全国地下水资源及其环境问题调查评价2006

该领域的研究方向主要在于微咸水灌溉过程中水土盐分调控理论技术 研究；雨洪及劣质水资源综合利用技术研究；浅层地下水开采井施工工艺 研究。
在浅层地下水开采井方面：由于浅部微承压含水层往往厚度薄、颗粒 较细、渗透系数小，一般开采井的出水量受到限制，为克服这种矛盾，须 通过增大过水断面的面积，以提高地下水进入井孔的能力。目前对于浅层 地下水的开采，国内外采用的开采井类型主要有管井、大口井、辐射井、 坎儿井、水平井、子母井等多种。
在浅层劣质水开发利用方面：国际上许多国家个地区（以色列、澳大 利亚、美国、比利时、英国等）都进行了大量探索研究，并取得了许多成 功的技术与经验。
在微咸水直接利用方面，以色列在开发利用其南部地下咸水资源的工 作过程中，探索出一条直接利用微咸水资源的有效途径。即在大量水、土 盐分运移实验的基础上，确定作物种类、生长期、土壤盐分、地下水位和 咸淡水配比等因素之间的关系，并利用冬季雨洪淋滤洗盐的气候条件，对 农作物进行咸淡水混合灌溉。目前已在 12 种经济作物、树木和园艺作物获 得成功。以色列政府计划微咸水的利用将由目前的 1.45 亿 m3/年增至 2020 年的 1.65 亿 m3/年。美国加利福尼亚州至乔昆灌溉区采用明沟、暗管和竖 井排出浅层咸水，将排出水与淡水混合后用于灌溉。澳大利亚科学家应用 遥感、地理信息系统空间分析技术，并结合野外监测实验，研究植被生长 和地下水位、含盐量、土壤质地及地面坡度的关系，最终确定适宜植被生 长的土地景观，制定植被种植方案。
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在咸水淡化处理方面：早在 20 世纪 60 年代，以色列就已开始研究咸 水淡化方法。在诸多方法中，反渗透法被认为是较为有效和经济的方法。 整个净华过程主要是由高压强迫咸水通过多层薄膜，得到 60%的净化水和剩 余的高浓度咸水。目前咸水淡化能力达到 400 万吨/年。澳大利亚利用太阳 热辐射技术进行咸水淡化处理，利用含水层储存运移和回采技术收集利用 雨洪和浅部劣质水资源。比利时科学家在沙丘含水层上修建处理池和渗池， 通过微孔过滤、筒式过滤、反渗透、紫外线照射等方法进行雨洪及劣质水 资源的处理回收。
2．《华北平原东部浅层地下水开发利用示范》项目 主要进展： 1）收集整理了大量的国内外浅层水开发利用的有关资料，并建档登记， 对部分重要资料做统计分析和制图，查明了华北平原东部区域浅层地下水 分布情况,尤其是衡水市和沧州市浅层水文地质条件，重点是作为浅层水储 水介质的上更新统上部(Q31)和全新统(Q4)。 2）围绕衡水、沧州示范场建设，重点开展了区域水文地质调查，完成 了调查面积 600 多 km2，野外采水样 23 组，其中浅井 7 组，面上土壤包气
主要成果： 1）根据国内外浅层水开发利用的有关资料，初步总结了浅层地下水开 采利用情况 微咸水、半咸水在我国有广泛的分布，尤其是北方和沿海地区，如黄 淮海平原、松嫩松辽平原、西北内陆盆地等。新一轮全国地下水资源评价 不仅评价了淡水（矿化度<1g/L）的可开采资源，而且还评价了微咸水（矿 化度 1-3g/L）和半咸水（矿化度 3-5g/L）的可开采资源。评价结果是：全 国微咸水可开采资源量 144 亿 m3/年、半咸水可开采资源量 54 亿 m3/年。 建国以后，全国地下水开采量一直呈明显增长趋势，特别是 20 世纪 70 年 代以来，开采量增加速度很快，1999 年地下水微咸水和半咸水开采量 58 亿 m3/年。 微咸水、半咸水本身可以直接作为农业灌溉用水和部分工业用水，有 许多成功事例，缓解或部分解决了当地的水资源紧缺状况。如：沧化集团 15 万吨ＰＶＣ树脂厂大丰庄地下咸水水源地水文地质详查（1999 年 8 月完 成），查清了工作区水文地质条件，选址了咸水水源地，提出了开采方案；
对于潜水和微承压含水层而言，井型的选择较为重要，它在很大程度 上影响单井涌水量。华北来自百度文库原东部浅层地下水开采主要采用管井、大口井 和辐射井，其适用范围为：
①管井。井径为 50～1000 毫米，常用 150～600 毫米；井深为 20～1000 米，常用 300 米以内；地下水埋深在能解决抽水的情况下，不受限制；含 水层厚度一般在 5 米以上或有几层含水层；适用于任何松散和基岩含水层； 单井出水量一般为 500～6000 米 3/日，最大 20000～30000 米 3/日（照片 1）。
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沧州市第四系咸水水文地质调查评价（2005 年 3 月完成），基本查清了沧州 市地下咸水的埋藏、分布、赋水条件、水量水质分布等，提出了开采利用 规划建议。
在浅层咸水改造利用方面：在南皮、新集、曲周三个典型地段进行了 实验研究，研究了咸水灌溉、人工排咸、自然补淡及加速咸水体淡化过程 的技术方法，取得了水盐运移、咸水灌溉与改造的系列研究成果。
③辐射井。井径为 2～12 米，常用 4～8 米；井深 30 米以内，常用 6～
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20 米；地下水埋深较浅，一般在 12 米以内；含水层厚度一般在 5～20 米（以 上同大口井），其特点是能有效的开采水量丰富、含水层较薄的地下水和河 床下渗透水；适用于含水层补给条件良好，含水层最好为中粗砂或砾石， 并不含漂石；单井出水量一般为 5000～50000 米 3/日。关于细颗粒地层过 去一般作为弱含水层或隔水层处理，所以针对性的研究其有关水文地质特 性的文献记载较少。
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地质结构，建立了地质结构模型。
（柴达木盆地地质结构模型图）
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（太原盆地地质结构模型）
（2）开展了各平原（盆地）水文地质条件及其变化调查，初步查明了 水文地质条件，划分了地下水系统，建立了水文地质概念模型。
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（运城盆地水文地质参数分区图）
（3）评价了地下水资源评价，调查了地下水开发利用现状和开采量， 对地下水资源潜力进行了评价。在重点地段进行了地下水数值模拟。开展 了水资源优化配置研究，建立了优化配置模拟模型。
5)为了从广阔视野多角度研究浅层地下水与其它含水层间的水力联系, 完成了衡水示范试验场 1080 个台班的不同深度机井的抽水试验，取得观测 数据万余条，采集样品 30 组，共 150 件水样，包括同位素，14C，水质全 分析，微量元素，36Cl 等。抽水期间，同步观测了试验场中的其它 8 个井 （孔）和两眼附近的民用机井，对水温、气温、流量、电导、溶解氧等也 进行了系列观测，目前抽水试验仍在进行中。
根据初步统计，目前全国每年微咸水的开采量为 55.7 亿 m3，半咸水的 开采量为 1.5 亿 m3。利用微咸水、半咸水的省份主要是河北、山东、甘肃、 内蒙古、陕西、宁夏等，它们的利用量分别是 21.9 亿 m3/年、15.7 亿 m3/ 年、8.0 亿 m3/年、5.2 亿 m3/年、5.4 亿 m3/年、0.8 亿 m3/年。所以，目 前微咸水尚存在开采剩余量 88.3 亿 m3/年，半咸水尚有开采剩余量 52.9 亿 m3/年。微咸水、半咸水多数分布于浅层含水层，含水层地下水位埋藏浅， 蒸发积盐造成了地下水咸化，如果采取增加微咸水、半咸水开采力度，降 低地下水水位，增加降水、地表水入渗补给，加快水循环速度，可以逐步 使微咸水、半咸水向淡化方向发展，从而增加淡水可开采量。
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6）编写了《全国地下水资源及其环境问题调查评价技术要求系列》， 提出了地下水功能评价方法，为全国地下水资源及其环境问题调查评价提 供了技术支撑，开发了地下水资源调查信息系统和成果管理系统，初步建 立了地下水动态调查评价平台。
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本年度《全国地下水资源及其环境问题综合评价及专题研究》制定了 “全国地下水资源及其环境问题”综合研究与“图集”的编制方案；基本 完成了区域地下水动态评价平台集成；同时积极与各盆地（平原）联系， 与各盆地同步开展了地下水系统研究、地下水功能评价、地下水循环演变 等七个专题研究，总体成果报告的编写和地下水资源与环境图集的编制工 作正在紧张进行中。
全国地下水资源及其环境问题调查评价
一、总体成果与进展概述 全国地下水资源及其环境问题调查评价项目 2006 年取得了明显的进展 与成果。 北方各主要平原（盆地）地下水资源及其环境问题调查评价在经过第 一阶段四年工作的基础上，系统地开展了综合研究，完成了各平原（盆地） 成果报告的编写和图件的编制及数据库建设，取得重大阶段进展： 基本完成了我国北方八个平原（盆地）大约 77 万平方公里 1/25 万区 域水文地质修测；完成了八个平原（盆地）地下水系统结构、补径排条件 及其变化特征调查，取得了一大批新的地下水动态调查资料和阶段成果； 开展了上述重点区域地下水功能评价试验研究，拓展了地下水评价范 畴，更好地体现了地下水调查评价的社会服务功能； 以国际先进的信息化设计理念，建立了统一构架的地下水与环境数据 库、流域（含重点区）数值模拟模型，初步形成了八个平原（盆地）地下 水与环境动态评价能力； 建立了规范的地下水与环境调查评价技术体系；开展了若干重大专题 问题研究，地下水调查评价的科技支撑能力有明显提高； 稳定了一支产学研相结全的骨干水工环队伍。 正在实施的六个地调项目按计划完成了设计的各项实施工作量，年度 进展明显。 二、各工作项目进展与成果 1．完成了五个平原（盆地）地下水资源及其环境问题调查评价成果报 告，建立了调查评价空间数据库和初步构建了调查评价的技术支撑体系。 本计划项目所属的准噶尔盆地、柴达木盆地、河西走廊（疏勒河）、银 川平原、山西六大盆地地下水资源及其环境问题调查评价项目完成了成果 报告的编写，通过了承担单位的初审；建立了野外调查和成果数据库，通 过了实施单位组织的预审。 （1）采用钻孔资料收集、补充钻探、物探等手段，查明了平原（盆地）
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带样 205 个。并进行了全部土样含水量自测，样品全部送测。 3）在广泛查阅国内外研究成果、文献和野外调查的基础上，对衡水、
沧州示范场进行了详细的设计，并首次使用立体防渗膜技术，用于浅层水 土资源改造利用，相信会取得满意成果。
4）为了进行浅层咸水开发利用示范试验，对示范场范围浅层地层结构 进行了解，为此利用过去综合钻浅部地层资料，施工了 7 个 11 米浅钻。建 立示范井 4 眼，井深 50m,其中 800mm 大口径抽水井 1 眼,水位观测孔 3 眼, 进行了建井抽水试验，计算了有关水文参数。
2）较深入掌握了华北平原东部和重点地区浅层地下水分布规律，初步 总结了基本的几种有效开发利用方式
华北平原第四系由老至新划分为下更新统、中更新统、上更新统、全 新统。浅层地下水，在全淡水区为第Ⅰ+Ⅱ含水组，在有咸水区为第Ⅰ含水 组。有咸水区浅层水底板埋深一般 40～60m。
主要赋存的地层为上更新统（Q3）上部和全新统（Q4），上更新统（Q3） 为一套冲---湖积堆积物，中东部区为黄色、灰黄色粉土，粉质粘土夹粉细 砂、中细砂层。底界埋深一般 120～170m，厚度 50～150m。全新统（Q4）： 是一套以冲积为主，夹湖海相沉积的堆积物，由含淤泥质粉土、粉质粘土 夹细砂粉砂组成，结构松散。底界埋深 15～30m，厚度一般 20～30m。衡水 地区位于华北断拗次一级构造—临清台陷的南部。上更新统（Qp1）：以冲 洪积成因为主，间有沼泽相、牛轭湖相沉积物。岩性以灰黄、黄棕、棕黄 色亚粘土、亚砂土夹细、粉砂为主，底板埋深 150-180m，厚度 120-150m； 全新统（Qh）：以冲积成因为主，间有河间洼地、牛轭湖相沉积物。岩性以 灰、灰黄色亚粘、淤泥质亚粘土、亚砂土及透镜状细砂、粉砂为主，底板 埋深 20-40m。
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（柴达木盆地地下水潜力分区图）
（4）查明了各平原（盆地）存在的主要环境地质问题，首次尝试开展 了地下水功能评价。
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（太原盆地地下水综合功能分区图）
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（太原盆地地下水资源功能分区图）
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（地下水生态功能分区图）
5）在综合研究的基础上，提出了各盆地地下水开发利用规划，为地区 社会经发展规划提供了依据。
②大口井。井径为 2～12 米，常用 4～8 米；井深 30 米以内，常用 6～ 20 米；地下水埋深较浅，一般在 12 米以内；含水层厚度一般在 5～20 米； 适用于补给条件良好，渗透性较好，渗透系数最好在 20 米/日以上，适于 砂砾含水层；单井出水量一般在 500～10000 米 3/日，最大 20000～30000 米 3/日（照片 2）。