巖溶地下水資源勘查配置工作初探

摘要：隨著人口與經濟的增長，水資源的需求量不斷增加，水環境不斷惡化，水資源短缺已經成為全球性問題。聯合國在1997年《對世界淡水資源的全面評價》報告中指出:“缺水問題將嚴重地制約21世紀經濟和社會發展，并可能導致國家間的危機。”

關鍵詞：巖溶 深層地下水 優化

1、前言

總體上說，水資源包括海水，河水，大氣水，生物水，地下水。但根據人類的實際用途，水資源僅包括淡水資源。一下講的水資源，如不特殊說明，僅指淡水資源。

水資源作為一種可再生資源，儲量卻十分有限。浪費或污染的水資源，在很長一段時間內不能為人類所利用，且會造成循環污染。總的來說，人類可以利用的水資源是有限的，這既有時空分布不均的情況，也有降水時間分布不均的因素。隨著經濟的發展，人口總量的提高，尤其是污染的加劇，造成了淡水缺口越來遠大。例如這次日本核泄漏，使得福島周圍十三個地區的淡水變成毒水，不能再為人所用。

資料表明，全世界的總用水量越來越大。194為8200億m，1970年增加到26000億擴，進入上世紀9年代后，世界上有45個國家用水告急，本世紀初發展中國家還有21億人得不到廉價的符合衛生標準的水。而我國也有一百多個城市為缺水城市，四十個為極度缺水城市。其實，我國的我國水資源總量還算豐富，為28124億m3，局世界第五位，但人均水資源量則大大落后于世界平均水平，為2163m3，相當與世界人均水資源量的1/4，排名在100位以后，我國也被列為世界13個貧水國之一。同時，由于我國有廣闊的季風氣候區，水資源時空分布非常不均勻，年內、年際變幅大。由于我國地理跨度大，且地形復雜，加之山脈阻擋等因素，造成地區間降水差異大。水土資源分布不協調，造成我國水資源供需矛盾突出，水資源配置難度增加。尤其在干旱的北方地區，水資源短缺己經成為制約社會經濟發展的重要因素。

2、巖溶地下水和深層地下水開發勘察現狀

自80年代至今，深層巖溶水已經成為工農業生產、生活用水的主要供水水源之一。隨著建設和工農業的發展，各行各業對水資源的需求量明顯增加。由于區域內缺乏大中型地表水系和截水儲水控制利用工程，工農業用水轉向依靠開采深層巖溶地下水。據統計，深層巖溶地下水的開采以每年1%2左右的速度遞增，而地表水的開發利用率僅占其資源量的6.5%。受大氣降水量減少和地下水開采量增大的影響，造成區域局部地區地下水水位不斷下降。華北地區，已經形成了巨大的地下漏斗區，甚至對人身安全產生危害。而且由于深層地下水因人類活動影響較小，總體污染較小，根據地下水水質監測資料，大部分地區深層地下水水質較好，可作工農業用水和生活飲用水源，是難得的“清水”，又因為開采深層地下水技術成本和投入低，甚至不需要法律規范，造成了我國近幾年缺水區機井泛濫。但是，不得不承認，開采深層地下水使是我國解決目前水資源困境的最直接，最有效也是最經濟的方法。應該說，開采深層地下水是一項正確的決策，但要注意資源的分配與系統管理，避免過度開采。

3、水資源勘察配置的需求分析

需水預測是水資源優化配置研究的基礎。面對水資源供求日益突出的情況，做出正確的需水預測極為重要。

水資源需求分析是以未來經濟發展格局為基礎的。社會經濟的發展對水資源需求的增長的影響主要體現在人口增長的速度、城市化進程、產業結構的變化與工業總產值的提高、農業發展與灌溉面積的增長。上述三個方面彼此聯系又相互制約，即受不確定因素影響又有規律可循。

水資源需求分為經濟社會需水和生態環境需水兩大類，這兩大類對人類可持續發展具有同樣的重要作用，但現實中，人們往往只注重社會需求用水而忽略了生態環境用水。因此，我們需要科學而合理的對水資源優化配置，既考慮到經濟需求，也要考慮到生態需求。

在需水預測中，既要考慮總需水量不斷變大的事實，又要考慮因生產技術和生產設備的改善，污水處理技術的升級，循環用水觀念深入所產生的節水效果。使需水預測符合節約用水觀念。

在勘察與預測水資源時，要注意理清可供水量與可利用量的關系。

可供水量是指可從地表和地下天然水體取走供人類利用的水量。可利用量是在保護生態環境且經濟技術合理的情況下，在總水資源量中通過水利工程調節和調度可供人類凈消耗的那部分水資源量。二者是密切聯系的。可供水量和可利用量之間的關系是，由于抽取的天然水往往沒有被全部消耗，所以必然有一部分要重返自然界，重入進水循環。例如農業灌溉，城市綠化灑水等。這些回歸水還可以被重復利用。所以說，可供水量可以大于可利用的水量，即可供水量等于可利用水量乘以重復利用系數。可利用量與當地的生態環境系數相關，加大水資源的可利用量是節水的重要措施。

4、巖溶地下水和深層地下水資源優化配置

一般來說，應采取目標規劃方法來保障巖溶地下水資源分配。目標規劃方法的基本特點是目標間可以不可公度，目標間可以出現相互矛盾但允許人工調整和干預。不同目標有不同特性，同一等級目標還可以有幾個子目標，子目標間其重要性以權重確定。

一個地區的水資源分配，在考慮實情的情況下應按行政區分劃分。大多分為5個管理亞區，每個區域的供水指標由供水模擬模型決定。

巖溶地下水開采要滿足一下六個目標：一，地下水開采量要小于允許開采量；二，要優先滿足人類生活用水。三，要滿足各亞區域內不同工業用水需求；四，要向保證工業產值大的企業傾斜，淘汰落后企業。五，保證開采水資源的投資最小。六，符合可持續發展原則，保證水位降深滿足小于流域水位降深允許值。

水資源的合理分配在滿足上述水資源均衡約束的條件下，首先要保證各部門的用水要求。決策者應該制定近期和遠景水資源分配和優化方案，將優化結果分別代入地下水水量模擬模型中，可預測規劃年優化開采條件下地下水水位。在水資源供給量調整過程中，應主要調整電力、煤炭、化工用水量，其中電力用水量調整幅度較大，因為電力工業的供水效益比較低。根據《水利建設項目經濟評價規范》，在新建和已經存在的項目中，要進行水資源利用率調查，以確定各行業的用水效率，為產業結構調整提供參考。例如，山西省的煤炭，電力，冶金行業比較發達，但山西省位于缺水區，而這些行業又是用水大戶。山西省在開采地下水資源時就必須考慮相鄰省份的利益訴求，在這種情況下，進行產業結構調整無疑是最佳的選擇。

5、我國巖溶地下水開發實例

廣西巖溶峰林平原區，在地質人員的指導下，開發深層巖溶地下水，建立了以蔬菜為主的高效農業基地，使蔬菜增收20%-30%，人均增收350元。同時，也有效地治理了當地的石漠化，帶來環境效益。

廣西都安縣三只羊示范區，在表層巖溶泉和坡面流匯集的山凹部位，分散修建蓄水池7處，采用滴灌技術，滿足果樹和藥材基地的用水需要，建成了4種類型生態綜合建設區，當地居民人年均收入增加了800多元。

在貴州省實施了巨木地下河巖溶水開發示范工程，利用地下空間在地下河出口處筑壩攔蓄地下水成庫，建成了庫容239.2萬立方米地下水庫和300 立方米的高位蓄水池，解決了1.2萬余人和1.4萬余頭牲畜的飲水和8000余畝農田灌溉難題。水稻年增收90萬公斤、油菜年增產8.82萬公斤，實現年收入145 萬元。

參考文獻：

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