吳慈華，吳德寬，曹 勁，張 念

(1．湖北省地質(zhì)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，湖北荊州 434000;2．湖北省地質(zhì)局，湖北武漢 430022)

鄂西南山區(qū)屬中國(guó)西部地區(qū)，由于地處偏遠(yuǎn)、山高谷深、地形切割大、經(jīng)濟(jì)比較落后等因素，巖溶地下水資源開(kāi)發(fā)利用程度低。同時(shí)巖溶干旱、地下水污染等巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題突出。在國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施十余年來(lái)，區(qū)內(nèi)資源開(kāi)發(fā)與基礎(chǔ)建設(shè)不斷加快和改進(jìn)，為本區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入了活力，也為區(qū)內(nèi)地下水資源的開(kāi)發(fā)提供了良好條件。因此，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局于2004—2015年按流域開(kāi)展了該區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作，查明該區(qū)環(huán)境地質(zhì)背景條件、巖溶水資源及開(kāi)發(fā)技術(shù)條件，主要巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，編制巖溶水開(kāi)發(fā)利用區(qū)劃方案，為推進(jìn)西南巖溶地區(qū)干旱缺水現(xiàn)狀和地質(zhì)環(huán)境綜合治理、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供切實(shí)可行的依據(jù)。

1 以往調(diào)查研究工作程度及評(píng)述

2002年以前，本區(qū)主要開(kāi)展了1∶20萬(wàn)～1∶50萬(wàn)的水文地質(zhì)、區(qū)域地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境地質(zhì)、清江流域巖溶研究［1］和局部地區(qū)大比例尺的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查、水庫(kù)地質(zhì)勘察及各縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查研究工作。這些工作成果對(duì)區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景條件、碳酸鹽巖的組合結(jié)構(gòu)及分布特征、區(qū)域巖溶發(fā)育類(lèi)型、發(fā)育程度、發(fā)育規(guī)律、地下水類(lèi)型、賦存富集特征和動(dòng)態(tài)變化特征等巖溶地質(zhì)條件進(jìn)行了深入研究。對(duì)區(qū)域性地下水資源量［2-3］、可有效開(kāi)發(fā)利用量、已開(kāi)發(fā)利用量、開(kāi)發(fā)潛力［4］指數(shù)、開(kāi)發(fā)潛力模數(shù)、地下水水質(zhì)及開(kāi)發(fā)利用條件進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)區(qū)內(nèi)的巖溶干旱缺水、石漠化、巖溶塌陷、巖溶滲漏、巖溶洪澇等巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題以收集資料為主開(kāi)展了有益探索，并以此為基礎(chǔ)初步評(píng)價(jià)了區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境條件［5］，探討了巖溶石山地區(qū)的人居環(huán)境容量［6］，總結(jié)了巖溶地下水與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查研究進(jìn)展［7］，對(duì)本區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。

由于以往工作受歷史條件和勘查階段等因素限制，都是區(qū)域性小比例尺成果，僅相當(dāng)于供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范(GB50027—2001)中的普查階段，其工作的深度和廣度比較局限，只能用于巖溶地下水資源開(kāi)發(fā)利用的區(qū)域性規(guī)劃。隨著本區(qū)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的推進(jìn)及“宜萬(wàn)鐵路”與“滬蓉西高速公路”的建成，水文地質(zhì)條件發(fā)生了較大的變化，區(qū)內(nèi)一些水、工、環(huán)地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越突出，地下水資源的需求加大，已不能滿足未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及工程前期規(guī)劃的需求。所以，進(jìn)行大比例尺的巖溶水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查已顯得刻不容緩。

2 近期調(diào)查研究工作及主要成果

2．1 工作程度

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局于2004—2014年分別下達(dá)了“湖北重點(diǎn)巖溶地區(qū)地下水與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”、“湖北重點(diǎn)巖溶流域地下水勘查與開(kāi)發(fā)示范”、“湖北重點(diǎn)巖溶流域水文地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”、“西南巖溶地區(qū)1∶5萬(wàn)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目。在鄂西南建始縣—恩施市—鶴峰縣一線以西地區(qū)，以流域或圖幅為單元先后開(kāi)展了清江支流勇洞河、清江支流盆家河、清江源、清江支流馬尾溝巖溶流域與唐家村幅、沙道溝幅、下坪幅、灣潭幅、鶴峰幅、白果鎮(zhèn)幅的水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查研究工作，完成1∶5萬(wàn)草測(cè)或簡(jiǎn)測(cè)調(diào)查面積13 898．66 km2，正測(cè)圖幅調(diào)查面積2 670 km2，鉆探7 528．34 m/43孔，提交4份流域報(bào)告、6個(gè)圖幅說(shuō)明書(shū)及空間數(shù)據(jù)庫(kù)與信息系統(tǒng)，并在湖北省國(guó)土廳與省地質(zhì)局的支持下開(kāi)展了“典型區(qū)的表層帶巖溶水賦存規(guī)律及開(kāi)發(fā)利用研究”。

2．2 主要成果

2．2．1 提高了調(diào)查區(qū)的地下水資源量計(jì)算精度

以完整獨(dú)立輸入、輸出溶隙溶洞水和巖溶管道水系統(tǒng)作為最小的計(jì)算單元，按水利部門(mén)的統(tǒng)一劃分原則，以五級(jí)流域匯總計(jì)算了域內(nèi)地下水的多年平均、平水年、偏枯年、特枯年資源量，評(píng)價(jià)了全區(qū)還可開(kāi)采利用地下水資源的絕對(duì)數(shù)量、開(kāi)發(fā)潛力指數(shù)、開(kāi)發(fā)潛力模數(shù)，重點(diǎn)評(píng)價(jià)了區(qū)內(nèi)地下河、巖溶大泉特枯年的可采資源量和難開(kāi)采資源量。

在計(jì)算過(guò)程中，上述資源量依據(jù)55處地下水一個(gè)水文年的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和部分地下河、巖溶大泉的枯季偶測(cè)值及區(qū)內(nèi)6縣(市)6個(gè)雨量站的長(zhǎng)系列年降雨量資料計(jì)算所得。由于本次資源量計(jì)算所采用的各站降雨量資料歷時(shí)序列長(zhǎng)(35—45年)，巖溶大泉、地下河長(zhǎng)觀資料多，而以往基本無(wú)長(zhǎng)觀資料;用于計(jì)算參數(shù)的枯季測(cè)流點(diǎn)的調(diào)查精度較高，計(jì)算所選用的方法、參數(shù)等，比以往更為全面實(shí)用，所以，計(jì)算精度較高，為合理開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)巖溶水資源提供了可靠依據(jù)。

2．2．2 緩解了部分地區(qū)的人畜缺水現(xiàn)狀

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，對(duì)重點(diǎn)缺水鄉(xiāng)村地區(qū)開(kāi)展了探采結(jié)合的地下水水源地勘查工作，先后成井12口，日總出水量2 464 m3，緩解缺水人口11 950人、缺水牲畜5 200頭、缺水農(nóng)田896．65 hm2的用水難問(wèn)題。其成井社會(huì)效益見(jiàn)表1。

表1 鄂西南巖溶地區(qū)成井情況統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistical table of well-completion condition of karst area in southwest Hubei province

2．2．3 深入研究了鄂西南地區(qū)的表層巖溶帶

通過(guò)對(duì)不同巖性、地形地貌和構(gòu)造部位、不同巖溶發(fā)育程度地區(qū)的建始縣建陽(yáng)壩鄉(xiāng)、恩施市太陽(yáng)河鄉(xiāng)、白楊坪鄉(xiāng)、崔家壩鎮(zhèn)、白果壩鄉(xiāng)、宣恩縣椒園鎮(zhèn)、咸豐縣龍坪鄉(xiāng)及巴東縣野三關(guān)鎮(zhèn)八個(gè)典型地段的1∶1萬(wàn)調(diào)查，結(jié)合滬蓉西高速公路榔坪—高坪、箐口—魚(yú)泉口段175個(gè)鉆孔勘察資料，查明了鄂西南表層巖溶帶巖溶個(gè)體形態(tài)特征［8］、發(fā)育強(qiáng)度特征［9］、結(jié)構(gòu)特征［10］、富水性特征［11］及其發(fā)育、變化、分布規(guī)律，掌握了表層帶巖溶水賦存、補(bǔ)徑排特征、開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)變化特征及水化學(xué)特征，首次對(duì)調(diào)查區(qū)表層巖溶水資源進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并提出了表層巖溶水資源開(kāi)發(fā)利用方式及開(kāi)發(fā)利用中應(yīng)注意的問(wèn)題。

2．2．4 針對(duì)區(qū)內(nèi)的資源特征和巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，提出了綜合整治方案

區(qū)內(nèi)山高谷深，碳酸鹽巖廣布，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，地表地下水資源豐富，但巖溶干旱缺水、巖溶洪澇、巖溶滲漏等巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越重，而巖溶水資源的開(kāi)采潛力和開(kāi)采模數(shù)都較豐富，因此，根據(jù)調(diào)查區(qū)干旱缺水現(xiàn)狀、巖溶滲漏類(lèi)型［12］、巖溶洪澇災(zāi)害［13］現(xiàn)狀、礦山環(huán)境破壞污染［14］現(xiàn)狀、石漠化現(xiàn)狀［15］及其發(fā)育分布特征和成因機(jī)制，結(jié)合區(qū)內(nèi)巖溶水的基本特征［16］，113處巖溶大泉和76條地下河開(kāi)發(fā)利用［17］的條件，大型巖溶槽(盲)谷開(kāi)發(fā)利用方案［18］，隧道巖溶環(huán)境地質(zhì)條件［19］后，初步擬定了巖溶水的堵、攔、蓄、引、鉆等開(kāi)發(fā)利用工程方案。并以五級(jí)流域水系統(tǒng)為基本單元，根據(jù)區(qū)內(nèi)的巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題特征及其發(fā)展演化趨勢(shì)，本著解決好水資源開(kāi)發(fā)與保護(hù)、環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題防護(hù)與治理并重的關(guān)系，力爭(zhēng)在資源開(kāi)發(fā)的同時(shí)，促進(jìn)干旱缺水現(xiàn)狀得到逐步緩解，環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題得到恢復(fù)控制，生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步好轉(zhuǎn)，將調(diào)查區(qū)劃分為以環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題防治為主的巖溶水開(kāi)發(fā)綜合整治區(qū)，以巖溶水開(kāi)發(fā)為主的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題綜合防治區(qū)，以巖溶水開(kāi)發(fā)為主的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題綜合預(yù)防區(qū)，相應(yīng)提出了石漠化的供水工程、植樹(shù)造林工程、水土治理工程和保土耕作、表層巖溶帶的開(kāi)發(fā)與保護(hù)、生態(tài)移民措施等防治工程措施建議。

2．2．5 項(xiàng)目實(shí)施促進(jìn)了省巖溶地質(zhì)學(xué)的研究與科技隊(duì)伍的發(fā)展

項(xiàng)目的調(diào)查研究既是一項(xiàng)國(guó)家公益性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性地質(zhì)工作，也是一項(xiàng)應(yīng)用型學(xué)術(shù)研究，具有理論性、針對(duì)性、實(shí)踐性相結(jié)合、相統(tǒng)一的特點(diǎn)，因此，其研究范圍廣，在水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地質(zhì)學(xué)、巖溶地質(zhì)學(xué)方面都有涉及，項(xiàng)目的實(shí)施是一項(xiàng)交叉科學(xué)的研究范例，通過(guò)對(duì)該區(qū)巖溶地下水與環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的調(diào)查研究，取得了豐富翔實(shí)的第一手資料，為查明區(qū)內(nèi)復(fù)雜的水工環(huán)條件做出了巨大的貢獻(xiàn)。項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中提交調(diào)查研究成果11份，其中2份獲得省地質(zhì)局優(yōu)秀成果獎(jiǎng)，所開(kāi)展的“QC”活動(dòng)與重點(diǎn)區(qū)勘查多項(xiàng)獲獎(jiǎng);發(fā)表相關(guān)論文19篇，培養(yǎng)技術(shù)骨干11人，從而促進(jìn)了湖北省在巖溶地質(zhì)學(xué)和巖溶環(huán)境地質(zhì)學(xué)的深入研究，同時(shí)也有利于巖溶地質(zhì)科技隊(duì)伍的發(fā)展?fàn)畲蟆?/p>

3 下步工作展望

鄂西南地區(qū)是長(zhǎng)江中游經(jīng)濟(jì)帶和鄂西生態(tài)文化旅游圈的重要交匯復(fù)合地帶，也是重要成礦帶之一的湘西—鄂西成礦帶，是中國(guó)重大的“巖溶石山生態(tài)脆弱區(qū)”，巖溶發(fā)育兼具南、北方特點(diǎn)。巖溶干旱缺水、巖溶洪澇、巖溶塌陷、滑坡、庫(kù)岸坍塌等巖溶水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題和地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重制約了鄂西城鎮(zhèn)化建設(shè)和新農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展。因此，為促進(jìn)長(zhǎng)江中游經(jīng)濟(jì)帶和鄂西生態(tài)文化旅游圈的發(fā)展，提出合理、科學(xué)的巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的防治措施，加強(qiáng)水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作勢(shì)在必行，亟待開(kāi)展1∶5萬(wàn)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查，為后期環(huán)境保護(hù)和工程規(guī)劃提供理論依據(jù)。

3．1 工作部署原則

(1)緊密結(jié)合湖北省“十三五”規(guī)劃及各縣市區(qū)發(fā)展規(guī)劃，優(yōu)先部署干旱缺水嚴(yán)重、巖溶水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題突出、城鎮(zhèn)化發(fā)展建設(shè)急需的巖溶地區(qū)。

(2)根據(jù)地方政府對(duì)當(dāng)?shù)鼐徑鈳r溶干旱缺水、巖溶水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題、城鎮(zhèn)化發(fā)展建設(shè)的迫切需求程度，本著所取社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化的原則優(yōu)先部署。

(3)按流域部署，以1∶5萬(wàn)圖幅為基礎(chǔ)開(kāi)展工作。

3．2 工作部署安排

根據(jù)上述工作部署原則，在鄂西南建始縣—恩施市—鶴峰縣一線以西地區(qū)已經(jīng)開(kāi)展過(guò)工作，因此，針對(duì)鄂西尚未開(kāi)展工作的地區(qū)，每年安排6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖幅，即2015—2020年完成鄂西南30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖幅、13個(gè)非完整圖幅的水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查(圖1);2021—2030年完成鄂西地區(qū)43個(gè)圖幅的水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查。

圖1 鄂西南地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查2015—2020年工作部署圖Fig．1 Work arrangement of geological survey of hydrogedogical environment in southwest Hubei province from 2015 to 2020

4 結(jié)語(yǔ)

鄂西地區(qū)巖溶發(fā)育，地下水資源豐富，開(kāi)發(fā)前景可觀，但生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題較突出。以往開(kāi)展的區(qū)域性小比例尺成果，深入研究了巖溶環(huán)境地質(zhì)背景條件，巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題涉及較少，已不能滿足當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求，所以，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局于近期開(kāi)展了1∶5萬(wàn)巖溶水文地質(zhì)調(diào)查，通過(guò)對(duì)近期巖溶調(diào)查區(qū)的可開(kāi)采利用地下水資源量、開(kāi)發(fā)潛力、113處巖溶大泉和76條地下河開(kāi)發(fā)利用方案論證，表層巖溶帶的發(fā)育強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、富水性特征及其發(fā)育、變化、分布規(guī)律的深入研究，結(jié)合區(qū)內(nèi)巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的發(fā)育現(xiàn)狀、分布特征和成因機(jī)制及其發(fā)展演化趨勢(shì)，提出了巖溶水開(kāi)發(fā)與巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題防治區(qū)劃及防治措施建議，為該區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了翔實(shí)的地質(zhì)依據(jù)。同時(shí)結(jié)合本省及各縣市區(qū)發(fā)展規(guī)劃與中國(guó)地調(diào)局水工環(huán)調(diào)查的戰(zhàn)略部署規(guī)劃，各地針對(duì)水資源安全、糧食安全、城鎮(zhèn)化發(fā)展建設(shè)需求現(xiàn)狀，展望了下步工作部署。

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