理论教育 中国西部地区地下水资源开发利用现状

中国西部地区地下水资源开发利用现状

时间:2023-10-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:岩溶水资源是贵州省最主要的地下水资源。该含水层组目前开发利用程度甚低,仅在凯里、遵义等城镇及少数坝区有为数不多的机井进行开采,对于今后日益增长的水源需求而言,该层地下水开发利用无疑有着较好的潜力。但在黔中高原分水岭至水城等地的断裂褶皱带,该岩组地下水有不同程度的开发,特别是水城盆地,其开发利用率高达78%。总计全省岩溶地下水的利用率仅为10.5%。目前,贵州岩溶大泉及地下河利用主要有以下开发形式。

中国西部地区地下水资源开发利用现状

(一)各种地下水资源量

贵州省地下水资源中各种类型地下水资源情况见表3-49。

表3-49 贵州省各种地下水资源情况对照表

贵州省由于高处早期剥夷面上覆盖的土层薄瘠,深切河谷中砂卵石层分布有限,因而孔隙性地下水资源多数没有大量开采的价值。岩溶水资源是贵州省最主要的地下水资源。

(二)主要岩溶含水岩组的开采情况

贵州岩溶含水层组及其开采情况,主要可归纳为以下3 类,其总体分布情况简述如下(图3-43)。

图3-43 贵州碳酸盐岩及主要岩溶含水层组分布图

1.中下三叠统白云岩石灰岩

大面积分布于黔中及黔西南高原,遍布于各地的向斜构造中.岩性以白云岩及石灰岩为主,其间常夹数套厚薄不等的泥质白云岩、泥灰岩及碎屑岩。层间裂隙发育,层状含水的特性十分明显,地下水平均产水模量为44 万m3/(km2·年),枯季产水模量为18万m3/(km2·年)。枯季流量大于1L/s的大泉共有440 个,地下河299 条,该含水层分布区人口比较密集,工农业生产比较发达,贵阳、遵义、安顺、兴义等省地级城市均位于其上,地下水作为这些城市的重要生活饮用水源,其开发利用率达30%~70%(市郊)。钻探成井率高,采用机井取水是主要的开发利用方式,贵阳市近10年来已在该层位打机井150余口,安顺、兴义、遵义等市成井总数亦不少于100口。同时,泉水开发也是一种生要方式,例如,贵阳市东郊水厂从汪家大井泉直接取水,日供水量达10 万m3。所以从总体上看,该含水岩组具有良好的开发前景,特别是在广大农村,其地下水开发还处于直接利用天然泉水的状态。

2.中上寒武统白云岩类

大面积分布于黔北、黔东北及黔东南的舞阳河、清水江上游,岩性主要为白云岩。因其地质年代古老,经受历次构造运动破坏而节理裂隙极为密集,微细溶孔溶隙十分发育,含水均一性好,地下水平均产水模量为35万m3/(km2·年),枯水年产水模量为16 万m2/(km2·年)。地表水网较发育,泉点密度大,其中枯季流量大于10L/s的大泉有208个。地下河发育程度差,在已知的102条地下河中,绝大部分都很短小。该含水层组成井率一般都达90%以上。在有利的构造富水部位,单井涌水量常大于1000m3/d,特别是1998年在岑巩附近施工的一口机井,其涌水量大达5000m3/d。该含水层组目前开发利用程度甚低,仅在凯里、遵义等城镇及少数坝区有为数不多的机井进行开采,对于今后日益增长的水源需求而言,该层地下水开发利用无疑有着较好的潜力。

3.石炭统、下二叠统石灰岩类

集中连片分布于黔南,在乌江及北盘江上源的黔西北地区亦有较大面积分布。岩性以厚层块状质纯石灰岩、白云质灰岩为主,溶蚀管道及孔洞十分发育,含水极不均一。地下水最丰富,平均产水模量为46万m2/(km2·年)。地下河发育密度为贵州各岩溶岩组之冠。已知地下河374条,其汇水面积及流量都较大,贵州最大的地下河——罗甸大小井地下河即主要形成于该岩组中。同时该层位岩溶大泉亦很多,枯流量大于10L/s的岩溶大泉有447个,但其总流量不及地下河的1/2。由于含水极不均一,钻探成井率很低,加之该岩组分布区地形条件大都十分恶劣,因而地下水的开发利用程度极低,是贵州十分典型的岩溶干旱山区。但在黔中高原分水岭至水城等地的断裂褶皱带,该岩组地下水有不同程度的开发,特别是水城盆地,其开发利用率高达78%。在独山背斜宽广分水岭地带,该层地下水开发利用程度亦较高。从贵州岩溶水资源开发的全局上看,该含水岩组事关重大,涉及百万贫困人民赖以生存的生活饮水及温饱问题,而解决这个问题的关键是,必须加强有关岩溶地区水资源开发利用方面的科学研究。

(三)岩溶地下水资源已开发利用方式

贵州岩溶水资源目前开发利用总量为22.22亿m3/年,机井开采深层地下水量1.92 亿m3/年,岩溶潭及地下河天窗提水量0.65 亿m3/年,另外还有18.4亿m3/年的岩溶地下水用于发电。总计全省岩溶地下水的利用率仅为10.5%。岩溶区农村人畜饮水及农业灌溉用水绝大多数取自地下水的天然露头,其中以安顺地区及黔南州天然水点及流量利用率最高,分别达34.5%和23.64%。岩溶区的城市及工矿区,地下水多采用机井开采,目前全省已建生产井1200口以上,开采水资源总量2.2亿m3/年。开采量大于1000万m3/年的城市依次是:贵阳、水城、遵义、安顺、凯里及六枝。地下水开采模量一般为15亿m3/(km2·年),水城盆地最高达26.39亿m3/(km2·年)。在机井集中开采岩溶地下水的城镇及工矿,以地面塌陷为主的环境地质问题十分突出,尤其是地下水开采强度最大的水城盆地最为强烈,盆地中心最大的塌陷密度竟达每平方公里200 余个塌陷坑之多,总的岩溶塌陷数超过1000 个。

贵州岩溶区地下河及大泉众多,现已初步查明长度大于2km 的地下河有1130条,其平、枯水期总流量分别为214.03 亿m3/年及71.35 亿m3/年;流量大于10L/s的岩溶大泉1710 个,平、枯水期总流量为121.23 亿m3/年。其区域分布特点是,苗岭以南地下河及大泉的发育密度大;苗岭以北大泉多,而地下河发育则较差。受岩溶高原峡谷、构造台地及隔水层的影响,地下河的发育有以下特点:纵剖面坡降大,上游常较平缓,下游陡峻,其间常发育多级地下裂点,以罗甸大小井地下河最为典型;地下河出口受隔水层的阻挡,常悬挂于深切河谷谷坡,且落差甚大,尤以南盘江及北盘江沿岸最为常见。目前,贵州岩溶大泉及地下河利用主要有以下开发形式。(www.daowen.com)

1.修建水电站

利用岩溶大泉及地下河出口落差大、地下河纵剖面陡的特点修建水电站,是贵州岩溶地下水开发利用的一种十分普遍的形式。凡是在地形及交通条件较好的地方,这类大泉及地下河一般都建立了小型发电站。例如,荔波县小七孔地下河四级电站(装机8000kW)、晴隆县龙摆尾地下河梯级电站(装机3600kW)、务川岩门地下河电站(装机6000kW)等。

2.修建地下水库

在地下河管道中选择有利部位,筑坝成库,引水灌溉(或发电),也是岩溶水资源开发比较常见的形式。20世纪70年代末期,独山县即开始修建地下水库,迄今已有地下水库20 余座。80年代中期以来,普定等县亦相继建成一批地下水库,发挥了较好的经济生态效益。独山地区岩溶暗河中开发地下水能情况见表3-50。

表3-50 贵州独山地区开发地下水能简表

3.修建地表水库

在岩溶大泉及地下河出口下游,选择有利的地形地质条件,建坝成库。这类利用方式以黔西南高原比较普遍。例如,安龙县的铁厂海子水库、龙潭水库及坝歪水库等,都是该类水库的典型例证。

4.隧道截流

准确测定地下河的空间位置,打隧道将地下河水引出地表,灌溉发电。一般隧道长150~600m,截获流量60~1000L/s。在关岭、贞丰、织金、安顺等县都获得了较好的社会效益及生态效益。

5.开挖取水

选择蓄水构造较好、地下水浅埋的地段直接开挖,获得丰富的地下水量。一般开挖深度仅数米,最大10 余m,工程简便易行。这种利用方式以独山、平塘、荔波县比较常见。

6.机井取水

在地下河管道埋深小于50m 的地区,采用打机井的形式抽取地下水,这在水文地质条件不太复杂,而现有勘查手段能够奏效的地段,可以取得较好的效果。但在大多数情况下,成井率很低。例如,罗甸县大关地区,那里上层地下河管道埋深不大,但通过勘查定位,要精确将钻孔打到地下管道中,还是有难度的,需要进一步进行研究。

7.提水

从地下河天窗、溶潭及泉口直接抽取地下水,一般扬程数米至百余米不等,这是目前贵州岩溶地下水资源开发利用最为普遍的形式。贵阳市东郊水厂直接从汪家大井泉提水,扬程155m,供水量10 万m3/d,获得了重大的社会经济效益。

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