘查钻孔。

(3)建议开展云南省重要城市及重要集镇的应急水源地调查与评价。开展云南省重要水源地(大泉、暗河)调查评价，主要调查系统边界、水量、水质、动态变化、开发利用情况及规划建议等。

(4)1∶5万水文地质调查应安排在主要的城市、经济发展快的地区及水资源需求较大的县城、乡镇，查明地质环境条件、流域边界、水文地质单元边界条件及其水文地质特征，补给、径流、排泄条件，循环过程及富集规律[5]，初步圈定水源地，分析评价其开发技术条件及脆弱性，系统地计算补给量、储存量，初步评价允许开采量，并对拟建水源地的可行性作出论证，为区域开发利用规划以及大、中型水源地开发的可行性提供水资源依据。

参 考 文 献

[1]王宇，张贵，李丽辉等.岩溶找水与开发技术研究[M].北京：地质出版社，2007：1～2.

[2]王宇，袁道先，杨世瑜.泸西小江流域岩溶水开发有效模式[J].中国岩溶.2005(4)：47～53.

[3]张贵，王宇，李燕等.云南“十五”水工环地质大调查成果丰硕[J].云南地质，2006，25(3)：269～275.

[4]王宇，张贵.泸西小江流域水文地质特征及岩溶水有效开发利用[A].中国地质调查局.中国岩溶地下水与石漠化研究文集[C].南宁：广西科学技术出版社，2003，189～196.

[5]王宇，李燕，谭继中等.断陷盆地岩溶水赋存规律研究[M].昆明：云南科技出版社，2003：1～4.