世界水日 | 地质调查让不可见的地下水可见
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2022年3月22日是第三十个“世界水日”，联合国确定今年主题为珍惜地下水，珍视隐藏的资源。水资源直接关系着经济社会发展和人民健康福祉。近年来，自然资源部中国地质调查局坚持山水林田湖草是一个生命共同体理念，着力开展流域水文地质与水资源调查，实现从图幅水文地质调查向流域水资源调查评价转变、从地下水调查向地下水地表水一体化调查转变、从侧重水资源功能向资源环境生态功能并重转变，在服务区域经济社会发展、生态文明建设和精准扶贫中发挥了重要作用，为水资源合理开发利用和保护提供了支撑服务。
壹
埋藏于地下的水资源宝藏知多少
——中国地质调查局水文地质与水资源调查计划首席科学家李文鹏访谈
本报记者 潘 冰
《中国矿业报》：地下水在国民经济社会发展中扮演什么样的角色？
李文鹏：地下水是水资源的重要组成部分。与地表水相比，地下水分布更广、储存量更大，具有动态稳定、不易污染、总体水质优良、综合开发成本低等优点。
在我国干旱、半干旱的华北、西北地区，地下水往往是主要的、甚至是唯一的供水水源。21世纪初，河北省的供水量中地下水占80%以上，北京、山西、河南、山东等地也达到50%~70%。近年来，随着北方地下水压采政策的不断落实和深入，地下水供水比例有所减少，但河北、河南、内蒙古、黑龙江等省仍超过40%。
《中国矿业报》：为什么要开展全国地下水储存量评价？这项70年来首次查明的数据是怎样得出的？
李文鹏：地下水储存量是某一时刻赋存于潜水面以下含水层系统中水体的量，是水循环过程中长期累积形成的储存资源，反映了水资源禀赋，是自然资源资产的重要组成，也是重要的国情数据。其空间分布和可更新能力，是地下水可持续开采量评价的重要基础，为地表水-地下水优化配置、地下水应急水源地规划、地下水资源战略储备及水资源确权登记与资产管理等提供了基础依据。
地下水储存量的计算需要有较高精度的水文地质基础工作支撑。受水文地质调查工作程度、地下水动态监测的覆盖程度和信息化等因素影响，以往我国仅在局部地区、不同时间开展过地下水储存量评价。近年来，在自然资源部统一领导下，中国地质调查局建立了覆盖全国主要平原盆地和重要生态脆弱区的地下水监测网络，开展了全国地下水资源年度评价和周期评价，建立了全国-流域-省级地下水资源调查-监测-评价-区划的技术业务体系、组织结构体系、人才队伍体系、条件保障体系和协调合作新机制——这些工作为全国地下水储存量评价提供了保障。
2021年，中国地质调查局整理分析了我国近70年水文地质工作成果，基于669万平方千米1∶20万、275万平方千米1∶10万、115万平方千米1∶5万等区域水文地质调查成果，20余处地下水均衡试验场观测研究和前两轮全国地下水资源评价成果，以及6.8万个水文地质钻孔勘查数据和石油深部勘查数据，建立了全国894个地下水资源评价单元的水文地质结构模型，确定了平原盆地、山间盆地和河谷区、岩溶区及基岩山区不同地区可更新和难以更新储存量的评价方法，使用了6.0万处泉口流量数据和7.6万条地下水位监测数据，以大型平原盆地、山间盆地、河谷区、岩溶区为重点评价区，首次实现了全国地下资源储存量评价。
《中国矿业报》：此次评价结果显示，我国北方地下淡水总储存量约为35.5万亿立方米，占全国的95%；南方地下淡水总储存量约为1.9万亿立方米。北方地下淡水比南方多，且占绝对比重，这似乎与公众概念相反，应如何理解？
李文鹏：南方湿润多雨，北方干旱少雨，地下水南多北少，这是从地下水资源量，即地下水年度补给量的角度理解，并没有问题。而地下水储存量表征的是地下水的历史储量，是水循环过程中长期累积形成的储存资源。
地下水储存在含水层中。西北、东北、华北等北方地区平原区面积广阔，含水层为松散孔隙含水层，分布广，厚度大，地下水流动速度缓慢，储存能力强。因此，尽管年度增量少，但历经漫长的逐年累积，储存了大量的地下水，可为应对突发缺水事件和持续干旱提供可靠的水源战略储备。同时也要注意，北方地区虽然地下水储存量大，但多为难以更新的资源，消耗一部分就减少一部分，过量开采甚至会引发地面沉降等生态环境问题。
南方地区以岩溶孔洞含水层为主，地下水流动速度快，与地表水之间的转化非常积极，难以储存，因此地下水储存量少。
《中国矿业报》：能否举例说明，地下水储存量评价成果是如何应用于地表水-地下水优化调度、地下水战略储备区划等领域的呢？
李文鹏：在地表水-地下水优化调度方面，以东北三江平原为例。三江平原是我国重要的商品粮基地，对保障国家粮食安全具有重要意义，大量种植水稻导致地下水过量开采，水位持续下降，储存量不断减少。通过地下水储存量评价和水平衡分析，结合水文地质调查和人工回灌等试验手段，研究人员提出了保障粮食产量和生态系统健康的地表水-地下水优化调度建议，通过增加黑龙江、松花江、乌苏里江地表水引水量，减少地下水开采量，逐步恢复地下水储存量,使“三江连通”水利工程充分发挥了效益。
在地下水战略储备区划定方面，比如，为支撑全国国土空间规划编制，我们依据全国水文地质调查基础资料和地下水储存量评价成果，按照“存得入、蓄得住、储量大、水质好”的原则，基于华北平原、东北平原、鄂尔多斯盆地、河西走廊、准噶尔盆地、柴达木盆地、长江中下游平原区、西南岩溶地区等主要平原盆地区含水层特征，划定了38个国家级地下水战略储备区，成为国土空间规划水安全保障的重要指标。
《中国矿业报》：请您谈谈地下水储存量的变动与区域水平衡的关系？
李文鹏：某一时期内地下水补给量与排泄量的差异造成该时期地下水储存量的变化。地下水补给量、排泄量的组成和关系，以及地下水位、地下水储存量变化产生的生态环境问题和原因分析，是区域水平衡研究的主要内容。
举例来说，因2021年汛期的强降水过程和地下水超采综合治理，6月底华北平原地下水储存量净增17.1亿立方米，其中浅层地下水增加32.4亿立方米，但深层地下水减少15.3亿立方米。年底储存量增加171.9立方米。
强降水过程增加了地下水的补给，地下水超采综合治理减少了地下水的排泄，在二者的共同作用下，地下水储存量增加。其中，浅层地下水与地表距离近，通过松散的包气带与地表水和降水发生水力联系，容易接受降水等资源的补给，同时华北平原浅层地下水不是中东部地下水开采的主要对象，因此浅层地下水储存量增加明显；深层地下水与地表距离远，并且被黏性土层等不易透水的隔水层阻隔，难以接受降水的补给，同时华北平原深层地下水是中东部地下水开采的主要对象，因此深层地下水储存量减少。
《中国矿业报》：地下水监测站网在水资源调查和地下水储存量评价中发挥着什么作用？如何进一步完善地下水监测站网建设？
李文鹏：由地下水监测获取的地下水位、水质数据，是水资源调查的重要成果数据，是地下水储存量评价的核心基础数据。
目前，全国地下水监测站网日趋完善。在国家地下水监测工程20469个自动监测站点基础上，去年利用机民井完成5.6万点地下水位统测，地下水测点数增至约7.6万个，监测覆盖面积拓展到740万平方千米，填补了青藏高原、三江源等重要生态脆弱区，秦岭和祁连山等水源涵养区，塔克拉玛干沙漠等极度干旱区的监测空白，基本实现了除高寒、高海拔、高起伏等地区外的可测陆域范围全覆盖。不过，目前仍存在以下问题，一是各相关部委协同工作仍需要进一步加强，地下水监测站网建设亟需统一规划；二是在生态脆弱区和生态功能保护区，人口密集区、粮食主产区和重要能源基地，地质环境问题突出地区，监测密度和自动化监控能力不足，制约了地下水监测的支撑服务能力。
下一步，我们将致力于完成全国地下水监测站网规划，加快推进国家地下水监测工程扩建立项申报工作，加强青藏高原、三江源、祁连山、秦岭、高原湖泊等生态脆弱区和水源涵养区地下水监测网络建设；会同水利、生态环境、气象、农业农村等相关行业的管理部门，推进水资源监测网络规划建设，力争“十四五”期间完成全国水资源监测网在国家立项。
贰
在新疆、宁夏、内蒙古、广西四省份少数民族地区，乌蒙山、燕山-太行山等集中连片扶贫区以及赣南、沂蒙山、陕甘宁等革命老区，选择严重缺水地区，运用先进技术装备，采用1∶5万水文地质调查、遥感、物探、钻探等多种勘查手段，组织实施扶贫和应急找水打井8100余眼、省部合作供水浅井213.5万眼，为2200余万人提供了生活生产水源保障。
值得特别指出的是，为我国最缺水的宁夏西海固地区、甘肃会宁县、新疆南疆、川藏少数民族缺水区提供了安全的饮用水源，在江西省兴国等县发现锂型、锌型稀有矿泉水，在湖南省新田县圈定大型富锶矿泉水田，在河北省阜平县发现北方流量罕见的富锶型矿泉水，为当地脱贫攻坚“两不愁，三保障”提供了饮用水源，培育出新的水产业经济增长点。
二、探索形成高效找水技术体系，保障了找水打井的成功实施。
山区地下水赋存运移规律与地下水质复杂多变，找水难度大，比如岩溶石山区岩溶发育差异大，既有地下水强径流带甚至地下暗河，也有大面积贫水区，故有“隔墙不打井”的谚语，红层丘陵山区地下水储存涵养能力差，难以集中开发利用。面对这些困难，综合分析出“地貌汇水，岩性赋水，构造控水”的地下水形成赋存规律，探索出包括遥感解译、水文地质测绘、地球物理勘探和水文地质钻探等手段的“逐步逼近式”找水模式，并与水井增水技术、地下水分层勘查取水技术、水质改良技术形成完整的安全供水技术方法体系，提高了勘查效率和供水能力，降低了勘查成本，平均成井率大于90%。
三、创新“地调示范引领，地方工程跟进”部省合作模式，“平战结合”支撑国家应急救灾工作。
与四川省人民政府签署协议，通过中央经费示范引领，地方资金跟进，在105个县合作开展红层地下水调查与开发利用，为当地群众解决了饮水困难，形成了“地调示范引领，地方工程跟进”的部省合作模式，并在四川大骨节病区、宁夏中南部等缺水地区地下水勘查与供水示范中进一步推广使用。
面对突发性干旱，积极响应党中央、国务院抗旱救灾号召，平战结合，组织实施了2010年西南滇黔桂地区、2011年华北-黄淮地区抗旱找水打井应急行动，面对极其复杂的水文地质条件，充分发挥“精兵加现代化”专业技术优势，定井准，打井快，水量稳，水质优，曾在广西创下24小时定井-打井-出水的新纪录，圆满完成应急抗旱找水打井任务，得到国务院及地方政府的充分肯定。
（作者系中国地质调查局水文地质环境地质调查中心主任）
叁
高效运维国家地下水监测工程 支撑服务水资源管理
周 平
一、监测工程持续稳定高效运行
自2019年正式投入运行以来，监测工程以每小时1次的自动监测频率，通过物联网、北斗等方式实时传输，每年获取地下水位、水温监测数据近9000万条。截至2021年底，监测工程的自动监测设备日上线率始终保持在95%以上，仅自然资源部门的自动连续监测数据累积近5亿条，基本掌握了全国主要平原盆地地下水水位变化情况、动态特征和水质状况，实现了对我国主要平原盆地及人类活动经济发展区地下水的有效监测。
二、监测工程支撑国家水资源管理成效显著
监测数据有效支撑了自然资源部水资源调查监测评价等工作，在回答华北平原、三江平原、淮北平原等区域的水土资源开发利用与保护、地面沉降防控问题中发挥了关键作用。通过与水利部、生态环境部、中国地震局等多部门建立数据共享机制，监测数据得到了及时有效的转化应用。与水利部门共同开展“最严格水资源管理制度”全国地下水超采区水位考核与通报工作，与生态环境部门共同开展“国家水污染行动计划”地下水环境质量考核点监测工作，有力支撑了相关部委履职尽责。
三、监测工程服务社会公众和科研教学需求
监测数据通过中国地质调查局“地质云”、监测工程微信公众号等渠道主动开放共享，让更多公众参与了解地下水监测工作，提高社会对地下水资源的保护意识。同时，监测工程按需提供定制化服务，截至2021年底，已累计向45家大专院校和科研机构共享监测成果80余次。每年编制的《中国地质环境监测地下水位年鉴》提供给30多家院校与科研机构使用，为相关科研和教学工作提供了翔实的科学观测数据。
未来，将积极践行习近平生态文明思想，落实《地下水管理条例》相关要求，加强青藏高原、三江源区等生态脆弱区和秦岭、祁连山等水涵养区地下水监测，加快国家地下水监测工程二期申报建设，基本实现地下水监测网陆域全覆盖，进一步优化布局，为国家水资源管理和社会公众提供更加有力的基础支撑和服务。
（作者系中国地质调查局地质环境监测院副院长）
肆
聚焦亚洲地下水资源与环境研究 服务“一带一路”高质量发展
张兆吉
一、首次评价了亚洲洲际区域地下水资源状况
基于地下水系统理论，以气候、地貌、构造为标志，研究划分了亚洲地下水含水层系统，首次编制完成1∶800万亚洲地下水资源分布图，客观反映了亚洲不同地区地下水资源赋存类型及其分布规律。按照地层孔隙裂隙状态和地下水储存特征，重新厘定了亚洲的5类含水层，首次评价得出亚洲地下水天然补给资源和可开采资源量分别为46777亿m3/a和32744亿m3/a。
二、揭示了亚洲地下水与生态环境关系
聚焦亚洲突出的地下水与生态环境问题，探索了亚洲地下水及生态环境的关系，评价了亚洲地下水质量状况，建立了地下水与地表生态系统的关系模式，首次编制了亚洲地下水生态图和地下水开发利用地质环境效应图，反映了地下水功能及开发利用地质环境正负效应变化规律。
三、首次构建了跨国界含水层和谐度评价模型
针对湄公河流域和克鲁伦河流域存在的跨国界国际含水层，系统分析了地下水开发中的跨界含水层管理要素和谐状态，建立了跨界含水层资源、环境、管理和法律等主要指标体系和评价模型，为联合国教科文组织开展全球跨界含水层管理提供了示范，为实现中国与周边国家和谐的水资源与环境关系提供了重要保障。
成果以中、英文公开出版，是重要的国际性文献资料，从洲际视野认识地下水资源和地下水环境状况，揭示亚洲地下水与环境的时空特征规律，并提出了相应的地下水环境保护对策建议，提升了亚洲地下水与环境科学研究水平。研究成果为联合国教科文组织提供亚洲跨界含水层基础数据，服务于中资企业境外重要战略矿产资源开发和重大工程建设，保障水资源和生态安全可持续发展。
（作者系中国地质调查局水文地质环境地质研究所副所长）
伍
水文地质调查支撑服务岩溶地区经济社会高质量发展
潘晓东
组织完成了我国西南8省（区、市）岩溶地下水资源调查评价，共调查岩溶地下水3000多条、典型岩溶流域200多个。评价得出，西南岩溶地下水资源可开发利用量为534亿立方米/年，现状开采量66亿立方米/年，具有巨大的开发利用潜力。同时通过调查圈定了2000多处富水地段，发现了300多处富锶、富锌、富偏硅酸矿泉水及含硫热矿泉水。初步查明了西南岩溶区水环境质量状况及其变化趋势，编制了地下水污染防治区划，为地下水资源保护和饮水安全提供了科学依据。
二、研发了岩溶地下水有效探测技术
针对南方岩溶含水介质空间分布极度非均质性和各向异性特征，研发了岩溶地下水定位、定深、定性的“三定”探测技术方法，定井成功率由30%提高到70%，有效指导了2010年西南和2011年北方四省抗旱找水打井，成井8000多眼，直接解决了岩溶石山严重缺水地区和贫困地区600万人饮用水困难，为2000多万人提供了饮用水源保障。“三定”探测技术有效推广应用，成功解决了广西桂林洛潭水库、贵州织金碧云湖等湖库渗漏和湖南张家界沅古坪等隧道突水的灾害问题，创造了良好的社会和经济效益。
三、构建了岩溶水资源高效开发利用模式
因地制宜构建了岩溶丘陵洼地、深切割岩溶斜坡、岩溶峰丛洼地、岩溶峰林平原和丘陵谷地、断陷盆地等南方主要地貌类型岩溶区地下水富水模式、成井模式和地表-地下联合调蓄水资源高效利用模式。实施400多处水资源高效开发利用示范工程，形成了水资源利用与生态恢复、经济协同发展路径，为贵州丹寨、四川昭觉、云南宣威等县脱贫攻坚提供了有效支撑。
下一步，将继续加强岩溶地区以流域为单元的水文地质与水资源调查，制订“流域+行政单元”的水资源区划和优化配置方案，持续支撑服务岩溶区经济社会高质量发展。
（作者系中国地质调查局岩溶地质研究所副所长）
陆
水文地质与水资源调查进展
郑跃军
2019年以来主要取得七方面进展：
下一步，将进一步聚焦国家重大需求，依靠科技创新和信息化驱动，积极拓展工作领域和服务方向，重点做好五方面工作：
（作者系中国地质调查局地质环境监测院水资源调查评价室主任）
柒
查明地下水资源家底 助力长江流域生态保护修复
黎清华
一是长江流域总体地下水资源量丰富，约占全国地下水资源总量的四分之一，空间分布上具有一定的不均匀性，长江中上游（湖口以上）地下水资源量占全流域的93.3%。
二是长江流域地下水水位总体保持稳定，丰枯季水位变化不大，局部地区地下水降落漏斗面积减小，地下水位呈回升趋势。
三是长江流域地下水资源整体处于均衡的状态，储变量较去年整体上呈增加趋势，其中四川盆地增加最为明显，共增加23.72亿m3。
四是地下水水环境总体优良，长江流域的上游水质优于中下游，云贵渝等岩溶水分布区的水质明显好于其他地区。部分地区锰、铝含量偏高的原因是降水量的减少和原生劣质水的广泛分布。
五是地下水开发利用水平整体很低，地下水资源开发利用潜力大，在长江大保护的背景下，通过管制地下水开采量、合理调配水资源供给以及人工回灌等手段，局部地区由于以往不合理的开发所引发的环境地质问题已大为改善，岩溶塌陷、地面沉降等问题得到了较好的控制。
下一步，将完善长江流域地表水-地下水一体化调查监测体系，以水资源承载力为依据，坚持“以水四定”，提出城市、人口和产业发展合理规划建议。针对受损的河湖湿地，实施生态补水、水质治理修复等措施，助力长江流域生态保护修复。
（作者系中国地质调查局武汉地质调查中心水资源与水文地质室主任）
捌
多维高精度调查监测 保障黄河流域地下水可持续利用
韩双宝
由于黄河流域地下水资源类型多样、空间分布复杂，同时受气候变化和人类干扰，地下水循环条件发生很大变化，为全面掌握地下水资源的数量、质量、生态状况及变化，中国地质调查局于2019-2021年部署了黄河流域地下水资源调查，取得以下五方面进展：
下一步，将全面开展黄河流域水文地质与水资源调查、地下水资源监测、地下水评价和区划等工作，服务黄河流域水资源安全保障和自然资源管理。
（作者系中国地质调查局水文地质环境地质调查中心水资源调查监测室主任）
（本文刊登于2022年3月22日《中国矿业报》第2、3版）
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编辑/宫 莉
审核/张丽华
审签/赵腊平
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