干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 鄂尔多斯盆地北部地下水循环与合理开发利用研究

Arid

	鄂尔多斯盆地北部地下水循环与合理开发利用研究
	尹立河; 李瑛; 陶正平; 王晓勇; 董佳秋; 崔旭东; 马洪云; 张俊; 黄金廷; 王冬; 赵振宏
完成单位	中国地质调查局西安地质调查中心
登记(发布)日期	2014
中文摘要	一、项目来源与背景鄂尔多斯盆地蕴藏着丰富的矿产资源,其中煤炭、天然气、石油和岩盐等的储量在国内占有较为重要的地位,有望建成国内最大的能源化工基地。但盆地内水资源短缺,成为制约社会经济发展及能源基地建设的主要瓶颈。中国地质调查局于1999年～2005年,组织开展了“鄂尔多斯盆地地下水勘查”项目,对盆地地下水资源及开发潜力、地下水资源对社会经济发展的支撑作用进行了深入研究。2006年中国地质调查局又启动“鄂尔多斯盆地能源基地地下水勘查”计划项目,“鄂尔多斯盆地北部地下水循环与合理开发利用研究”是计划项目的工作项目之一,通过项目实施试图解决盆地北部地下水循环机理和开发利用关键技术问题,为能源基地建设及地下水合理开发利用提供技术依据。二、技术路线以地下水系统理论为指导,深化白垩系和萨拉乌素组含水岩组地下水循环机理研究,通过开展地下水补给量、骨干剖面分析和典型循环系统三个专题,旨在查明地下水补给量,确定浅中深循环系统的水动力、水化学、同位素年龄和水温特征,查明各循环系统的水平发育规模、垂向发育深度、循环过程和不同深度的循环量。三、主要科技创新 1、扩展了以定性分析为主的地下水系统理论,使其适用于定量刻画大型盆地地下水的循环机理,为地下水的合理开发利用方案制定提供了新技术。 1963年Toth提出了地下水系统理论,可定性分析大型盆地地下水循环规律。项目提出了地下水循环机理的定量化研究方法体系,即以数值模拟技术、粒子示踪技术和派克分层试验为技术方法,研究不同级次循环系统的水平发育规模、垂向循环深度和不同深度地下水的循环量;以剖面模拟为主要手段,定量刻画不同循环系统的水动力、水化学、年龄和温度特征。研究成果扩展了以定性分析为主的地下水系统理论,增加了定量分析功能,为制定地下水的合理开发利用方案提供了新方法。 2、揭示了鄂尔多斯盆地地下水的来源和补给机理,系统总结了地下水补给计算方法及其适用范围,丰富了地下水补给理论,为盆地内能源基地建设提供了水资源保障。项目确定地下水的补给来源是研究地下水补给量的基础,利用氢氧稳定同位素方法证明了鄂尔多斯盆地的地下水来源于大气降水;开展了多方法、多视角和多尺度的地下水补给研究,运用了七种方法从地表水、土壤水和地下水的视角,从局部和区域尺度对鄂尔多斯盆地地下水的补给进行了系统研究,并依据全球地下水补给的研究实例,对16种常用的地下水补给方法从时空尺度和精度方面进行了总结,提出了选取地下水补给量确定方法的原则,为类似地区开展地下水补给研究提供了方法借鉴。 3、改进了基于地下水昼夜波动的植被耗水计算方法,提出了易于操作的方法选取原则,拓展完善了生态水文学的基础理论方法。利用地下水的昼夜波动计算植被耗水量所需数据较少、计算过程较为简单,广泛应用于旱区植被耗水研究,目前比较流行的方法有White方法、Hays方法和Loheide方法。项目利用数值模拟技术,分析了不同水文地质单元内地下水对植被耗水的响应特征,提出了基于地下水水位恢复速率的方法选取原则,并成功应用于中国和美国两个流域的植被耗水研究。四、应用情况 1、项目创立的地下水流动系统定量刻画方法和地下水补给方法的选取等成果,提出的地下水资源合理开发利用与生态环境保护方案,已在陕北、鄂尔多斯、宁东等国家级能源基地地下水勘查中进行了推广,有效指导了地下水的勘探与开发,成效显著;为我国华北平原、长江三角洲地区、西北地区内陆盆地合理开发利用不同深度地下水资源,改善地质环境,具有明显推广意义;创立的一套大型盆地地下水勘查理论与技术方法体系,尤其是Packer定深分层取样与参数测试技术、同位素技术及大尺度地地下水模拟技术,在世界上干旱-半干旱地区大型盆地地下水勘查中具有推广与示范意义。 2、项目系统研究了鄂尔多斯盆地北部地下水的补给量,为陕北和内蒙古鄂尔多斯国家级能源基地建设提供供水保障,经济社会效益显著;项目成果为总投资约1260亿的世界最大煤化工一体化项目中国神华-美国陶氏榆林循环经济煤炭综合利用项目提供了水资源和水环境污染研究技术支撑。 3、项目成果在教学和实践中得到了广泛应用,为研究生教学提供了实例教材;项目研究人员先后发表学术论文30多篇,得到国内外的广泛引用。五、存在问题 1、本次研究分区刻画了含水层的非均质。在以后的研究中,还可以开展更精细的含水层水力参数的刻画,如利用物探、水力层析等手段刻画含水层的非均质性。 2、地下水的昼夜波动计算蒸散发受给水度的影响,还应进一步研究给水度随时间、水位埋深的变化。
中文关键词	地下水循环 ; 蒸散发 ; 地下水补给 ; 植被耗水 ; 大型盆地
成果类型	应用技术
中图法分类号	P641
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001680147
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243367
推荐引用方式 GB/T 7714	尹立河,李瑛,陶正平,等. 鄂尔多斯盆地北部地下水循环与合理开发利用研究[Z]. 应用技术,2014.