鄂尔多斯盆地地下水勘查

一、内容概述

（一）成果简介

1首次探明全盆地区域地下水资源总量及其开发利用潜力

盆地区域地下水补给资源总量为105亿m3/a，可采资源量为58亿m3/a，目前开采量为11亿m3/a，开采潜力为47亿m3/a。开采潜力较大的地区主要包括盆地东缘和南缘的岩溶地下水、西北部白垩系地下水、东北部第四系孔隙水和黄河及其支流河谷区潜水。在这些有开采潜力的地区划定了18个地下水富集区，发现了161处地下水水源地，初步评价水源地供水能力可达22亿m3/a。

根据区域经济发展规划，到2010年、2030年鄂尔多斯盆地总需水量分别为72亿m3/a和90亿m3/a。全盆地可利用的水资源总量为104亿m3/a，其中，地表水为46亿m3/a，地下水为58亿m3/a。经供需平衡分析认为，通过对划定的集中供水水源地进一步勘查评价，统筹规划、科学调配，盆地内的水资源总量可基本满足能源基地近期和中期规划用水需求。

2查明了盆地地下水形成演化规律，攻克了一系列国际公认的科学技术难题

首次建立了全盆地三维地质结构数字模型和白垩系含水层结构数字模型；查明了盆地周边岩溶地下水和白垩系地下水的形成机理与循环模式，定量揭示了白垩系大厚度含水层不同深度地下水的形成年龄和更新速率。建立了鄂尔多斯盆地地下水数据库与空间信息系统，实现了对地理信息、基础地质、水文地质、物探和遥感信息等数据的有效管理，为地下水资源合理开发、管理与环境保护提供了数字平台。

3取得了海量的实测数据，为区域经济社会发展提供了重要地质基础信息

首次系统取得了全盆地基础地质、水文地质方面的海量实测数据。项目成果正在被陕、甘、宁、蒙、晋5省（区）经济社会发展规划所广泛采用。陕西省、甘肃省、内蒙古自治区和宁夏回族自治区人民政府加大了地下水勘查的资金投入，进一步提高了水源地的勘查程度。在项目实施过程中，采用“探采结合”的方式，为当地成井100 多眼，累计出水量每日达33万立方米，解决陕、甘、宁、蒙、晋5省（区）严重缺水地区的20多个城镇、上百个乡村及部分厂矿近57万人的饮用水困难。

4探索出一套重大项目的组织形式，培养了一批优秀人才

项目组织陕、甘、宁、蒙、晋5省（区）地质调查队伍和国内著名的专业院所、大专院校等17个单位的500多名科技人员，采用跨地域、多学科、多兵种联合攻关，将最新的地下水勘查理论与技术方法应用到鄂尔多斯盆地地下水勘查中，使项目科学技术水平达到了国际领先。探索出了一整套由多个单位参加，多学科融合，既有国际合作，又有地方政府合作的重大计划项目组织方式和运行模式。通过产学研结合，与国外著名研究机构合作，培养了一批能承担重大项目的技术骨干和领军人才，为开展我国其他大型盆地的地下水勘查工作奠定了人才基础。目前已出版专著2部；发表论文50篇，其中国外2篇、被SCI、EI收录2篇、核心期刊21篇；在国际和全国学术会议上进行学术交流达10次以上；培养博士生16人、硕士生27人。

（二）技术特点

充分借鉴国内外大型盆地地下水勘查的理论与技术方法，采用基于“GIS和数据库为支撑，从地质调查→地球物理资料解释→水文地质钻探验证→三维地质建模→同位素及水化学分析→地下水系统划分→地下水数值模拟等”一整套大型盆地的勘查评价理论与技术方法。

整个勘查工作实行产、学、研相结合，专项研究与综合评价相统一，采用多学科、多方法的综合手段，充分吸收引进国外地下水勘查新技术与新方法，加强开展国际技术合作与交流。同时，在勘查工作中，特别在水文地质钻探工作尽可能结合地方需求，努力提高勘查研究程度并发挥经济社会效益。具体技术方案为：

1鄂尔多斯盆地水文地质遥感解译

利用定量遥感技术，根据地表能量平衡系统（SEBS）原理，进行盆地的地表蒸发量的估算；结合区内植被指数的变化规律研究，确定地下水合理生态水位。

2鄂尔多斯盆地三维可视化地质模型研究

利用已有的各种空间数据（包括12930千米地震剖面、1956个煤田石油钻孔及测井数据，最新施工的203个水文地质钻孔数据），运用沉积盆地分析技术和三维可视化技术，建立全盆地三维地质结构模型、白垩系砂体空间分布数字模型和可视化模型，定量直观地表征和展示现今盆地的空间地质结构以及不同时代、不同类型含水层的空间分布。为鄂尔多斯盆地地下水三维数值模拟和地下水资源评价奠定地质基础。

3潜水面降雨入渗强度和蒸发强度原位试验研究

在鄂尔多斯乌审旗建立了水文地质原位试验场，开展潜水面降水入渗与蒸发强度原位试验研究，系统研究气象要素时空变化特征及其对地下水和生态系统响应；研究不同盐分浓度的水面蒸发强度，获取相关包气带水分运移和地下水资源评价的相关水文地质参数；揭示水分在包气带迁移转化的动力学机制。

4白垩系地下水循环机理研究

利用国际原子能机构援助的Packer定深分层取样设备与测试技术，对厚度达1000m含水层，定深测定地下水头，分层采集同位素及水化学样品，并开展分层地下水抽水试验，为查明含水层水文地质特征，获取关键水文地质参数，揭示地下水化学演化和循环规律提供了关键技术支持。

5鄂尔多斯盆地岩溶发育规律及地下水合理开发利用研究

以系统理论为指导，运用地质学、岩溶学、水文地质学理论，采用野外调查、室内外试验、水化学与同位素、GIS等方法手段。从岩溶理论出发，系统总结岩溶发育特征，归纳和总结不同岩溶地下水系统特征和水循环模式；分析岩溶含水层介质结构类型、地下水补径排条件、水化学与同位素特征、地下水动态及其影响因素和岩溶水资源演化规律，圈定具有开发利用前景的水源地，按地下水系统和子系统对岩溶地下水补给资源量、开采资源量、淡水资源量以及地下水的水质进行了评价。

6鄂尔多斯盆地白垩系地下水流数值模型研究

在GSLIB、T-PROGS、GMS等模拟软件的支持下，建立面积达1321万km2的白垩系地下水三维数值模型，采用地质统计学方法建立水文地质结构模型和渗透性参数空间分布模型；选取典型剖面，建立了剖面地下水流、水化学和地下水14C年龄模拟模型；采用SEBS模型计算了潜水蒸发量及其分布，用环境遥感方法分析植被指数演化规律，对地下水资源及生态环境功能进行评价。

7鄂尔多斯盆地地下水信息系统研究

以ArcGIS为平台，建立鄂尔多斯盆地空间数据库，对包括地理信息，基础地质、水文地质、物探和遥感解译等五大类数据进行有效管理并开发相关数据分析功能模块；使用Visual Basic语言，对ArcGIS、GoCAD、GMS、Sufer、Grapher、Aquachem进行集成，实现了地学空间信息的三维查询；在基于ArcGIS的模型信息管理、信息查询和信息交换的空间信息数据库系统的基础上，建立良好的地学空间信息可视化互访平台。

二、应用范围及应用实例

（一）应用范围

1技术方法的应用范围

采用基于“GIS和数据库为支撑，从地质调查→地球物理资料解释→水文地质钻探验证→三维地质建模→同位素及水化学分析→地下水系统划分→地下水数值模拟等”一整套大型盆地的勘查评价理论与技术方法。可应用于西北地区主要盆地。

2鄂尔多斯盆地地下水勘查成果应用范围

鄂尔多斯盆地地下水资源勘查成果，可作为盆地内地下水水源地进一步勘查的地质依据。

（二）应用情况及效果

1项目成果应用及效果

（1）在国家和有关省（区）社会经济发展规划中的应用

项目成果具有很强的实用性，既为国家和有关省（区）社会经济发展规划提供了地下水资源方面的宏观决策依据，也直接为当地经济建设和人民生活提供了宝贵的地下水源，解决了部分严重缺水地区的燃眉之急。

（2）在国家能源基地规划与建设中应用

项目探明了盆地内地下水资源总量及开发利用潜力，划定了18 处地下水富集区和161处水源地，水源地累计供水能力达22亿m3/a，部分水源地已经被当地政府转化应用。陕西、甘肃和内蒙古自治区人民政府分别与国土资源部合作，共同出资10800万元，对部分水源地开展了进一步勘查评价，为国家能源基地规划与建设提供了水资源保障。

（3）在国家大型企业供水中应用

通过成果转化，有力拉动了地方经济发展。中国神华集团“煤制油”工程是经国家发改委批准的国家重点建设项目，项目能否正常运行，关键取决于水资源的保证程度。项目勘查过程中发现的浩勒报吉水源地，地下水可采资源量达8万m3/d，已开始向厂区供水，保证了国家重点项目的正常运行。同时在严重缺水的鄂托克旗棋盘井镇找到了3处岩溶水源地，基本解决了内蒙古区级工业园区用水问题，使该镇生产总值由以前不足600多万元，发展到2004年的34亿元，出口创汇5000万美元；预计到2010年，工业产值将达到100亿元，出口创汇10亿美元。

（4）在城乡居民安全饮水中应用

在项目实施过程中，结合当地居民安全饮水和经济建设的需求，探索性的采用渗流井、辐射井、竖井汇流取水技术，建立了不同水文地质条件下的开发模式。采用“探采结合”的方式，为当地成井100多眼，合计出水量40万m3/d，解决了20多个城镇和上百个乡村近57万人的安全饮水问题，为改善革命老区和少数民族地区人民群众生活条件，促进地方经济发展和加强民族团结做出了重要贡献。

2成果转化应用实例

（1）开展鄂尔多斯盆地陕北能源化工基地基地地下水勘查

依据该项目成果，陕西省政府和国土资源部合作，共同投资2500万元，开展了“鄂尔多斯盆地陕北能源化工基地基地地下水勘查”项目，系统查明了陕北能源化工基地北纬38°以北地区的地下水资源总量、地域分布、利用现状和开发利用潜力。勘查与核查评价了33处水源地，可采资源总量为93亿m3/a。30处达到B级精度，B级可采资源总量769亿m3/a，可作为水源地施工图设计的依据；3处达到C级精度，C级可采资源总量134亿m3/a，可作为水源地初步设计的依据。新探明水源地20 处，新增8 处B级水源地，和184亿m3/a B级资源量；新增3处C级水源的和100亿m3/a C级资源量。C级升B级水源地9处，增加B级资源量227亿m3/a。核查B级水源地13处，可采资源量359亿m3/a

（2）开展榆林地下水资源勘查

该项目成果为榆林地下水资源勘查提供料基础，依据该项目成果，榆林市投资一亿元，由西安地质调查中心开展了“榆林市地下水资源勘查评价项目”，查明了地下水资源的空间分布，探明了区域地下水资源与开发利用前景，并圈定出了4处地下水富集区和有供水前景的水源地。为榆林市能源化工基地的建设、地下水资源的勘查提供了依据。

（3）开展鄂尔多斯盆地内蒙古能源基地地下水勘查

依据该项目成果，国土资源部与内蒙古自治区开展合作，深化项目成果，共同投资3800万元，开展“鄂尔多斯盆地内蒙古能源基地地下水勘查项目”，查明了地下水资源的空间分布，探明了区域地下水资源与开发利用前景，发现并圈定出了13处地下水富集区和44个有供水前景的水源地。并对10处地下水富水地段开展了整装性的水文地质详查，提交C级地下水可采资源834万m3/d。新发现了22处可供进一步勘探的水源地，其中大型5处中型17处，为能源基地建设提供了供水保障。

3应用前景

（1）勘查技术应用

总结了从“地质调查→地球物理资料解释→水文地质钻探验证→三维地质建模→同位素及水化学分析→地下水系统划分→地下水数值模拟等”一整套大型盆地的勘查评价理论与技术方法。为我国西北大型盆地地下水勘查提供技术借鉴和指导。

（2）勘查技术成果应用

系统查明了全盆地地质结构与含水层类型，建立了全盆地三维地质结构数字模型和白垩系含水层结构数字模型；首次查明盆地地下水资源总量及其开发利用潜力，发现了18处特大型地下水富集区，圈定了161处地下水源地，其中大型以上水源地42处，为国家能源基地建设提供了水源保障。

随着国家能源基地建设和地下水资源的进一步开发，本成果应用前景更加广阔。将为晋西能源基地地下水勘查、陕西渭北能源基地地下水勘查项目的实施提供理论及技术依据。

三、推广转化方式

宣传报道、会议交流、项目合作、技术培训、技术咨询、现场服务等。

技术依托单位：中国地质调查局西安地质调查中心

联系人：张茂省　侯光才

通讯地址：陕西省西安市友谊东路438号

邮政编码：710054

联系电话：029-87821944

电子邮件：xazms@126com，xahgc@163com

（一）系统设计思路

地下水系统三维可视化软件是一个庞大的软件系统，涉及到了一系列的软件开发技术和地下水系统概化与表示方案，在系统设计上要充分考虑现有的数据库基础，以提高对地下水系统的可视性与可 *** 作性为目标，总体设计思路如下：

（1）地下水系统三维可视化软件运行的基础是地下水资源数据库系统，系统运行的所有原始数据均来源于地下水资源数据库，二者之间需要实现紧密的有机结合。

（2）地下水系统三维可视化软件运行的核心数据是地下水系统的三维结构数据，它以数据库的形式存储。本系统的各个子系统均是围绕该数据库进行 *** 作。

（3）地下水系统三维可视化软件按功能的不同划分为几个子系统或称为组件，这些组件可根据需要集成到不同的系统中，其本身可以集成为一个完整的可视化软件系统。

（4）地下水系统三维可视化软件所处理的数据对象锁定为含水层系统，从面到体体现为含水层界面和含水层/隔水层本身，具有空间查询和管理功能，并对这些面和体可进行数据查询 *** 作。

（5）地下水流体的可视化依据含水层系统动态生成，其数据基础是地下水的动态观测数据。

（6）为体现地下水系统三维可视化软件的独立性，研制开发相关原始性数据的数据库管理软件，作为独立的组件集成到整个可视化软件中。

（二）系统结构与组织

地下水系统三维可视化软件采用组件方式处理，按照研究内容给出的划分方案，共包括8个软件组件和一个网络服务体系，作为一个集成结构，这些组件之间的关系如图4-1所示。整个系统可以划分为四个组成部分，分别具有相对独立的软件功能，但又相互联系、互相依托。

图4-1 地下水系统三维可视化软件的结构与组织

1地下水系统基础数据库管理子系统

实现对地下水系统三维结构基础水文地质数据信息的管理，原则上采用大型数据库作为数据存储，利用数据引擎进行开发。

2地下水系统三维模型生成编辑工具子系统

地下水三维系统生成辅助编辑工具能够为用户提供一个进行地下水三维系统动态生成和编辑的工作环境，并为地下水数值模拟提供单元剖分功能以及水文地质参数的空间配准。

3地下水三维系统可视化系统

利用生成的三维水文地质模型数据信息，系统可提供多种形式的地下水系统三维可视化显示，并可将这些成果用于输出。

4地下水三维系统的网络服务体系

三维可视化服务的对象是含水层结构，可基于含水层结构提供多种形式的WEB服务，通过用户的请求而取得可视化结果。

（三）系统组件与关联

地下水系统三维可视化软件的四个子系统又可以划分为8个程序组件和一个网络服务体系，实现地下水系统三维结构的生成、维护和服务过程。

系统包括的8个组件为单机模式，服务于水文地质专业技术人员，实现地下水系统三维结构的生成和显示，为开展地下水资源评价工作提供一种有效的工作环境。具体组件如下：

（1）地下水系统基础数据管理组件（组件1）；

（2）地下水系统基础数据预处理组件（组件2）；

（3）地下水系统三维模型生成编辑环境组件（组件3）；

（4）地下水系统三维空间剖分组件（组件4）；

（5）地下水系统空间面可视化飞行组件（组件5）；

（6）地下水系统三维结构可视化组件（组件6）；

（7）地下水流体运移动态仿真组件（组件7）；

（8）地下水流场动态模拟组件（组件8）。

网络服务体系是基于INTERNET提供的社会化服务，提供地下水系统三维结构的各种显示服务，并可根据用户的需要提供真实的三维结构数据服务。

第一条　为加强城市地下管线工程档案管理，保障地下管线安全，充分发挥地下管线工程档案在城市规划建设管理中的作用，根据《中华人民共和国档案法》、国务院《建设工程质量管理条例》等法律、法规，结合本市实际，制定本办法。第二条　本市行政区域内已建以及新建、扩建、改建的地下管线工程档案的管理，适用本办法。

本办法所称地下管线是指给水、排水、燃气、工业、热力、电力、电信、广播电视等地下管（沟）道和电缆。第三条　市建设行政主管部门是本市地下管线工程档案管理的行政主管部门，负责组织实施本办法。

区建设行政主管部门按本办法规定负责接收地下管线工程档案资料，并实施相应的监督管理。第四条　市城市建设档案馆（以下简称市城建档案馆）具体负责地下管线工程档案的管理和利用工作，其主要职责为：

（一）接收、鉴定、统计、保管地下管线工程档案资料；

（二）负责市地下管线信息数据库和管线信息系统的建立、管理、维护和更新；

（三）为城市规划、建设、管理提供地下管线工程档案资料服务。第五条　各专业地下管线工程管理部门在办理地下管线工程施工批准手续时，应将批准情况抄送市城建档案馆并在行政机关的网站上公布批准情况。第六条　地下管线工程的建设应严格按照批准的设计图施工。设计变更的，应按规定办理批准手续，并如实反映在竣工图上。第七条　管线建设单位在地下管线工程竣工验收前应交由具备相应测绘资格的单位，按照国家、省、市有关技术标准、技术规程进行竣工测量。平面坐标系统、高程系统、图幅分幅和编号应符合规定。实施监理的地下管线工程，监理单位应对地下管线工程档案资料进行审查确认。

对重要的地下管线工程施工中档案资料的形成，市城建档案馆或区建设行政主管部门可进行现场监督检查，有关部门、单位应给予配合。第八条　建设单位应在地下管线工程竣工验收后三个月内，按规定向市城建档案馆或区建设行政主管部门报送下列档案资料：

（一）地下管线工程项目的规划、设计、施工批准文件；

（二）竣工测量原始记录；

（三）地下管线成果表；

（四）地下管线工程竣工图（含平面图、横断面图、纵断面图、局部图）。

地下管线工程竣工档案必须完整、准确、真实，并由编制单位负责人签名盖章。第九条　地下管线投入使用后，涉及管位、管径、标高变动的改建、扩建或者维修，建设单位应当根据实际变动情况修改原竣工图，并于竣工验收后三个月内向市城建档案馆或区建设行政主管部门报送修改部分的工程竣工档案。第十条　地下管线废弃不使用的，地下管线权属单位应自废弃不使用之日起一个月内向市城建档案馆或区建设行政主管部门书面报告。第十一条　同安区、翔安区、集美区、海沧区建设行政主管部门应按本办法第八条、第九条、第十条的规定，接收区立项或由区建设行政主管部门实施工程质量安全监督管理的地下管线工程档案资料，并于接收后一个月内向市城建档案馆移交。

前款规定以外的地下管线工程档案资料，由建设单位直接向市城建档案馆报送。第十二条　多种地下管线统一铺设施工时，可由建设单位协商确定的单位按本办法规定编制地下管线工程档案资料，并负责报送；没有协商或者协商不成的，由各管线建设单位各自编制地下管线工程档案资料，并分别报送。第十三条　市城建档案馆或区建设行政主管部门对建设单位报送的地下管线工程档案资料应进行即时查验。对报送的档案资料不齐全或不符合法定形式的，应当当场或者在五个工作日内一次性告知需要补正的全部内容；对符合第八条规定要求的，应于七个工作日内出具书面收件凭证。第十四条　市城建档案馆应根据建设单位报送以及区建设行政主管部门移交的地下管线工程档案资料，及时将数据录入地下管线信息数据库，实行动态管理。第十五条　建设单位不按期报送地下管线工程档案资料或报送的地下管线工程档案资料不符合规定要求的，市城建档案馆或区建设行政主管部门应责令其限期报送；逾期仍不报送的，可由市城建档案馆委托具备相应测绘资格的单位进行测绘，测绘费用由建设单位承担。

工程施工中发现城市地下管线信息数据未作记录的地下管线，建设单位或施工单位应及时报告市城建档案馆或区建设行政主管部门。市城建档案馆或区建设行政主管部门应责令未按本规定报送档案资料的地下管线权属单位向市城建档案馆或区建设行政主管部门报送地下管线工程档案资料。

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