理论教育 中国西部地下水开发利用情况

中国西部地下水开发利用情况

时间:2023-10-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)控制地下水资源的气候条件及地质构造因素1.气候条件云南省地下水的赋藏情况,受自然条件控制,在省域范围内有着很大的差异性。云南立体性气候条件,也使地下水补给情况有差异。在雨季时地下水的补给量占全年地下水资源量的70%~80%。不同水文地区的水资源情况也是有所不同的,云南省水文地质分区见表3-46。盆地内基岩地下水一般较丰富,多具有承压性质。盆地地下水埋深情况见表3

中国西部地下水开发利用情况

(一)控制地下水资源的气候条件及地质构造因素

1.气候条件

云南省地下水的赋藏情况,受自然条件控制,在省域范围内有着很大的差异性。从气候条件上划分:600m 高程以下属于热带气候,雨量1000~1700mm。600~1500m 高程为亚热带气候,其中,楚雄大理、昭通等地,高程在1000~1500m,年降雨量在750mm 以下,年总蒸发量为年降雨量的5 倍以上,大气和土壤都较干旱;其他地区则为亚热带半湿润和湿润气候,年降水量在700~1500mm 之间。高程3000m 以上属寒温带气候,年降水量为650~1500mm,蒸发量不大。云南立体性气候条件,也使地下水补给情况有差异。

云南省内气候特征是:绝大部分地区的四季是不显著的,但一年中的旱季(11月至次年4月)和湿季(5~10月)的区别是极为明显的。湿季的雨量约为旱季的9 倍,湿季降雨天数为旱季的4 倍多。北纬25°以南,全年没有冬季,最低月平均气温为17.4 ℃;北纬25°以北地区,全年没有夏季,最高月平均气温12.9 ℃。全省年平均气温15~22.2 ℃,最高气温出现在4~5月,6~8月由于降雨多,所以气温并不是最高的。

雨季时地下水的补给量占全年地下水资源量的70%~80%。

2.地质构造因素

云南地层自元古界至新生界均有分布。中、下元古界,分布于滇西、滇中,为地槽型沉积,以碎屑岩建造、火山岩建造为主,夹碳酸盐岩建造,经强烈褶皱变质形成不同的变质岩。上元占界震旦系,分布于中、东部地区,以地台型海相碳酸盐岩沉积为主,未经变质;零星分布于屏边,中甸、潞西一带为地槽型沉积、细碎屑复理式建造,具有浅—中深变质岩。

占生界以海相碳酸盐岩为主,夹少量碎屑岩及火岗岩,广泛分布于全省各地。

中生界在全省广为分布。底部为碳酸盐岩夹碎屑岩;下部为海相碎屑岩夹火山岩;中、上部为陆内河湖相沉积,红色建造和含盐建造。

第三系分布于互不相连的200 多个大小不一的盆地中,全为陆相沉积。下部为类磨拉石建造、红色建造及含盐建造,上部为河湖相含煤建造。

第四系堆积层发育,分布广泛,但十分零星。其沉积类型众多,有湖盆、冰川、河流、洞穴、火山、残坡积、冲积、洪积、泥石流、重力、钙华堆积等等,其中湖盆沉积分布于全省大多数较大盆地中,厚度亦较大,为河湖、沼泽相砾石、砂、粘土、褐煤或泥炭。

云南地质构造十分复杂,不同部分曾经历了曲折复杂的过程,按其特征可划分为5 个一级构造单元,11 个二级构造单元;它们是:

Ⅰ扬子准地台(Ⅰ1 丽江台缘褶皱带,Ⅰ2 川滇台背斜,Ⅰ3 滇东台褶带);Ⅱ华南褶皱系(Ⅱ1 滇东南褶皱带);Ⅲ松潘甘孜褶皱带(Ⅲ1 中甸褶皱带);Ⅳ唐古拉—昌都—兰坪—思茅褶皱系[Ⅳ1 兰坪—思茅褶皱带(凹陷),Ⅳ2 云岭褶皱带,Ⅳ3 墨江—绿春褶皱带];Ⅴ—冈底斯—念青唐古拉褶皱系(Ⅴ1 舒伯拉岭—高黎贡山褶皱带,Ⅴ2 福贡—镇康褶皱带,Ⅴ3 昌宁—孟连褶皱带)。云南众多的深、大断裂,长期控制着云南地壳的演化和发展,新构造时期强烈活动,使云南成为强烈地震活动、热矿泉活跃的地区之一。

云南仅滇中红色高原及一些巨大花岗岩岩基分布区无碳酸盐岩。碳酸岩盐较集中成片分布于滇东、滇西北,以及滇西保山—沧源一带;其余地区碳酸盐岩面积均小于当地总面积的30%。这3 个地区共包括了60 个县(市),云南省岩溶水文地质分区见图3-27。

图3-27 云南岩溶水文地质分区略图

云南不同的地质构造单元,以不同的构造形式和活动特征,控制着岩溶发育演化的方向和强度,从而形成了不同特性的岩溶水系统结构,成为对岩溶水的形成、运移和富集起决定作用的基本因素。

受地质构造条件控制,云南省水文地质条件可作二级区划。不同水文地区的水资源情况也是有所不同的,云南省水文地质分区见表3-46。

表3-46 云南省水文地质分区一览表

3.含水层概况

云南省内各种岩类发育齐全,按地下水的赋存形式,可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水三大类型。孔隙水赋存于第四系、上第三系松散岩类孔隙中,松散地层主要分布于山间盆地、河谷两岸及山麓边缘,面积1.93万km2,占全省面积的4.9%。除大气降水补给外,与邻接含水层及河水也有水力上的联系。全省孔隙水资源为25.63亿m3/年,占地下水资源的3.45%。年平均产水量为13.28万m3/km2。裂隙水赋存和运移于碎屑岩、变质岩、岩浆岩裂隙中。碎屑岩类集中分布于滇中大姚—新平与滇西维西—思茅地区,其余地区呈条带状散布;变质岩类以滇西高黎贡山变质岩带、澜沧江变质岩带、哀牢山变质岩带和滇中的石屏—易门变质岩带为主;岩浆岩类以临沧腾冲、贡山、维西地区的花岗岩和滇东北、丽江地区的玄武岩为代表。上述三者总面积为26.38万km2,占全省面积的68.04%。全省裂隙水资源为371.33 亿m3/年,占地下水资源的49.99%。年平均产水量为13.85万m3/km2。省内碳酸岩类集中分布于滇东、及滇西中甸—大理、保山—耿马地区,面积11.09万km2,占全省面积的28.14%。多呈片状分布,大气降雨是其主要补给来源,补给条件较其他岩类优越,以泉、暗河为主要排泄方式,盆地边缘、河谷地带露头众多,是主要供水的含水层。富水性不均一是岩溶水的基本特点。全省岩溶水资源为345.78亿m3/年,占地下水资源的38.22%。年平均产水量为36.96 万m3/km2,富水性居其他岩类之首。各含水层富水性见表3-47。

表3-47 各含水岩组富水性统计表

续表

注 1.有“△”者为比拟推测有此等级富水性级,但无具体数据。
2.有“”者为无此级次的富水性。

云南省有较多断陷盆地发育,由于盆地上有第三系及第四系地层覆盖,所以盆地下部基岩中地下水主要受控于盆地边缘山区的补给径流条件。盆地外围山区为地下水补给区,地下水位变化大,山麓或流经盆地的河流以及邻近湖泊,常为地下水的排泄区,在溶蚀成因为主的盆地,活跃的地下径流(特别是岩溶水)也有渗流于盆地下部的断裂带或发育的岩溶通道,再向上覆第三系和第四系地层产生较多的越流补给。盆地内基岩地下水一般较丰富,多具有承压性质。盆地地下水埋深情况见表3-48。

表3-48 云南各盆地基岩含水组合地下水埋深简表(www.daowen.com)

注 有“+”符号为承压水头,无“+”符号为水位埋深。

(二)云南省岩溶水资源开发利用情况

1.基本情况

云南省孔隙性地下水资源量不多,约有25.63 亿m3/年,只局部少量开发。裂隙性地下水资源量最大,达371.33 亿m3/年,由于开采难度大,相对富水程度比岩溶水富集带低,因而开发程度也不大。目前,云南省地下水资源开发方面主要是开发岩溶水资源。20世纪50年代中期,在云南省丘北县的六郎洞地下暗河,利用多年平均流量23.3m3,洞口修建地下坝,使暗河水位抬高15m,形成地下水库,通过3km隧洞,引水至南盘江边,取得109m水头,早期已有装机容量2.5 万kW,后期可扩大为3 万kW。这是云南省较早大规模开发岩溶暗河水发电的成功实例。

云南省有60个县(市)被划分为岩溶县(市),这些县(市)的岩溶面积占该县(市)总面积的30%以上。岩溶分布面积率在80%以上的有蒙自、罗平、个旧、马关、文山、开远、陆良、沪西等8个县(市);60%~80%的有西畴、曲靖、威信、富源、保山、砚山、镇雄、弥勒、施甸、屏边等10 个县(市);40%~60%的有嵩明、华坪、师宗、耿马、宣威、永德、镇康、鲁甸、澄江、彝良、建水、通海、盐津、宣良、麻栗坡、大关、巧家、石林(原为路南)丘北、江川、富民、会泽、寻甸昆明昭通、中甸、广南等27 个县(市);30%~40%的有马龙、维西、鹤庆、玉溪、永善、禄劝、沧源、丽江、华宁、河口、易门、富宁、德钦、呈贡、宁蒗等15 个县(市)。其中,有31个县原被列为国家公布的贫困县。

目前,这些贫困县水资源多没有很好开发利用,其基本情况是:

(1)仍然以开发利用地表水为主。利用方式为开渠引水,直接引江、河水用于农田灌溉;建提水站从江河、湖水提水灌溉;建库建坝拦蓄地表水流灌溉和供水。这些水利工程设施提高了水资源利用率,提高了农业水利化程度,取得了明显的经济效益。但是这些设施往往存在或多或少的问题,主要是工程设施不完善、不配套、水库来水不足或有渗漏等问题存在,影响了工程效益。

(2)地下水开发利用仍然处于初步阶段。60 个岩溶县虽然均广泛地开发利用地下水,但开发利用的方式单一,以引泉为主;除个别市(县)外,开发利用的规模小,供水量有限。盆地河谷地区、经济较发达地区地下水资源的开发利用程度相对较高,供水目标以城镇生活、工业用水为主,农业用水的比例较小。经济欠发达的地区及山区、半山区,岩溶地下水的开发利用程度更低,一部分农业用水、工业用水及生活用水仍未解决,农村人蓄饮用水困难大多未能解决好。总体而言,地下水的开发利用具有较大的潜力。

岩溶县水资源开发利用现状比全省平均水平低,总需水量和现有供水量相比,缺水很大,并以农业用水最为缺乏,其次为城镇生活用水。规模化开采利用地下水直接用于农田灌溉的仅有个别地方。

因此,合理加大地下水开发利用力度,增强抵御自然灾害的能力,改善生产生活条件,促进岩溶区经济发展和社会进步,已成为岩溶县(市)的当务之急。

目前,60个岩溶县(市)地下水资源量为6577.91万m3/年,占岩溶水资源量的26.58%,因地制宜地开发这些地区的岩溶水资源,并注意避免出现不良的地质环境效应,对今后解决云南省山区对水资源的需求有着重要的作用。

2.已开发利用的成功实例

(1)安宁市城市供水。安宁盆地是由侏罗系、白垩系地层构成的向斜盆地,仅有少量的裂隙和孔隙水,同时因主要地表水体螳螂江水质严重污染,当地供水一度非常紧张。随着下石江岩溶水源地的开发,从根本上解决了昆明钢铁公司数万人的生活用水问题。

(2)呈贡县开发岩溶水源。呈贡县吴家营岩溶水源地的发现和开发,为该县自来水厂提供了优质水源,改善了当地饮用水质量。

(3)蒙自五里冲水库。水库位于红河与珠江两大流域分水岭部位,距蒙自县城22km,属滇南岩溶缺水地区。岩溶地质条件十分复杂,谷底宽50~150m,海拔高程1350~1360m,五里冲河进入盲谷后转为地下暗河,暗河长约10km,向红河排泄。库区地层为三叠系个旧组T2g、海相碳酸盐岩和寒武系,砂板岩夹碳酸盐岩,两套地层被断层分割。

开发工程的具体情况为:水库库容8000 万m3,库水深106m;径流区面积25.4km2,跨流域引水补给(红河青溪河);库区地貌是天然岩溶盲谷,岩溶极为强烈;工程措施采用明堵暗灌,高压帷幕灌浆。

(1)用高压灌浆筑成一道高达260m、长1330m的悬挂式防渗帷幕。

(2)在地下溶洞内建起高105m、长50m 的钢筋混凝土防渗墙

(3)采用多排孔高压灌浆法将松散溶塌体固结为高85m、长50m 的稳固防渗体。帷幕线路总长1299m,灌浆工程总量20.03 万m,灌浆隧洞总长3694m;工程总投资为1.94 亿元。

水库建成后可灌溉农田10 万亩,并提供城镇人口生活及工业用水1210 万m3。该工程是云南省“九五”重点建设项目,五里冲水库也是我国在岩溶地区利用天然育谷中修建的第一座超深水利设施。按设计工程量,约90%在地下进行。

水库建成后,经过3年水深超过100m的蓄水检验,证实工程质量可靠,2000年3月竣工验收。

(4)开远盆地开发岩溶水。开远盆地是滇南重镇,由于地表水受到污染,只能用作工业和农业用水,各单位的自备钻井绝大部分开采岩溶水,自来水厂的水源采自岩溶水(南洞河水和岩溶泉水),由于有效地利用地下岩溶水,开远盆地工农业生产和生活用水需求已基本得到满足。

(5)昭鲁盆地地下水资源勘查。1998年,在昭鲁盆地部署了区域水文地质调查和综合物探工作,并在鲁甸县茨院乡布置钻孔两口。1998年12月5日,两口探采结合井全部施工完成,孔深分别为250.70m 和250.57m,涌水量分别为2666m3/年和1629.5m3/年,含水组为曲靖组碳酸盐岩,水质好,解决了茨院乡2 万多回、汉同胞严重干旱缺水的问题。

(6)文山州岩溶石山地区地下水资源勘查。在文山州广南县珠琳镇布置站孔3个,孔深均在150m 左右,涌水量分别为100m3/d、1000m3/d 和617m3/d。3 孔中,1 孔因水量小、1 孔因出混水未成井。

珠琳地区1孔617m3/d,加上1996年在该镇施工的另一个钻孔涌水量为700m3/d、获总涌水量1300m3/d,解决了该镇3万人用水问题。

岩溶水资源的开发对农业已产生较良好的效果。例如,蒙自盆地包括蒙自、草坝、大屯、大庄4 个坝子,该地区工业发达,气候干燥,年降雨量815.8m,地处红河与南盘江分水岭地带,地表和地下水资源贫乏,是云南省著名的干旱坝子。为解决水资源紧张的局面,先后建成从南溪河跨流域引水进入蒙自坝、从南洞河提水进入大庄三角海等水利工程。从岩溶排泄区提引南洞暗河水到岩溶水补给、径流区的三角海水库进行调蓄,是岩溶地区开发岩溶地下水较成功、较典型的范例。

另一方面,由于开发岩溶地下水不力,也制约了农业发展。例如,滇东北昭通地区,滇东南广山、红河地区是云南省“老、少、边、穷”地区。其贫穷和落后的原因,除自然条件恶劣、交通闭塞、信息不灵等因素外,严重缺水是一个最基本的原因。当地岩溶地下水资源丰富,目前的开发利用程度非常低。

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