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中国及周边地区地下水资源与地质环境编图系列成果概览

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发表于 2018-9-2 12:48:23 |显示全部楼层
  地下水是全球经济一体化的重要资源保障。为支撑“一带一路”国家战略,中国地质调查局部署了“中国及周边地区地下水资源与地质环境系列图编制”项目,由中国地质调查局水文地质环境地质研究所承担,主要目标任务是通过亚洲重大地质环境问题研究,与亚洲主要国家合作编制《亚洲地下水系列图》和续编《亚洲地下水环境系列图》,中国地质科学院岩溶地质研究所参与开展了中泰岩溶水文地质对比研究。该项目周期为2013年至2016年,是“全国系列基础地质综合编图项目”的子项目,实施单位为中国地质调查局发展研究中心。
  截至目前,“中国及周边地区地下水资源与地质环境系列图编制”项目取得了一系列重要成果,主要包括《亚洲地下水系列图》、《亚洲地下水环境系列图》等2套6张1∶800万国际性地质制图系列图件;编写了《亚洲地下水与环境》1部专著;完成《澜沧江-湄公河流域跨界含水层研究》、《克鲁伦河流域地下水资源与环境地质》与《黑龙江-阿穆尔河流域生态地质环境》3份专题报告;编制《亚洲地下水与环境图集》1部。该系列研究成果,是重要的洲际性文献资料,可为绿色“一带一路”建设、资源开发和重大基础设施建设提供水文地质、地下水资源与地热资源的重要的资料和数据依据,对于亚洲地下水资源、地热能源和环境地质研究具有推动性作用。
  该系列成果,尤其是《亚洲地下水系列图》已被联合国教科文组织在跨界含水层研究与管理中应用,被作为亚洲跨界含水层管理的基础数据;诸多成果已被国内和亚洲国家许多科研院所、大学作为水文地质、地下水资源、地热研究和自然资源开发利用的基础资料广泛应用。《亚洲地下水环境系列图》可为保障我国与周边国家和谐的地质环境关系提供重要依据,为合理开发利用资源和更好地保护环境提供科技支撑,该系列成果还填补了许多国际上的空白,对亚洲乃至世界水资源研究将起到重要作用,对解决国际资源环境矛盾和生态环境问题具有深远的科学与政治意义。
  项目编制的《亚洲地下水系列图》(1∶800万)填补了洲际地下水资源及地热图件亚洲地区的空白,建立亚洲地下水资源与环境信息平台,为亚洲各国自然资源开发利用、水资源规划、地质环境保护和防灾减灾提供科学依据。
  其中,《亚洲地下水资源图》是通过亚洲地下水系统的划分,提出气候地貌为主控依据的宏观地下水系统划分的准则,综合气候地貌、地质构造、水文地质结构、地表水系等因素,划分了亚洲11个地下水系统36个子系统,并评估了不同类型地下水的补给和可采资源量,是首个亚洲地下水资源分布的成果图件;《亚洲水文地质图》是在张宗祜院士1992年主编的《亚洲水文地质图》和地质所最新编制的《国际亚洲地质图》基础上,重新划分了亚洲地下水赋存类型及富水程度,将亚洲地下水划分为孔隙水、岩溶水、裂隙孔隙水和裂隙水,更为准确地揭示了亚洲地下水的水文地质特征的循环规律;《亚洲地热图》反映了亚洲的地热存储类型,将亚洲热储类型划分为现代火山型、隆起断裂型和沉积盆地型,并且反映了大地热流及其分布规律,表示了3000米深度地温场及其地热资源分布的内在规律。
  项目编制的《亚洲地下水环境系列图》(1∶:800万),以资源可持续利用和地质环境保护并重为理念,应用地下水与环境地图时空认知理论,通过国际间合作总结了亚洲地下水与地质环境关系特征和规律,开展了与地下水相关地质环境问题研究,剖析了亚洲地下水质量状况,归纳了地下水过量开发的地质环境负面效应,地下水与生态环境的依存关系,探索了地下水环境地图的时空认知及变化规律总结。
  项目研究了亚洲地下水与地质环境的特征和规律,开展了地质环境系列图件编制及相关地质环境问题研究,剖析了我国及周边国家地下水资源开发所引发的环境地质问题,还开展了黑龙江(阿穆尔河)流域主要地质环境问题专题研究。研究工作是在项目组充分研究国际编图技术与亚洲地质环境编图特点基础上,借鉴已出版的国际编图成果,特别是美国和欧洲等国家地质环境的编图模式,同亚洲地质环境特征及其问题相结合开展的。
  《亚洲地下水环境系列图》由亚洲地下水质量图、亚洲地下水开发地质环境效应图、亚洲地下水生态环境图三张图件和说明书组成,该成果分析了原生地质环境与现代全球变化及其人类活动的关系,将亚洲地质环境背景与地下水环境问题联系起来,建立了新的亚洲地质环境编图理念,反映与地下水密切相关的地质环境,揭示了地质环境时空特征及分布规律。该项成果走在了国际同类编图研究成果前列,在编图内容和表现形式上体现出亚洲地质环境特色。
  亚洲地下水水质分带受到气候和地形地貌的主导和控制,地下水循环交替条件决定着地下水质量优劣。《亚洲地下水质量图》是通过综合评价亚洲地下水质量编制的,研究了地质环境对地下水质量的影响以及对生命健康的危害。研究了区内地下水的溶滤淡化和浓缩盐化作用的程度,划分出亚洲四大水质分带,其空间分布特征主要是由南北向中间的阶梯状地势、海岸带走向和气候的综合影响的结果,变化趋势从自补给区淡水带,到径流区淡水-微咸水带,逐渐演变成微咸水-半咸水带,直至到大陆盐化作用的咸水带。
  在《亚洲地下水开发地质环境效应图》的编制中,项目组首先根据地下水开发利用所引起的地质环境负面效应,作出单要素分析图件,然后以地下水开采引起的地质环境负效应为依据,以不同的地形地貌和含水岩组类型作为重要判断标准,划分出地下水开采的6个地质环境效应分区,包括:平原盆地地下水强烈开采大范围缓变危害效应区;平原盆地地下水一般开采无明显危害效应区;岩溶地下水局部开采易发突变性危害效应区;矿区地下水疏干开采易发突变性危害效应区;丘陵山地地下水分散开采无明显危害效应区;其他地下水零星开采常态效应区。项目还归纳出地下水不合理开发引起的地质环境负效应七大主要危害,包括区域地下水位持续下降、地面沉降、岩溶塌陷、地裂缝、海水入侵、油田地下水开采水位下降和矿区采空塌陷等。
  《亚洲地下水生态环境图》用系统理论将地下水与生态环境建立起有机联系,反映了地下水生态环境主要类型、时空特征及分布规律。该成果揭示了大气圈、岩石圈、水圈与生物圈之间的物质迁移和能量转换关系,尤其是气候地貌对地下水生态环境的控制作用,结合人类和其他生物的改造作用,确定出地下水生态环境三大类型,分别是:地下水调蓄支撑生态环境、地下水涵养维持生态环境、地下水贫乏脆弱生态环境。地下水生态环境的主要分区有:沿海口岸三角洲与滨海低地地下水调蓄支撑区,平原、盆地及丘陵低地地下水调蓄支撑区,低山丘陵地下水涵养区,高原山地地下水涵养区,高寒冻原地下水(生态)涵养区,沙漠、戈壁地下水贫乏区,黄土高原地下水贫乏区,岩溶石漠化地下水贫乏区等。
  项目还完成了《澜沧江-湄公河流域跨界含水层研究》、《克鲁伦河流域地下水资源与环境地质》专题研究报告,对亚洲主要跨界含水层进行了评价,创建了跨界含水层和谐度定量评价的数学模型,建立了湄公河流域跨界含水层和谐度定量评价模型和指标体系,建立了“功能指标-社会经济管理指标-法律效应指标”权重迭加的数学模型,并进行了跨界含水层定量评价,为跨界含水层研究提供了示范。
  项目成果实现了亚洲地下水资源与环境地质空间信息技术共享。项目建立了亚洲地下水资源与环境空间信息系统,解决了流域、国家、地区和单元等多尺度的信息元在洲际尺度上的信息处理问题;协调了不同年纪、不同时段等多时态的空间信息认知;规范了10种气候地貌类型、4种含水类型、3种地下水资源类型和3种热储类型等多类型的图面表达;图面结构合理、表现形式精细、色彩协调美观、科学普适易读。
  项目实施期间,水环所与岩溶所还共同参与了中国地调局《“一带一路”地质矿产资源图集》编制中的地下水资源和地热资源图件编制工作,为服务国家战略决策提供了科学依据。
  项目还开展了中国与中南半岛岩溶地质对比研究,国际间专家通过项目平台加强交流合作,携手共同提高科研水平。项目实施期间,岩溶所与泰国自然资源与环境部地下水资源厅合作,在泰国中西部典型岩溶区开展了岩溶水文地质调查与碳循环监测、地球物理探测技术应用试验与研究工作,并建立了2个地下水与碳循环中泰联合监测站,对比中泰岩溶形态组合特征与发育环境差异,初步估计了泰国岩溶作用与碳循环强度。
  项目还开展了黑龙江(阿穆尔河)流域生态地质环境研究,通过不同时段卫星遥感数据解译对比分析和实地考察验证,查明了当地的地质环境问题和原因:一是原生地质环境问题,主要有地方病、多年冻土与冻胀融陷、界河坍塌等;二是次生地质环境问题,主要有江河水质污染、城市地下水超采地下水位持续下降、矿山开采地面塌陷等;三是人类与自然共同作用下的生态地质环境问题,包括土壤盐渍化、土地沙化、湿地退化、草场退化、森林退化、水土流失以及冻结层退缩等。这些问题的存在,一方面是气候变化下自然生态缓慢的发展趋势,更重要的一方面是人类在发展社会经济的同时,违背了自然规律,给大自然和人类造成重大损失。
  此外,通过研究的不断深入,项目对大量信息资料进行了归纳分析,并编撰了亚洲地下水与环境专著,将于近期出版发行。另外,为了更广泛体现编图成果的应用性,项目还编辑了《亚洲地下水与环境图集》,也即将付梓。
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