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鄂爾多斯盆地地下水勘探

壹.內容概述

(1)成果簡介

1.首次探明了全流域地下水資源總量及其開發利用潛力。

流域地下水總補給資源量為6543.8+0.05億m3/a,可采資源量為58億m3/a,目前開采量為6543.8+0.654.38+0.05億m3/a,開采潛力為47億m3/a..具有較大開采潛力的地區主要有盆地東部和南部邊緣的巖溶地下水、西北部的白堊系地下水、東北部的第四系孔隙水以及黃河及其支流的潛水。這些地區有開采潛力的地下水富集區18,已發現地下水水源地161。經初步評估,水源地供水能力可達22億m3/a。

根據區域經濟發展規劃,到2010年和2030年,鄂爾多斯盆地總需水量分別為72億m3/a和90億m3/a。全流域可利用的水資源總量為6543.8+0.04億m3/a,其中地表水46億m3/a,地下水58億m3/a..通過供需平衡分析,認為通過對劃定的集中供水水源區進壹步勘探評價、統籌規劃、科學調配,流域水資源總量基本可以滿足能源基地近期和中期規劃用水需求。

2.查明了流域地下水的形成和演化規律,解決了壹系列國際公認的科學技術難題。

首次建立了全盆地三維地質結構數字模型和白堊系含水層結構數字模型。查明了盆地周邊巖溶地下水和白堊系地下水的形成機制和循環模式,定量揭示了白堊系厚含水層中不同深度地下水的形成時代和更新速率。建立了鄂爾多斯盆地地下水數據庫和空間信息系統,實現了地理信息、基礎地質、水文地質、物探、遙感信息的有效管理,為地下水資源的合理開發、管理和環境保護提供了數字化平臺。

3.獲得了大量的實測數據,為區域經濟社會發展提供了重要的地質基礎信息。

首次系統獲取了全流域基礎地質和水文地質的海量實測數據。項目成果正在陜西、甘肅、寧夏、蒙古、山西等省(區)的經濟社會發展規劃中得到廣泛應用。陜西省、甘肅省、內蒙古自治區、寧夏回族自治區人民政府加大了地下水勘查的資金投入,進壹步提高了水源地勘查水平。項目實施期間,通過探采結合,為當地打水井100多口,累計出水量達33萬立方米/日,解決了陜西、甘肅、寧夏、蒙古、山西五省(區)20多個鄉鎮、數百個村莊和部分廠礦企業近57萬人的飲水問題。

4.探索壹套重大項目組織形式,培養壹批優秀人才。

該項目組織陜西、甘肅、寧夏、蒙古、山西五省(區)地質調查隊和包括國內著名專業院校在內的17單位500余名科技人員,采取跨區域、多學科、多兵種聯合攻關,將地下水勘查的最新理論和技術方法應用於鄂爾多斯盆地地下水勘查,使項目科技水平達到國際領先水平。探索出壹套多單位、多學科融合、國際合作、地方政府合作的重大規劃項目組織模式和運作模式。通過產學研相結合,與國外著名研究機構合作,培養了壹批能承擔重大項目的技術骨幹和領軍人才,為我國其他大型流域地下水勘查奠定了人才基礎。目前已出版專著2部;發表論文50篇,其中國外論文2篇,SCI、EI收錄論文2篇,核心期刊21篇;國際國內學術會議學術交流達10次以上;培養了16名博士生和27名碩士生。

(2)技術特征

以國內外大型盆地地下水勘查理論和技術方法為基礎,采用壹套以GIS和數據庫為支撐,從地質調查到地球物理資料解釋到水文地質鉆探驗證、三維地質建模到同位素和水化學分析、地下水系統劃分到地下水數值模擬等的大型盆地勘查評價理論和技術方法。

整個勘查工作產學研相結合,專項研究與綜合評價相結合,采用多學科、多方法綜合手段,充分吸收和引進國外地下水勘查新技術、新方法,加強國際技術合作與交流。同時,在勘探工作中,特別是在水文地質鉆探工作中,要盡可能地結合當地的需要,努力提高勘探研究水平,發揮經濟效益和社會效益。具體技術方案如下:

1.鄂爾多斯盆地水文地質遙感解譯

利用定量遙感技術,根據地表能量平衡系統(SEBS)原理,估算流域地表蒸發量。結合對該區植被指數變化規律的研究,確定了合理的地下水生態水位。

2.鄂爾多斯盆地三維可視化地質模型研究。

利用現有的各種空間數據(包括12930 km地震剖面、1956煤田石油鉆井和測井數據、最新的203水文地質鉆孔數據),運用沈積盆地分析技術和三維可視化技術,建立了全盆地的三維地質結構模型、白堊系砂體空間分布數字模型和可視化模型,定量、直觀地表示了當前盆地的空間地質結構和不同時期、不同類型的含水層。為鄂爾多斯盆地地下水三維數值模擬和地下水資源評價奠定了地質基礎。

3.地下水位降雨入滲強度和蒸發強度的原位試驗研究。

在鄂爾多斯烏審旗建立水文地質原位試驗場,開展降水入滲和地下水位蒸發強度原位試驗研究,系統研究氣象要素的時空變化特征及其對地下水和生態系統的響應。研究不同含鹽量的水面蒸發強度,獲得包氣帶水分運移和地下水資源評價的相關水文地質參數;揭示了包氣帶水分遷移轉化的動力學機制。

4.白堊紀地下水循環機制研究。

利用國際原子能機構協助的封隔器定深分層取樣設備和測試技術,對厚度為1000m的含水層進行了定深地下水位測量,分層采集了同位素和水化學樣品,並進行了地下水分層抽水試驗,為查明含水層水文地質特征、獲取關鍵水文地質參數、揭示地下水化學演化和循環規律提供了關鍵技術支持。

5.鄂爾多斯盆地巖溶發育規律及地下水合理開發利用研究。

在系統論的指導下,運用地質學、巖溶學和水文地質學的理論,采用野外調查、室內外實驗、水化學和同位素、GIS等方法。以巖溶理論為基礎,系統總結了巖溶發育的特征,總結了不同巖溶地下水系統和水循環模式的特點。分析了巖溶含水層的介質結構類型、地下水補給和排泄條件、水化學和同位素特征、地下水動態及其影響因素、巖溶水資源的演化規律,圈定了具有開發利用前景的水源,按地下水系統和子系統評價了巖溶地下水的補給資源、開采資源、淡水資源和地下水質量。

6.鄂爾多斯盆地白堊系地下水流數值模型研究。

在GSLIB、T-PROGS、GMS等模擬軟件支持下,建立了面積為13.21萬km2的白堊系地下水三維數值模型,利用地質統計學建立了水文地質結構模型和滲透率參數空間分布模型。選取典型剖面,建立了14C的地下水流、水化學和地下水年齡模擬模型。利用SEBS模型計算潛水蒸發及其分布,利用環境遙感方法分析植被指數的演變規律,評價地下水資源和生態環境功能。

7.鄂爾多斯盆地地下水信息系統研究

基於ArcGIS建立了鄂爾多斯盆地空間數據庫,可有效管理地理信息、基礎地質、水文地質、物探、遙感解譯五大類數據,並開發相關數據分析功能模塊。利用Visual Basic語言,集成ArcGIS、GoCAD、GMS、Sufer、Grapher和Aquachem,實現地理空間信息的三維查詢。基於ArcGIS的模型信息管理、信息查詢和信息交換的空間信息數據庫系統,為地理空間信息的可視化和相互訪問建立了良好的平臺。

二、適用範圍及應用實例

(1)適用範圍

1.技術方法的適用範圍

在GIS和數據庫的支持下,采用壹套大盆地勘探評價理論和技術方法,包括地質調查→地球物理資料解釋→水文地質鉆探驗證→三維地質建模→同位素和水化學分析→地下水系統劃分→地下水數值模擬等。它可以應用於中國西北地區的主要盆地。

2.鄂爾多斯盆地地下水勘查成果的應用範圍

鄂爾多斯盆地地下水資源勘查成果可作為盆地地下水資源進壹步勘查的地質依據。

㈡適用和效力

1.項目成果的應用及效果

(1)在國家及相關省(區)社會經濟發展規劃中的應用

項目成果具有很強的實用性,不僅為國家和相關省(區)的社會經濟發展規劃提供宏觀決策依據,而且直接為當地經濟建設和人民生活提供寶貴的地下水源,解決了部分嚴重缺水地區的燃眉之急。

(2)在國家能源基地規劃建設中的應用。

該項目探明了流域地下水資源總量及其開發利用潛力,圈定了18地下水富集區和161水源地。水源累計供水能力達到22億立方米/年,部分水源已被當地政府改造應用。陜西、甘肅、內蒙古自治區人民政府分別與國土資源部合作,共同投資108萬元,對部分水源進行了進壹步的勘探和評價,為國家能源基地的規劃建設提供了水資源保障。

(3)在國家大型企業供水中的應用。

通過成果轉化,有力地促進了地方經濟的發展。中國神華集團“煤制油”項目是國家發改委批準的國家重點建設項目。工程能否正常運行取決於水資源保障程度。項目勘探發現的浩樂寶雞水源地可開采地下水資源達8萬m3/d,已開始向廠區供水,保證了國家重點工程的正常運行。同時,在嚴重缺水的鄂托克旗棋盤井鎮發現了三處巖溶水水源,基本解決了內蒙古區級工業園區用水問題,使該鎮GDP從過去的不足600萬元增長到2004年的34億元,出口創匯5000萬美元。預計到2010年,工業產值達到10億元,出口創匯達到10億美元。

(4)在城鄉居民安全飲水中的應用。

在項目實施過程中,結合當地居民安全飲水和經濟建設的需要,采用滲井、輻射井和豎井取水,建立了不同水文地質條件下的開發模式。探采結合,當地共打水井100多口,總出水量40萬m3/d,解決了20多個鄉鎮、數百個村莊近57萬人的安全飲水問題,為改善革命老區和少數民族地區人民生活條件、促進當地經濟發展、加強民族團結做出了重要貢獻。

2.成果轉化應用實例

(1)鄂爾多斯盆地陜北能源化工基地開展地下水勘查。

根據這壹項目成果,陜西省政府與國土資源部合作,投資2500萬元開展了“鄂爾多斯盆地陜北能源化工基地地下水勘查”項目,系統摸清了陜北能源化工基地北緯38°以北地區地下水資源總量、地理分布、利用現狀及開發利用潛力。調查核實33處水源地,總可采資源量9.3億m3/a..30處達到B級精度,B級總可采資源量7.69億m3/a,可作為水源地施工圖設計的依據。三處精度達到C級,C級總可采資源量為654.38+0.3.4億m3/a,可作為水源地初步設計的依據。新增探明水源20處,新增B級水源8處,B級資源6543.8+0.84億m3/a;新增三個C級水源和100萬m3/a C級資源。9個水源由C級提升為B級,增加B級資源量2.27億立方米/年..查13 B類水源,可采資源量3.59億m3/a。

(2)開展榆林市地下水資源勘探。

該項目的成果為榆林市地下水資源的勘探提供了物質基礎。根據這壹項目成果,榆林投資1億元,Xi安地質調查中心開展了“榆林市地下水資源勘查評價項目”,查明了地下水資源的空間分布,查明了區域地下水資源和開發利用前景,圈定了4個地下水富集區和具有供水前景的水源地。為榆林市能源化工基地建設和地下水資源勘探提供了依據。

(3)在鄂爾多斯盆地內蒙古能源基地開展地下水勘查。

根據這壹項目成果,國土資源部與內蒙古自治區合作深化項目成果,* * *聯合投資3800萬元開展了“鄂爾多斯盆地內蒙古能源基地地下水勘查項目”,查明了地下水資源的空間分布,查明了區域地下水資源和開發利用前景,發現並圈定了13地下水富集區和44處具有供水前景的水源地。在10地下水富集區開展了全面的水文地質調查,提交了83.4萬m3/d的C級地下水可采資源量。新發現可供進壹步勘探的水源22處,其中大型5處,中型17處,為能源基地建設提供了供水保障。

3.應用前景

(1)勘探技術的應用

從“地質調查→地球物理資料解釋→水文地質鉆探驗證→三維地質建模→同位素和水化學分析→地下水系統劃分→地下水數值模擬等”總結出壹整套大盆地勘探評價理論和技術方法。為西北地區大型盆地地下水勘查提供了技術參考和指導。

(2)勘探技術成果的應用

系統識別了全盆地地質構造和含水層類型,建立了全盆地三維地質構造數字模型和白堊系含水層結構數字模型。首次查明了流域地下水資源總量及其開發利用潛力,發現了18個超大型地下水富集區,圈定了1個地下水源地,其中大型以上水源地42個,為國家能源基地建設提供了水源保障。

隨著國家能源基地的建設和地下水資源的進壹步開發,這壹成果的應用前景更加廣闊。為陜西省晉西能源基地和渭北能源基地地下水勘查項目的實施提供理論和技術依據。

第三,促進轉變方式

宣傳、會議交流、項目合作、技術培訓、技術咨詢、現場服務等。

技術支持單位:中國地質調查局Xi地質調查中心。

聯系人:侯,張茅省

郵寄地址:陜西省Xi友誼東路438號

郵政編碼:710054

電話:029-87821944

郵箱:xazms@126.com,xahgc @ 163.com。