呂光輝,張建華,敖春來
(1.中國人民解放軍68612部隊,寧夏銀川750021;2.中國建筑材料工業地質勘查中心陜西總隊,陜西西安710003)
南疆地區飲用水現狀調查
呂光輝*1,張建華2,敖春來1
(1.中國人民解放軍68612部隊,寧夏銀川750021;2.中國建筑材料工業地質勘查中心陜西總隊,陜西西安710003)
采取水文地質調查、地球物理勘探、水文鉆井勘探、水質檢測相結合的方法,對西藏自治區阿里地區、新疆維吾爾自治區和田、喀什、克州、阿克蘇地區等地區飲用水水量、水質、地下水賦存條件等水資源情況進行了全面調查、水資源評估,并提出建設建議或方案。
新疆南疆地區;西藏阿里地區;水資源調查;飲用水現狀;調查報告
新疆與蒙古、俄羅斯、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度、尼泊爾等9國接壤,邊界線長達6889km,占全國陸地邊界總長的1/3多。該區邊境山脈相通,環繞分布,地貌形態由數列巨大山系與高原湖盆組成,呈現高山、峽谷、冰川、高原和湖盆相間分布的復雜地形。新疆南疆地區分布有岡底斯山、喜馬拉雅山、昆侖山、喀喇昆侖山和天山等高山和極高山,平均海拔大于4500m,氣候極端寒冷、干旱,生存環境惡劣,自然災害頻繁,部分地區終年積雪,嚴重缺氧,交通不便。長期以來受自然、社會、歷史、經濟等多方面因素的制約和影響,該地區基本沒有進行過地質勘察、水文地質調查、地球物理勘探、水質評價,水資源及其相關資料極為匱乏。
針對高原高寒地區水資源信息匱乏和南疆地區特別是高原高寒地區水資源信息處于空白的現狀,我們對南疆地區各單位駐地飲用水現狀進行調查研究。調查采用水文地質調查、地球物理勘探、水文鉆井勘探、水質檢測等專業技術手段,對高源高寒地區供水水源水量、水質及地下水賦存等水資源情況進行了詳細的調查和勘察。
調查主要是對南疆阿里、和田、喀什、克州和阿克蘇等5個地區所轄中尼、中印西中段、中巴、中阿、中塔、中吉等邊境線的17個縣的飲用水現狀進行調查;調查區域涵蓋了西藏自治區阿里地區、新疆維吾爾自治區和田、喀什、克州、阿克蘇等地區121單位,調查面積65.16×104km2。
調查主要采取水文地質調查、地球物理勘探、水文鉆井勘探、水質檢測相結合的方法,對調查區水量、水質、地下水賦存條件等水資源情況進行了全面調查研究,調查主要內容一是對調查區、段人員飲用水質量及用水需求和現狀進行調查;二是對調查區、段水資源進行摸底;三是為南疆地區飲用水建設提供決策依據;四是南疆地區水資源勘察評估,并提出建設建議或方案。
調查工作針對南疆地區海拔高、自然條件復雜、保障困難的客觀實際,采用多專業技術手段和具有國際先進水平的儀器設備,其中水源調查車2臺,水文測井車3臺,工作車2臺,物探儀器2部。工程技術人員19人,行程49000余公里,調查了5個地區121個單位的供水現狀,進行了71個點位的地球物理勘探,在38處點位進行了水文鉆孔勘探,并有針對性地提出了合理的建議和建設方案。
在調查工作中采用的地球物理勘探設備是加拿大鳳凰公司的V8多功能電法儀和美國勞雷公司的EH4連續電導率剖面儀。V8多功能電法儀采用的主要技術方法是音頻大地電磁測深(AMT),EH4連續電導率剖面儀采取的主要技術方法是大地電磁測深(MT)。這兩種方法均利用天然或人工電磁場作為場源,在地面沿一定的剖面線測量電場強度和磁場強度,通過處理反演來了解地下巖石電阻率的變化,達到了解地質構造、找水的目的。
水質檢測主要采取現場規范取樣,及時送往具有國家級資質的喀什地區疾病預防控制中心和寧夏地礦局水質檢測中心進行檢測。按照國家水質檢測標準(GB/T5750-2006、GB5740-2006)對色度、渾濁度(NTU)、嗅和味、肉眼可見物、pH、氰化物、氟化物、氯化物、硝酸鹽氮、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度、耗氧量、鉛、鐵、錳、銅、鋅、砷、鉻(六價)、鎘、鋁、汞、硒等24個指標進行檢測分析。根據檢測結果對每個取樣進行了水質評價。
鉆孔勘探使用SPC-600型車載鉆機,依據供水管井施工規范,按照小徑鉆進、分級擴孔、沖孔換漿、下管、填礫、止水、洗井、抽水試驗的工藝流程,完成了38眼勘探孔的施工任務,印證了建設方案的可行性。
調查工作歷時19個月,分3個階段完成。第一階段為調查階段:從2011年8~11月、2012年4~9月、2013年5~8月,歷時13個月時間。主要采用現地勘察、水樣采集送檢、地球物理勘探等方法收集資料,經綜合成果分析,提出了建議或建設方案;根據建設方案,采取小口徑鉆進、測井、擴孔、下管、填礫、止水、洗井、抽水試驗等施工流程構筑管井,印證建設方案的科學性。第二階段從2012年10~12月和2013年9~10月主要對取得的水文地質、物探、水質、鉆探等資料進行分析匯總。第三階段從2013年10~12月撰寫調查研究成果報告。調查主要工作如下:
(1)對5個分區17個縣的121個單位進行了供水現狀調查,查清了供水現狀及周邊水源的分布情況。
(2)完成水源點調查180個,其中地表水源點59個(湖水12個,河水47個),地下水水源點121個(泉水15個,管井68個,大口井38個),基本摸清了調查區水源情況。
(3)實地采集水樣180個,出具水質檢測報告180份,其中地表水源點59個(湖水12個,河水47個),地下水水源點121個(泉水15個,管井68個,大口井38個)。基本摸清了調查區水質情況。
(4)利用V8多功能電法儀和EH4連續電導率剖面儀完成了71個點位的地球物理勘探,布置測線109條,總長12093m,測點328個,繪制剖面109幅,測繪面積達52.62km2,編寫物探報告71份。勘定井位56處,已完成勘探孔38眼。使用SWJ1000型測井車對已完成38眼勘探孔進行電法和自然伽馬測井,通過曲線解釋確定了地層巖性、含水層厚度及埋深,印證了物探成果的準確性。
(5)針對121個調查點的不同情況,提出了具體建議,其中:確定可利用原有水源取水的有43處,勘定井位56處,16處不具備成井條件,利用自有水源供水或另覓水源;需要安裝凈化設備的有10處,輸水設施升級改造1處。
(6)確定管井施工建設方案38個,小口徑勘探深度達3987.77m,成井38眼,總深度為3576.2m日出水量達47055.4m3。
4.1 調查主要難點
(1)點多、線長、面廣。主要調查了西藏阿里地區、新疆和田地區、喀什地區、克州和阿克蘇地區的17個縣的飲用水現狀,涉及中尼、中印西中段、中巴、中阿、中塔、中吉邊境線3512km。調查包括水文地質調查、地球物理勘探、水文鉆井勘探、水質檢測等多項專業內容。
(2)調查區原有水文地質研究程度低,水資源信息資料匱乏,基本處于空白狀態。對調查區飲用水現狀、地表水源、地下水蘊藏、水質等情況也無詳實準確的水資源信息資料。
(3)調查動用的專業裝備在高原高寒的特殊環境中沒有實地使用過,其適應性、實用性、可靠性也沒有可借鑒的經驗。
(4)調查涉及專業技術多、要素內容多,成果整合、提煉難,技術含量有待進一步檢驗。
(5)調查涉及地區敏感,無形中增加了工作難度。
(6)調查區高寒缺氧的特殊環境對人員、儀器設備的影響程度以及是否可以克服自然環境帶來的不利因素,取得詳實準確的水資源信息就成為調查工作的又一難題。
4.2 調查工作重點
南疆邊境地區平均海拔大于4500m,部分地區終年積雪,嚴重缺氧,氣候極端寒冷干旱,生存環境惡劣,交通不便,人煙稀少,物資匱乏,受諸多因素制約和影響,該地區地質、水文地質及物探勘察長期處于空缺狀態,區域飲用水水質、供水需求、可供水水源等資料也極為匱乏。因此項目的重點在于調查內容、要素是否全面、資料占有是否充分,采取技術手段是否先進。因此在高海拔地區人員飲用水現狀調查研究中,調查廣、取樣全、技術新、標準高、方法多、方案實,既是課題的重點也是難點和亮點。
調查采用水文地質調查、水文地球物理勘探、鉆井勘探、水質檢測等專業技術手段,對中尼、中印邊境西中段、中巴、中阿、中塔及中吉邊境南疆地區的阿里、和田、喀什、克州和阿克蘇地區的121個點位進行調查與研究。
通過水文地質調查,查清了各點位的供水現狀及周邊水源點的分布情況;所有水源點的水質檢測,均由具有國家級資質的喀什地區疾病預防控制中心和寧夏地礦局水質檢測中心,按照國家水質檢測標準(GB/ T5750-2006、GB5749-2006)進行了24個指標的分析檢測,并對所有水源調查點的水質作出了評價;水文地球物理勘探使用的是美國勞雷公司的V8多功能電法儀和加拿大鳳凰公司的EH4連續電導率剖面儀,屬國際先進物探設備,利用大地電磁法,采集電磁信號,通過處理反演來了解地下巖石電阻率的變化,確定地質構造、劃分地層時代、含水層巖性和埋藏深度及厚度;集中專業技術人員對現地勘察資料、物探成果、測井曲線解譯成果進行綜合分析與研究,查清了各調查點的水源情況。因此,調查成果準確、可靠。
調查主要對中尼、中印邊境西中段、中巴、中阿、中塔、中吉邊境海拔3500~5500m地區獨立用水單位的供水現狀、用水量、飲用水水質,以及周邊泉、湖、河流、地下水綜合信息進行了詳實調查,并提出合理化建設方案及建議。調查成果可作為管井構筑和供水建設的決策依據。其整體的先進性體現在以下幾個方面:
(1)調查廣。對該區中吉、中塔、中阿、中巴、中印西中段、中尼沿線的5個地區下轄的獨立用水單位的供水現狀進行詳細的調查。
(2)取樣全。實地水源取樣點180個,調查面積達65.16×104km2,遍布西藏阿里、新疆和田、喀什、克州和阿克蘇地區,其中采集地表水水樣59個(湖水12個,河水47個),摸清了阿里地區獅泉河流域、象泉河流域、孔雀河流域及班公湖、斯潘古爾湖等地表水源水質情況;采集地下水水樣121個(管井68個,大口井38個,泉水15個),摸清了各調查點的地下水源水質情況。
(3)技術新。使用了國際先進的V8多功能電法儀和EH4連續電導率剖面儀,并針對調查區復雜的自然條件采取了相應的有效措施,獲取的數據準確,取得的物探成果可靠性強。
(4)標準高。水質檢測要求高,所有水源點均按規范取樣,水質檢測,均由國家級水質檢測中心根據國家水質檢測標準(GB/T5750-2006、GB5749-2006)進行分析檢測。勘察(水文地質、鉆探)施工嚴格按照《供水水文地質勘察規范》(GB50027-2001)、《供水管井技術規范》(GB50296-99)、《供水水文地質鉆探與鑿井操作規程》(CJJ13-87)執行;地球物理勘探按照《大地電磁測深法技術規范》(DZT0173-1997)執行;電法和自然自然伽馬測井按照《水文測井規范》(DZT0181-1997)執行。
(5)方法多。對供水現狀、水質、水文地質等進行了多方位、多角度、多層面的調查研究,對需要管井構筑的地方還進行了小徑鉆探和測井分析。
(6)方案實。依據詳實的調查資料和先進的勘察手段并結合高原特有的地質構造,在5個分區17個縣市布置測線109條,測點328個,總長12093m,繪制剖面109幅,測繪面積達52.62km2,編寫物探報告71份;勘定井位56處,已完成勘探孔38眼,小口徑勘探深度達3987.77m,成井38眼,總深度為3576.2m,總出水量為47055.4m3/d。
調查工作完成后,形成調查成果報告,成果報告按南疆地區由北向南的順序進行編寫。為方便使用,調查成果按地區、縣、單位分為3個層級分8部分編寫。第一部分內容對調查區進行總體概述,主要綜述了調查區的自然地理、經濟地理、地質和水文地質條件;第二、三、四、五、六部分分別對新疆阿克蘇、克州、喀什、和田和西藏阿里地區飲用水現狀及駐地水資源情況進行了詳述,內容主要包括:一是飲用水現狀(含供水井、河流、湖泊、泉等水源點的水量、水質情況);二是地球物理勘探成果;三是建議或建設方案。第七部分為結論;第八部分為附件(水資源信息圖、表)。調查報告共收錄121個單位的供水現狀,繪制物探剖面圖109幅,編寫物探報告71份,出具水質檢測報告180份,共計743頁108670余字。
經寧夏回族自治區科學技術發展戰略和信息研究所查新,國內的文獻報道,未見西藏自治區阿里地區、新疆維吾爾自治區喀什、和田地區的地質、水文地質、供水現狀調查及建設建議文獻報道。
南疆地區飲用水現狀調查成果填補了我國西藏自治區阿里地區、新疆維吾爾自治區南疆地區水資源資料空白。其實際價值與意義在于:一是查清現狀為經濟建設和國土開發提供詳實、準確的水資源資料。二是為今后工程建設和大型水資源開發任務提供技術支撐。三是在防災抗災等行動中,為救災行動隊提供快速、準確的水資源信息;為地方政府實施快速有效應急供水提供方案。
P641
B
1004-5716(2015)01-0084-03
2014-04-22
2014-04-25
呂光輝(1971-),男(漢族),山東煙臺人,工程師,現從事給水及給水裝備研究工作。