面對(duì)日趨嚴(yán)重的華北、黃淮大旱，國(guó)土資源部門已吹響集結(jié)號(hào)，開(kāi)赴旱區(qū)找水打井。奔走在抗旱找水一線的地質(zhì)專家們?cè)谔峁┲橇χС值耐瑫r(shí)，也在實(shí)踐中不斷地思考。

　　水文地質(zhì)專家、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水環(huán)部副主任文冬光博士認(rèn)為，極端氣候事件中地質(zhì)工作者更要主動(dòng)作為，水文地質(zhì)工作將在應(yīng)對(duì)氣象干旱的艱巨任務(wù)中發(fā)揮巨大作用。據(jù)悉，“十二五”期間，國(guó)家將加大投入，盡快實(shí)施地下水監(jiān)測(cè)工程。他指出，構(gòu)建完善供水體系，必須合理開(kāi)發(fā)利用地下水。

　　山東、安徽、江蘇、河南……又一場(chǎng)大旱襲擊中華大地。這不由讓人想起，一年前的此時(shí)，水意氤氳的大西南，正因?yàn)橐粓?chǎng)大旱陷入無(wú)水可用的窘境。當(dāng)時(shí)，來(lái)自國(guó)土資源系統(tǒng)的上萬(wàn)名地質(zhì)工作者，依靠積累多年的地質(zhì)資料和裝備，迅速打出一眼眼水井，汲取清澈甘甜的地下水，滋潤(rùn)了干渴的大西南。

　　仿佛是一場(chǎng)輪回，時(shí)光流轉(zhuǎn)，干渴的苦痛、解渴的歡喜，又要重新上演。令人悲哀的是，這不會(huì)是輪回的終結(jié)——可以預(yù)見(jiàn)，今后類似的極端氣候事件將會(huì)更趨頻繁。是被動(dòng)應(yīng)付，還是主動(dòng)應(yīng)對(duì)？而今正奔走在抗旱找水一線的水文地質(zhì)專家、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水環(huán)部副主任文冬光博士認(rèn)為，水文地質(zhì)工作將在應(yīng)對(duì)氣象干旱這項(xiàng)艱巨任務(wù)中發(fā)揮巨大的作用。

　　地表水源的脆弱性，

　　會(huì)加劇干旱程度

　　面對(duì)日趨嚴(yán)重的華北、黃淮大旱，國(guó)土資源部門已吹響集結(jié)號(hào)，開(kāi)赴旱區(qū)找水打井。能否找到并打出地下水，在西南大旱后，又一次成為舉國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。文冬光說(shuō)，除了氣象條件，水文地質(zhì)條件在很大程度上也左右著干旱程度。以去年的西南干旱為例。西南多雨，常年降雨量在1000毫米左右，但多雨的西南，假如遭遇氣象干旱卻可能面臨著更為嚴(yán)酷的境況。主要原因，就是西南地區(qū)特殊的水文地質(zhì)條件。

　　文冬光說(shuō)，西南地區(qū)主要分布有兩類缺水的地質(zhì)條件：紅層地區(qū)和巖溶地區(qū)。其中，紅層地區(qū)的白堊紀(jì)—侏羅紀(jì)的砂巖泥巖互層，分布比較廣，在四川、云南、重慶、貴州、湖南這些地區(qū)都有大量分布。由于紅層富水性比較差，地下水資源比較匱乏，一般不太具備大規(guī)模的集中供水意義，適合于小水量分散開(kāi)發(fā)利用。而西南巖溶地區(qū)，碳酸巖地層分布廣泛，面積近100萬(wàn)平方公里，是世界上最大的巖溶連片區(qū)。地表巖溶十分發(fā)育，有很多溶洞、溶溝，降水到地表后，很容易直接滲入地下，形成地下河。所謂“地表水貴如油，地下水滾滾流”，說(shuō)的就是南方巖溶地區(qū)的水資源分布特點(diǎn)。盡管巖溶地區(qū)擁有豐富的地下水，但開(kāi)發(fā)利用起來(lái)面臨很大的困難。文冬光說(shuō)，這主要是因?yàn)榈叵聨r溶分布極不均勻，很可能發(fā)生地表聽(tīng)到水聲、但鉆孔打下去卻見(jiàn)不著水的情況。過(guò)去，巖溶地區(qū)的成井率最高只有31%。同時(shí)，有些地段，尤其是在山區(qū)，地下河埋深特別深，有些深達(dá)幾十米上百米，即使找到水，抽水也非常困難，而且成本很高。這是西南大旱的重要地質(zhì)背景。

　　也就是說(shuō)，西南地區(qū)大氣降雨豐富，但由于地下水開(kāi)發(fā)利用相對(duì)困難，容易導(dǎo)致在極端條件下出現(xiàn)缺水嚴(yán)重情況。然而在文冬光看來(lái)，盡管極端氣候是西南大旱的根本原因，但偶然之中蘊(yùn)藏著必然——西南地區(qū)比較單一的供水結(jié)構(gòu)，是巨大的隱患。他認(rèn)為，如果事先有充分考慮，不至于出現(xiàn)大范圍的用水困難。這首先是因?yàn)槲髂系貐^(qū)降雨量一般很大，總體上水資源豐富，供水主要靠地表水。一旦長(zhǎng)時(shí)間不下雨，地表水源極容易干涸。另外，現(xiàn)在南方地區(qū)，尤其是西南地區(qū)，地表水的污染也是十分嚴(yán)重的問(wèn)題。尤其是在降水少的時(shí)候，河流對(duì)污染的自凈能力下降，水質(zhì)也隨之下降。“大量的采礦活動(dòng)，城市污水，都是這個(gè)地區(qū)污染的重要來(lái)源。”文冬光憂心忡忡地說(shuō)，“當(dāng)?shù)匾恍┤罕娭苯影焉罾惯M(jìn)低洼溶洞。實(shí)際上，低洼地方和地面以下的溶洞都是聯(lián)通的，一旦下雨，水通過(guò)垃圾堆，會(huì)把污染成分滲到地下河。所以，水量和水質(zhì)，都有風(fēng)險(xiǎn)?！笨梢哉f(shuō)，單一的供水結(jié)構(gòu)，加劇了西南地區(qū)地表水源的脆弱性，無(wú)論是水量還是水質(zhì)。加強(qiáng)地下水的開(kāi)發(fā)利用，刻不容緩。

　　那么，這次華北、黃淮地區(qū)大旱，地下水開(kāi)發(fā)利用困難幾何？作為國(guó)土資源部抗旱打井專家指導(dǎo)組的成員，春節(jié)前，文冬光就對(duì)華北、黃淮等旱區(qū)進(jìn)行了調(diào)研。他發(fā)現(xiàn)，這次北方干旱主要出現(xiàn)在平原區(qū)和基巖山區(qū)，這兩類地區(qū)的水文地質(zhì)條件不同，找水的方法和難度也不一樣。像這次受旱最嚴(yán)重的山東省，沂蒙山區(qū)需要采用先進(jìn)物探技術(shù)和空氣反循環(huán)快速鉆進(jìn)技術(shù)，重點(diǎn)尋找寒武—奧陶紀(jì)灰?guī)r地下水、花崗巖風(fēng)化裂隙水和白堊紀(jì)砂巖裂隙水，主要解決人畜飲用水困難和抗旱保苗用水；而在魯南的臨沂—蒼山、魯西南的曲阜—濟(jì)寧—定陶地區(qū)，重點(diǎn)是尋找山前和平原區(qū)第四紀(jì)松散孔隙地下水和部分地區(qū)的巖溶水，主要解決抗旱保苗用水。總體來(lái)說(shuō)，從國(guó)土資源大調(diào)查以來(lái)，平原地區(qū)已經(jīng)開(kāi)展過(guò)1∶25萬(wàn)區(qū)域性水文地質(zhì)調(diào)查，地下水的分布和賦存規(guī)律基本掌握，打井目標(biāo)層明確；而山區(qū)找水，主要依靠先進(jìn)的找水技術(shù)設(shè)備和去年在西南抗旱打井工作中積累的經(jīng)驗(yàn)。因此，對(duì)于當(dāng)前的抗旱找水工作，他是有信心的。

　　應(yīng)對(duì)氣象干旱，

　　急需加強(qiáng)水文地質(zhì)調(diào)查研究

　　文冬光指出，與地表水不同，地下水要得到合理的利用，必須依賴扎實(shí)的基礎(chǔ)水文地質(zhì)調(diào)查研究成果。

　　他說(shuō)，在去年西南抗旱找水工作中，國(guó)土資源系統(tǒng)之所以發(fā)揮了很大作用，很大原因在于10年國(guó)土資源大調(diào)查提供的新的水文地質(zhì)基礎(chǔ)資料和技術(shù)支撐。1999～2002年，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局組織完成的西南巖溶地區(qū)1∶25萬(wàn)區(qū)域地下水調(diào)查評(píng)價(jià)，顯示了這個(gè)地區(qū)豐富的地下水資源。2003年以后，針對(duì)西南地區(qū)存在的干旱缺水和石漠化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，又開(kāi)展了以巖溶流域?yàn)閱卧?:5萬(wàn)水文地質(zhì)調(diào)查，對(duì)地下巖溶的發(fā)育狀況、地下水資源的分布和地下水的開(kāi)發(fā)利用條件都進(jìn)行了全面的調(diào)查，并且每一個(gè)流域里都圈定了潛在的地下水開(kāi)發(fā)利用區(qū)。這些工作為西南抗旱打井提供了重要的依據(jù)。調(diào)查過(guò)程中，針對(duì)不同地質(zhì)條件，地調(diào)局還開(kāi)展了一系列地下水開(kāi)發(fā)利用示范工程建設(shè)，為西南抗旱提供了鮮活的示范經(jīng)驗(yàn)。比如國(guó)土資源部和四川省政府合作開(kāi)展的紅層找水工程，完成了105個(gè)縣的調(diào)查和打井工作，極大地緩解了紅層丘陵地區(qū)人民群眾的飲水困難。但到現(xiàn)在為止，西南地區(qū)100多萬(wàn)平方公里的巖溶地區(qū)，只完成了12萬(wàn)平方公里的1∶5萬(wàn)調(diào)查。在剛剛鋪開(kāi)的華北、黃淮找水打井工程中，同樣離不開(kāi)扎實(shí)的前期水文地質(zhì)工作。

　　在多年工作中，文冬光發(fā)現(xiàn)，很多技術(shù)問(wèn)題制約著我們解決干旱缺水問(wèn)題。一是我國(guó)基礎(chǔ)性水文地質(zhì)工作總體上精度較低，基本上還處于1∶20萬(wàn)水文地質(zhì)調(diào)查的精度。甚至，這些數(shù)據(jù)是數(shù)十年前的，水量和水質(zhì)可能已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。“我們?nèi)狈Y料更新機(jī)制?！彼f(shuō)。

　　二是目前的找水技術(shù)方法還不太適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件?，F(xiàn)在公認(rèn)最有效的找水方法是核磁共振，但在巖溶地區(qū)，因?yàn)榈孛嬉韵掠幸恍r溶管道的分布，有可能充滿了水，也有可能充滿了泥沙，在地表可能異常高，但打下去，巖溶管道中是泥沙，無(wú)法利用。而且這種方法極易受到干擾，深度也很有限，局限于150米以淺。

　　第三，地下水的賦存規(guī)律研究有待進(jìn)一步加強(qiáng)，特別是具體到巖溶流域，一個(gè)小的構(gòu)造里面，地下水的分布和賦存規(guī)律還不是很清楚。“不同地質(zhì)條件下，地下水的賦存規(guī)律不一樣。”文冬光介紹，“比如白云巖地區(qū)和石灰?guī)r地區(qū)，地下水的分布規(guī)律就差異很大。白云巖地區(qū)，地下水分布相對(duì)均勻一些，這些地區(qū)打井成功率要高。而石灰?guī)r地區(qū)地下巖溶管道比白云巖地區(qū)發(fā)育的多，所以石灰?guī)r地區(qū)巖溶發(fā)育很不均勻，成井率比白云巖低一些，最典型的，就是貴州。”

　　此外，施工工藝也有待于進(jìn)一步提高。在西南抗旱打井中，一部分單位使用了空氣反循環(huán)鉆進(jìn)，速度很快，但更多的單位沒(méi)有這種設(shè)備，因?yàn)槌杀咎?。即便是空氣反循環(huán)鉆進(jìn)，在西南打井同樣遭遇過(guò)滑鐵盧。原因是這種工藝需要依靠高壓空氣驅(qū)動(dòng)鉆頭，如果碰到溶洞，高壓空氣漏掉，鉆進(jìn)就沒(méi)法進(jìn)行了。不過(guò)在西南打井過(guò)程中，這個(gè)難題被成都探礦工藝所攻克了。文冬光還介紹，地調(diào)局水環(huán)中心正在研發(fā)井中炸裂技術(shù)，借此技術(shù)可以增強(qiáng)井周邊的裂隙發(fā)育和聯(lián)通程度，擴(kuò)大井的出水量。一旦成功，打干井的比例也會(huì)降下來(lái)。

　　基于以上問(wèn)題，文冬光提出，“十二五”期間，中國(guó)地調(diào)局將重點(diǎn)開(kāi)展一些工作。一是要進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)性的水文地質(zhì)調(diào)查，在全國(guó)嚴(yán)重缺水地區(qū)，尤其是西南巖溶地區(qū)、北方干旱缺水地區(qū)和一些劣質(zhì)水分布區(qū)，盡快提高1∶5萬(wàn)水文地質(zhì)調(diào)查程度。要繼續(xù)開(kāi)展全國(guó)首輪地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)工作，在完成東部地區(qū)調(diào)查評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，盡快完成中西部地區(qū)調(diào)查，用10年時(shí)間，把全國(guó)地下水水質(zhì)和污染狀況做一次全面摸底調(diào)查。二是要加強(qiáng)地下水的規(guī)律研究，主要包括不同地區(qū)地下水賦存與分布規(guī)律研究和地下水與全球氣候變化的響應(yīng)研究。通過(guò)研究全球氣候變化如何影響地下水的行為，可以進(jìn)行干旱預(yù)警，并采取相應(yīng)措施?！懊绹?guó)已經(jīng)在若干年前開(kāi)始這項(xiàng)研究了，而我們剛剛起步。”文冬光說(shuō)。三是要進(jìn)一步加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)工作。通過(guò)監(jiān)測(cè)，掌握地下水歷年動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而有針對(duì)性地對(duì)地下水監(jiān)管提出對(duì)策和建議。過(guò)去這項(xiàng)工作主要在北方平原地區(qū)開(kāi)展，但經(jīng)費(fèi)有限?！笆濉逼陂g，國(guó)家將加大投入，盡快實(shí)施地下水監(jiān)測(cè)工程。

　　構(gòu)建完善供水體系，

　　須合理開(kāi)發(fā)利用地下水

　　無(wú)論是西南大旱，還是華北、黃淮大旱，都對(duì)全國(guó)的供水體系進(jìn)行了嚴(yán)肅的拷問(wèn)。對(duì)此，文冬光認(rèn)為，由于地下水具有分布廣、水質(zhì)相對(duì)較好、水量水溫比較穩(wěn)定等特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)按照水文地質(zhì)條件對(duì)其合理規(guī)劃、開(kāi)發(fā)利用。只有構(gòu)建起完善的供水體系，才可能游刃有余地應(yīng)對(duì)干旱引發(fā)的一系列事關(guān)國(guó)家安全、民生大計(jì)的嚴(yán)峻問(wèn)題。

　　怎樣才能實(shí)現(xiàn)地下水的合理開(kāi)發(fā)利用？文冬光說(shuō)，一是要區(qū)別對(duì)待南北方地下水開(kāi)發(fā)利用。由于北方地區(qū)降雨量相對(duì)貧乏，地下水補(bǔ)給有限，地下水與生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)，因此北方地區(qū)要控制開(kāi)發(fā)利用地下水。而南方地區(qū)，地下水補(bǔ)給相對(duì)充沛，地下水的交替循環(huán)速度比較快，則可以積極開(kāi)發(fā)。

　　二是要處理好淺層地下水和深層地下水的關(guān)系。深層地下水補(bǔ)給困難，過(guò)度開(kāi)發(fā)利用會(huì)引起地下水位的快速下降，并產(chǎn)生環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，甚至地質(zhì)災(zāi)害，比如地面沉降，因而需要嚴(yán)格、有計(jì)劃地開(kāi)發(fā)利用，盡量少開(kāi)發(fā)利用，在有其他水源的情況下，原則上不用深層水，盡量作為應(yīng)急的后備水源加以保護(hù)。而淺層地下水與地表降水密切相關(guān)，補(bǔ)給更新能力強(qiáng)，可以積極開(kāi)發(fā)利用。文冬光指出，東部地區(qū)淺層地下水含水層顆粒較細(xì)，需要開(kāi)發(fā)新的開(kāi)采工藝，解決單井出水能力小這一問(wèn)題。“事實(shí)上，如果淺層水常年不用，污染常年積累在地表淺部，水質(zhì)會(huì)越來(lái)越差，所謂流水不腐說(shuō)的就是這個(gè)道理。所以，淺層地下水應(yīng)該積極開(kāi)發(fā)，使其循環(huán)起來(lái)。

　　三是要處理好集中開(kāi)采與分散開(kāi)采的關(guān)系。由于地下水廣泛分布于地下含水層中，因而最適宜的利用方式是分散開(kāi)采，而在一個(gè)地區(qū)高強(qiáng)度集中開(kāi)采，就會(huì)容易形成大的漏斗。對(duì)于城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)等用水量比較集中的地區(qū)，經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)，可以考慮集中開(kāi)采。但有些地方，尤其是南方廣大的紅層地區(qū)，地下水賦存比較差，單井出水量比較小，不適宜集中開(kāi)采，一些平原地區(qū)也有類似情況。所以針對(duì)不同的水文地質(zhì)條件，集中與分散要相宜，分散開(kāi)采最好，既能保護(hù)地下水，也不需要鋪設(shè)長(zhǎng)距離的管網(wǎng)。

　　同時(shí)，文冬光還提醒，隨著極端氣候越來(lái)越頻繁，以及突發(fā)事件，比如水管爆裂、水源污染等狀況的時(shí)有發(fā)生，應(yīng)當(dāng)將供水安全納入公共應(yīng)急體系中，在人口集中區(qū)或者供水水源比較單一的城市，建立一批地下水的應(yīng)急供水工程。他介紹，廣東省政府已經(jīng)出資委托省地礦局在珠三角地區(qū)開(kāi)展應(yīng)急地下水源的勘察和應(yīng)急自備井的建設(shè)工作，一旦出現(xiàn)應(yīng)急狀況，水源受到威脅，馬上可以給城市管網(wǎng)供水。“實(shí)際上在發(fā)達(dá)國(guó)家，比如奧地利、德國(guó)等，深層地下水資源勘查評(píng)價(jià)后，作為國(guó)家戰(zhàn)略資源儲(chǔ)備起來(lái)，工程也做好，相當(dāng)于國(guó)家儲(chǔ)備糧庫(kù)，因?yàn)樯顚铀偷乇碛幸欢ň嚯x，無(wú)論地表發(fā)生什么樣的污染、戰(zhàn)爭(zhēng)和極端事件，對(duì)地下水都沒(méi)有什么影響。”文冬光說(shuō)，“所以深層地下水作為應(yīng)急供水水源具有十分重要的意義，在人口聚集區(qū)，可以有計(jì)劃地建設(shè)一批地下水應(yīng)急水源，以備急需。”