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云南省新一轮地下水资源评价成果

高瑜 张华 武贵华 杨帆 康晓莉 周俊蓉 武红梅 刘海峰

高 瑜,张 华,武贵华,等. 云南省新一轮地下水资源评价成果[J]. 中国岩溶,2024,43(6):1248-1260 doi: 10.11932/karst20240603
引用本文: 高 瑜,张 华,武贵华,等. 云南省新一轮地下水资源评价成果[J]. 中国岩溶,2024,43(6):1248-1260 doi: 10.11932/karst20240603
GAO Yu, ZHANG Hua, WU Guihua, YANG Fan, KANG Xiaoli, ZHOU Junrong, WU Hongmei, LIU Haifeng. Analysis of a new round of groundwater resource evaluation in Yunnan Province[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(6): 1248-1260. doi: 10.11932/karst20240603
Citation: GAO Yu, ZHANG Hua, WU Guihua, YANG Fan, KANG Xiaoli, ZHOU Junrong, WU Hongmei, LIU Haifeng. Analysis of a new round of groundwater resource evaluation in Yunnan Province[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(6): 1248-1260. doi: 10.11932/karst20240603

云南省新一轮地下水资源评价成果

doi: 10.11932/karst20240603
基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFC0502502);国家地下水监测工程(WF202000PB);自然资源部/云南省高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室开放基金专项资助(MKGGR2024-2)
详细信息
    作者简介:

    高瑜(1991-),女,学士,工程师,主要从事水文、工程、环境地质调查与研究。E-mail:993536618@qq.com

    通讯作者:

    张华(1982-),男,高级工程师,主要从事水文、工程、环境地质调查与研究。E-mail:ybddysghs.zhh@163.com

  • 中图分类号: P641.8

Analysis of a new round of groundwater resource evaluation in Yunnan Province

  • 摘要: 在系统研究云南省水文地质条件的基础上,将云南省地下水系统划分为21个四级流域系统,41个五级评价单元。文章论述了地下水资源的评价方法、参数确定,并展示了最终评价成果。2000-2020年多年平均地下水资源补给量为854.66亿m3·a−1,多年平均地下水径流资源量629.16亿m3·a−1,多年平均地下水径流资源量占地下水资源补给量的73.62%。对223个水质监测点检测结果评价分析显示:无Ⅰ类水;Ⅱ类水9个,占4%;Ⅲ类水24个,占10.76%;Ⅳ类水112个,占50.22%;Ⅴ类水78个,占34.98%。受污染的地下水类型多为孔隙水,一般属轻度或中等污染,少部分地区属重污染;基岩裂隙水,污染程度轻微。主要污染区分布于经济发达、人口密集的城市,如昆明、曲靖、玉溪、开远、楚雄、大理等地。

     

  • 云南地处青藏高原东部、云贵高原西部,是以山地高原地貌为主的省份,全省国土总面积39.41×104 km2。云南省河流众多[1],分属于六大水系,即:伊洛瓦底江、怒江、澜沧江、金沙江、红河和珠江。其主要支流180余条,多年平均产水量约2011.79×108 m3。云南省水资源较为丰富,地下水资源具有很大的开发潜力。但地下水资源空间分布严重不均,因此对云南省地下水资源进行准确摸底,并对地下水资源的数量和质量进行评价势在必行[2]。王宇[3]研究表明,目前基础性的水文地质调查研究程度较低,在滇西北、滇西地区还存在空白区,导致云南省全省性及区域性的地下水资源评价精度不高。更多的地下水资源研究主要集中在局部盆地[410],即小区域范围的地下资源评价、地热水资源评价、供水井等论证评价。全省水资源评价是20年前进行的,现在的水文地质和水环境等已经有了很大的改变,盆地外流域调水、重大工程隧道开挖、地下水超采等工程使局部水文地质条件发生了变化。因此在水文地质勘察控制程度、完善评价内容方面还需要开展细致工作。地下水作为极其重要的基础性自然资源,是维系经济社会发展和国家生态安全的重要战略资源。

    本文在系统梳理云南省地下水资源历史资料及评价现状的基础上,细化地下水系统,对降水、水文地质参数等进行了更新,并在此基础上开展云南省地下水资源量评价,分析云南省地下水资源质量及数据的可靠性,为地下水资源科学开发和利用、云南国土空间规划提供依据,“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”,多措并举,优化水资源配置和水旱防御,为相关管理部门决策提供参考。

    云南省地层发育较齐全,元古界至第四系沉积均有出露。元古界主要分布于滇中、滇西、滇西北地区,元古界震旦系则主要分布于滇中的昆明、东川等地,上部以海相碳酸盐岩为主、下部为陆相砂、砾岩。古生界为海相碳酸盐岩与陆相碎屑岩互层,分布于全省范围内[2]。中生界三叠系主要分布在滇东南地区,中统为巨厚的碳酸盐岩;侏罗系、白垩系主要分布于滇西的楚雄、大理等地,以红色碎屑岩为主。第三系分布于互不相连的大小盆地中,为陆相沉积,下为类磨拉石建造,上部为河湖相含煤建造。第四系堆积层零星分布。按地下水赋存空隙形态类型,划分为松散岩类孔隙、基岩裂隙、碳酸盐岩三大类含水层(图1)。

    图  1  云南省含水层类型分布图(据王宇,2013)
    Figure  1.  Distribution of aquifer types in Yunnan Province (Based on Wang Yu, 2013)

    孔隙水赋存于第四系、上第三系松散岩类孔隙中。松散岩类主要分布在山间盆地、河谷区及山麓边缘地带。面积约占全省国土面积的4.9%。厚度各地殊异,数米至数百米,乃至上千米。其成因类型在盆地内以湖相为主,多堆积黏性土夹粉砂层,厚度较大,富水性一般较差,径流模数一般小于10×104 m3·a−1·km−2,无供水意义;河谷区以冲洪积相为主,堆积有粗砂、砾石层夹粉砂质黏土,厚度一般较小,富水性中等-丰富,径流模数一般10×104~20×104 m3·a−1·km−2,具供水意义者多分布于滇西河谷区和以冲洪积为主的坝区。孔隙水多为农村居民生活水源,少部分地区作为城市供水和农业灌溉用水,如元谋、宾川等地。

    裂隙水赋存和运移于碎屑岩、变质岩和岩浆岩裂隙中。

    碎屑岩主要分布在云南省中部的大姚-新平区域以及西部的维西-思茅地区,覆盖了全省约42.1%的面积。变质岩主要集中在滇西的高黎贡山、哀牢山以及滇中的石屏-易门变质带,面积达4.92万km2,占全省面积的12.47%。岩浆岩则以临沧、腾冲、贡山、维西的花岗岩和滇东北、丽江的玄武岩为代表,面积约为5.29万km2,占全省的13.44%。这三类岩石的总面积达到26.81万km2,占全省的68.02%,显示出省内裂隙水分布的广泛性。

    不同类型的岩石裂隙水具有不同的补给、径流和排泄特性,其含水量也各不相同,主要受岩石粒度和裂隙发育程度的影响。碎屑岩和变质岩中的裂隙水多以层状形式存在,粗粒岩层中的含水量通常较高,且径流路径较短,具有就地补给和排泄的特点。在断裂构造发育的地区,裂隙更为发育,地下水丰富,径流模数可超过10×104 m3·a−1·km−2,这些地下水通常以泉水的形式集中排泄到沟谷和低洼地带,形成富水区域,但难以形成大中型水源地。

    岩浆岩(主要是滇西的花岗岩和滇东的玄武岩)多含有风化裂隙水,其含水量不仅与降雨量和植被覆盖有关,还取决于岩石的风化程度和风化带的厚度。在强风化带中,岩石多呈土状风化,不利于地下水的补给和储存,因此含水量较低。而在半风化带中,裂隙发育且充填物少,连通性好,因此含水量较高。在其下的弱风化带中,含水量再次降低,径流模数小于5×104 m3·a−1·km−2

    尚需指出的是滇西腾冲地区新生代喷出岩,既具有裂隙水特点,又具有熔洞似岩溶形态,地下水呈裂隙熔洞水这一独特形式赋存,水量丰富。由于分布面积小,将它归于基岩裂隙水类型中。

    岩溶水赋存和运移于各地质时期形成的碳酸盐岩的溶孔、溶隙和溶洞中。在岩溶槽谷和溶丘台地,岩溶导储水空间形成树形系统,由洞管隙构成,平缓溶洞管道流与溶隙扩散流共存,展现含水层特征。如昆明白邑、泸西白水等地,钻井成井率高。盆地和谷地底部,可溶岩地层长期饱水,地下水溶蚀作用持久,岩溶发育均匀且深广,形成连通性好的岩溶网络体系,地下径流主要为慢速二维扩散流,储水空间大,形成实际含水层。谷地外围峰丛洼地补给岩溶水,底部为径流区,岩溶水丰富,水位浅,埋深0.5~4 m,含水层富水性强。

    云南碳酸盐岩类集中分布于滇东及滇西中甸—大理、保山—耿马地区,面积11.09×104 km2,占全省面积的29%。分布区多为岩石裸露,补给条件好,径流途径较长,多以大泉或暗河形式集中排泄,富水性强,其径流模数在10×104 m3·a−1·km−2以上,强者高达30×104 m3·a−1·km−2以上,是形成大中型集中供水水源地的主要含水岩组。但该含水岩组富水性具不均一特点,差异很大,尤其以管道流为主的地区差异更大,增加了开发利用的难度[11]

    云南是山区广布的省份,地下水基本上遵循着地表分水岭向两侧径流,沿江河谷地排泄,也就是说除少数岩溶地区地表与地下分水岭不一致外,地表分水岭即为地下水分水岭,尤其是碎屑岩、变质岩、岩浆岩广布的滇西地区,每条江河流域及其主要支流分布的地下水自成体系,形成独立的地下水系统。故本省六大地表水流域即为六大地下水资源区,其边界即为地表分水岭[12]

    由于流域面积较大,同一流域内大气降水和地貌条件差异较大,地下水补给径流条件也不同,又做了进一步的划分。

    滇西地区,北部江河由北向南径流,山高谷峡,地下水径流途径短,具就地补给、排泄特点;南部河谷相对较开阔,水文地质条件也有所不同。故又划分为南北不同的亚区。

    滇东地区岩溶广布,地下水补给、径流条件有独自特征,面积较大的盆地多分布在该区,往往一个盆地的汇水范围就是一个比较完整的地下水系统,盆地区就是地下水富集或排泄区。该区地表径流不发育,而地下水较丰富,水文地质条件较复杂,它们的边界或是地表分水岭、地下分水岭,或是阻水边界(隔水层)。

    地下水资源评价单元分区的基本原则主要依据水利部全国水资源三级分区为基础进行划分,在水文地质条件复杂区根据汇总需要进行适当修编。地下水资源四级区划分是在地下水资源三级区的基础上,依据次级小流域或含水岩组(松散岩类、碳酸盐岩类、碎屑岩类、岩浆岩类、变质岩类)特征和补径排条件划分的若干个含水系统,以含水系统作为地下水资源评价的基本单元。要基本能反映地下水资源类型和地区的差异,突出地下水资源的赋存与分布规律,便于分析总结地下水资源的成因和演化规律。以区域总体含水岩组特征为依据,对于出露范围较小、对地下水的补径排影响较小的含水岩组进行合并,尽可能地保持含水系统和地下水流系统的完整性和统一性,考虑不同区域的工作程度、资料精度和评价方法的适宜性,兼顾已有的水文站点的分布。计算各含水系统单元的降雨入渗系数和径流模数,以六级计算单元的含水系统作为地下水资源评价的基本单元。云南是山区广布的省份,地下水基本上遵循着地表分水岭向两侧径流,沿江河谷地排泄,也就是说除少数岩溶地区地表与地下分水岭不一致外,地表分水岭即为地下水分水岭,尤其是碎屑岩、变质岩、岩浆岩广布的滇西地区皆如此,每条江河流域及其主要支流分布的地下水自成体系,形成独立的地下水系统。故本省六大地表水流域即为六大地下水资源区,其边界即为地表分水岭。逐级划分为21个四级流域,41个五级流域,在各五级流域内根据地下水赋存条件的差异划分41个不同的六级评价单元。本文以六级评价单元内的岩性分区进行水资源计算(图2),以便准确确定地下水资源计算参数,计算结果按流域等级逐级向上汇总和评价。

    图  2  云南省地下水资源评价单元划分图
    Figure  2.  Division of groundwater resource evaluation units in Yunnan Province
    2.2.1   地下水量

    传统意义上岩溶区水文地质调查地下水资源计算方法主要有大气降水入渗系数法、地下水径流模数法和泉水流量汇总法[1318],但是泉水流量汇总法受到调查时泉水丰、枯季节的不同和相互之间转化关系不明确的影响,且碎屑岩地层中水资源量统计完整性差,计算结果不够准确。本次工作考虑到地下水资源各分区地貌、岩性、构造的差异以及实际条件,采用大气降水入渗系数法计算地下水资源天然补给量,用径流模数法计算地下水天然径流量验证;采用枯季径流模数法计算地下水允许开采量[15]

    2.2.1.1   大气降水入渗系数法

    本次工作采用大气降水入渗系数法计算不同保证率下的地下水天然补给量,具体计算公式如下:

    Q=100αpFH (1)

    式中:

    Q—地下水系统天然补给量(104 m3·a−1);

    α—降雨入渗系数(无量纲);

    F—地下水系统面积(km2);

    H—地下水系统范围内不同保证率年内降水总量(m·a−1)。

    2.2.1.2   径流模数法计算

    本次工作采用径流模数法计算调查年份的地下水资源量,具体计算公式如下:

    Q=3.1536MF (2)

    式中:

    Q—地下水资源量(104 m3·a−1);

    M—观测期地下水径流模数(L·s−1·km−2);

    F—地下水系统面积(km2)。

    2.2.1.3   地下水允许开采量

    地下水允许开采量是指在一定经济、技术条件约束下,可以持续开采利用,并在开采过程中及开采后不发生严重环境问题的地下水量,能够维持基本的生态需水量。本文采用枯季径流模数法计算地下水允许开采量,计算公式如下:

    Q=3.1536MαF (3)
    M=¯qS (4)

    式中:

    Q—地下水允许开采量(104 m3∙a−1);

    M—最枯年枯季地下水径流模数(L∙s−1∙km−2);

    F—地下水系统面积(km2);

    α—保证生态用水量经验系数,本文取0.67。

    M—枯季地下水径流模数(L∙s−1∙km−2);

    ˉq—观测期内枯水期平均流量(L∙s−1);

    S—小流域面积(km2)。

    2.2.2   地下水质

    地下水水质评价按地下水质量标准(GB/T 14848-2017)中的方法进行评价。

    本文基于云南省国家级地下水监测工程,对2021年8月-10月采集的全省地下水样品进行分析,共采集数据234组,包含223组常规样和11组空白样。其中孔隙水72组,裂隙水60组,岩溶水91组。地下水采样、保存和送检严格按照《地下水污染调查评价规范》。对水样的37项指标进行了检测,参评指标为31项。

    本次评价采用1960年以来昭通、元谋、宾川、曲靖、玉溪等盆地1∶5万水文地质普查、云南重点岩溶区1∶5万水文地质调查、云南1∶5万水文地质调查报告中的渗透系数和径流模数,利用气象站和水文站监测资料修正各评价分区参数。结合降水量数据计算每个六级计算单元的降雨入渗系数和径流模数,根据不同评价单元的含水岩组条件、构造和地貌特征,根据水文站监测数据和泉流量统测数据进行验证计算,保证每个评价单元的参数真实可信,计算结果和水文站监测值误差在10%以内(表1)。

    表  1  评价参数取值表
    Table  1.  Values of evaluation parameters
    含水
    类型
    地层
    代号
    富水性划分指标 地下水径
    流模数
    /L∙s−1·km−2
    地下水径流
    模数平均值
    /L∙s−1·km−2
    泉/L∙s−1 地下河出口/L∙s−1
    流 量 平均流量 流 量 平均流量
    裸露型
    岩溶水含
    水岩组
    较纯灰岩裂
    隙溶洞水
    P2q-m 0.01~864.86 3.42 40.53~6500.00 945.09 4.3~22.15 11.78
    Є1q 0.10~2.20 0.87 135.00 135.00 6.67~8.50 7.12
    不纯灰岩溶
    洞裂隙水
    S1sh 0.01~2.97 0.56 2.36~5.21 4.32
    T2g2 0.10~60.98 2.65 14.21~5490.00 1455.00 4.58~5.36 4.98
    T1-2j 0.05~201.00 4.87 6.73~210.00 62.95 3.00~19.06 8.87
    O3j-w 0.02~50.49 0.45 1.26~4.62 3.43
    O2-3sh-b 0.01~30.52 0.09 0.14~0.82 0.54
    T2g1 0.01~68.35 1.23 2.03~2.56 2.27
    T1y2 0.01~150.56 2.11 28.00~240.90 100.30 3.07~3.45
    白云岩孔
    洞裂隙水
    O1t-h 0.20~30.20 1.16 5.26
    Є2-3l 0.01~68.61 1.97 510.20 510.20 3.88~5.30 4.85
    Є2g-s 0.01~8.87 1.15 3.40~4.33
    非可溶岩孔
    隙裂隙水
    含水岩组
    碎屑岩岩
    孔裂隙水
    J3s 0.01~0.25 0.11 0.52~0.92
    J2s 0.01~0.51 0.13 1.32~1.43
    J2x 0.05~0.31 0.17 0.83~0.94
    J1z 0.005~0.44 0.09 0.85~0.96
    J1x 0.52~0.92
    T3s 0.10 0.10 0.83
    P3lt-c 0.01~3.40 0.48 3.07~3.86
    P2ls 0.10~1.83 0.42 2.12~2.85
    S1h 0.80 0.80 0.92
    S1l 0.513 0.513 0.86
    O1-2m 0.01~10.07 0.85 3.03~3.68
    Є1j 0.31 0.31 0.90
    玄武岩(风化)裂隙水 P3β 0.01~15.60 0.33 0.32
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    3.1.1   降水量评价

    降水是地下水的补给来源,开展地下水资源评价需要对多年平均降水量及其空间分布特征进行分析。云南省降水以降雨为主,仅滇西北、滇东北的部分高寒山区冬季时有降雪[18]。本文通过获取国家气象信息中心2000-2020年全省共计190个气象监测站年降雨量数据,进行分析计算,得到各站点多年平均降雨量值,并绘制了云南省多年平均降雨量等值线图(图3)。

    图  3  2000-2020年云南省平均降雨量等值线图
    Figure  3.  Contour map of average rainfall in Yunnan Province from 2000 to 2020

    全省年均降雨量1100 mm,但时空分配不均。5-10月份,降水集中,降水量占全年的55%~85%。11月至次年4月,降水少,降水量仅占全年降水量的15%~45%[19]

    由图可知,云南省降水量由中、北部的元谋、宾川一线向东、南、西三个方向呈辐射状递增。同时受地形的影响形成了省内四个多雨区和三个少雨区;就同一地区来讲,盆谷区雨少,山区雨多。

    3.1.2   评价结果

    分别对2000-2020年每一年和多年平均地下水资源补给量−径流资源量进行了计算,结果如表2所示。2000-2020年多年平均地下水资源补给量为854.66亿m3∙a−1,多年平均地下水径流资源量629.16亿m3∙a−1,多年平均地下水径流资源量占地下水资源补给量的73.62%。

    表  2  云南省水资源评价结果对比表
    Table  2.  Comparison of water resource evaluation results in Yunnan Province
    评价时间 地下水补给量/
    亿m3∙a−1
    地下水资源量/亿m3∙a−1
    径流模数法 水文分割法
    2000-2020年(多年平均) 752.440 742.740 761.610
    2000-2020年(多年平均) 线下计算 854.655 629.158
    栅格分析 872.737 632.102
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    图4图5图6所示,长江流域2000-2020年多年平均地下水资源补给量为181.31亿m3∙a−1,2000-2020年多年平均地下水径流资源量139.42亿m3∙a−1,近21年中,2011年长江流域地下水资源补给量最少,为129.33亿m3∙a−1,2016年长江流域地下水资源补给量最多,为219.33亿m3∙a−1[20]。西南诸河流域2000-2020年多年平均地下水资源补给量为482.58亿m3∙a−1,多年平均地下水径流资源量341.06亿m3∙a−1。近21年中,2011年西南诸河流域地下水资源补给量最少,为413.08亿m3∙a−1,2008年西南诸河流域地下水资源补给量最多,为564.45亿m3∙a−1。珠江流域2000-2020年多年平均地下水资源补给量为190.77亿m3∙a−1,多年平均地下水径流资源量148.68亿m3∙a−1。近21年中,2015年珠江流域地下水资源补给量最多,为241.29亿m3∙a−1,2011年珠江流域地下水资源补给量最少,为120.88亿m3∙a−1

    图  4  长江流域2000-2020年地下水资源量变化折线图
    Figure  4.  Changes of groundwater resources in Yangtze River Basin from 2000 to 2020
    图  5  西南诸河流域2000-2020年地下水资源量变化折线图
    Figure  5.  Changes of groundwater resources in the river basins of Southwest China from 2000 to 2020

    根据《2020年云南省水资源公报》2020年全省地下水资源量619.8亿m3,与2000-2020年线下计算结果相差9.358亿m3,与2000-2020年栅格分析结果相差2.944亿m3

    图  6  珠江流域2000-2020年地下水资源量变化折线图
    Figure  6.  Changes of groundwater resources in the Pearl River Basin from 2000 to 2020

    对2021年的223个水样进行评价,评价结果统计如表3图7,无Ⅰ类水;Ⅱ类水9个,占4%;Ⅲ类水24个,占10.76%;Ⅳ类水112个,占50.22%;Ⅴ类水78个,占34.98%。

    表  3  2021年度地下水质量评价统计表
    Table  3.  Statistics of comprehensive evaluation of groundwater quality in 2021
    地下水资源分区 含水介质类型 统计监测
    点数/个
    最高单项指标类别
    金沙江 岩溶水 74 7 15 35 17
    孔隙水 31 1 14 16
    裂隙水 26 1 15 10
    澜沧江—红河 岩溶水 1 1
    孔隙水 18 2 2 9 5
    裂隙水 19 9 10
    怒江—伊洛瓦底江 岩溶水 4 3 1
    孔隙水 13 2 5 6
    裂隙水 4 2 2
    珠江中上游 岩溶水 12 1 5 6
    孔隙水 10 1 7 2
    裂隙水 11 8 3
    合计 223 9 24 112 78
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    图  7  云南省地下水水质监测点分布图
    Figure  7.  Distribution of monitoring points of groundwater quality in Yunnan Province

    根据对Ⅳ、Ⅴ类地下水水质的影响因子分析[21],在超标的190组数据中,因浑浊度超标的数据有68组,肉眼可见物超标的125组,pH超标的18组,挥发性酚类超标的95组,铁超标的3组,锰超标的82组,氟化物超标的10组,硫化物超标的28组,耗氧量超标的28组,氨氮超标的44组,钠超标的6组,砷超标的18组,硫酸盐超标的9组,碘化物超标的1组,氯化物超标2组,总硬度超标22组,溶解性总固体超标6组,硝酸盐38组,硒超标1组,锌超标1组,铝超标的1组,镉超标的1组。相对应的超标率分别为浑浊度35.79%、肉眼可见物65.79%、PH值9.47%、挥发性酚类50%、铁1.58%、锰43.16%、氟化物5.26%、硫化物14.74%、耗氧量14.74%、氨氮23.16%、钠3.16%、砷9.47%、硫酸盐4.74%、碘化物0.53%、氯化物1.05%、总硬度11.58%、溶解性总固体3.16%、硝酸盐20%、硒0.53%、锌0.53%、铝0.53%、镉0.53%。结果显示,对水质超标影响率最大的为肉眼可见物,其次为挥发性酚类、锰,除去感官指标则影响率最大的为挥发性酚类,其次为锰、氨氮。地下水超标指标影响率如图8

    图  8  云南省地下水超标指标影响率统计图
    Figure  8.  Statistics of contribution rate of groundwater exceeding permitted levels in Yunnan Province

    主要污染区分布于经济发达人口密集的城市,如昆明、曲靖、玉溪、开远、楚雄、大理等地;受污染的地下水类型多为孔隙水,一般属轻度或中等污染,少部分地区属重污染,污染物多数为NH+4、F、Fe、Mn、挥发性酚类、Hg、COD等。基岩裂隙水污染程度轻微,污染因子为Fe、Mn、Zn、Se、NH+4、F等。

    3.2.1   孔隙水污染状况

    经济发达地区的孔隙地下水一般遭受不同程度的污染,地下水受严重污染的主要有昆明、曲靖、开远、个旧等。浅层孔隙水污染面积约200 km2,污染程度中等偏重的主要位于盆地中部,盆地边缘一般污染较轻,以生活污染为主。

    3.2.2   基岩水(岩溶水和裂隙水)污染状况

    昆明地区基岩水由于有较厚的覆盖层,厚数十米到数百米,其间有一定厚度的相对隔水层,基岩水基本上未受到污染,仅局部地段受到污染,污染范围有限,多呈点状或岛状分布,主要出现在浅覆盖岩溶区。主要的超标项目有Mn、NH+4、NO2、COD、细菌及大肠菌群。多年的监测表明,基岩水的污染位置基本固定在的翠湖地段、北郊的黑龙潭、西部的马街地段。

    曲靖地区基岩水污染程度较轻,在盆地边缘地带为无污染至轻污染,在盆地中部且人口密集区的曲靖、沾益、三宝地区污染程度较重,主要污染物有SO24、F、Cd、Mn、NO3、NO2、NH+4等。

    开远地区污染源主要为化工类企业,其次是生活污染。主要的超标项目为大肠菌群、细菌总数和NO2,各项超标率均较二十年前明显升高,有毒有害物质的检出率逐年增高,并且含量也在增高。

    本文以珠江流域水资源量计算为例,采用河川基流分割法计算并进行计算方法可靠性分析。用流域地下水枯季径流量法求得的流域枯季地下水资源量与用河川基流分割法求得的地下水资源量作对比以验证计算精度,选择了南盘流域的江边街水文站数据为计算基准。

    江边街站流量资料包括了完整的2020年3月至2021年7月的流量数据,满足对一个完整水文年河川基流量分割对要求。本次验证评价选取了2020年6月1日至2021年5月31日的水文资料作为评价基础。

    经过对江边街站水文资料的基流分割计算,南盘江2020-2021年一个完整水文年的基流量为187070.46万m3,以枯季最低代表性流量(18 m3∙s−1)为基准计算基流量下限为56764.8万m3∙a−1。经径流量法计算得出江边街站以上流域枯季地下水资源量为20948.03万m3∙a−1,而通过径流量法求出的珠江流域枯季地下水资源量为53994.94万m3∙a−1

    表4相互验证可知,径流量法珠江枯季资源量与南盘江2020-2021年基流量下限相当,表明此次珠江流域地下水可开采量计算是可靠的;南盘江枯季径流量与径流量法珠江枯季资源量的比值表明江边街站以上流域的径流模数基本可靠,整个流域上参数分布较为合理,南盘江2020-2021年基流量下限与径流量法珠江枯季资源量的比值表明径流模数取值基本合理,但仍需实测流量资料修正。

    表  4  珠江流域水资源计算验证表
    Table  4.  Verification of water resource calculation in the Pearl River Basin
    项目 水资源量/万m3∙a−1 对A比值 对B比值 对C比值 对D比值
    A.珠江流域地下水资源量(基流分割法) 1870704634 1 329.55% 893.02% 346.46%
    B.南盘江2020~2021基流量下限 567648000 30.34% 1 270.98% 105.13%
    C.南盘江枯季径流量 209480324 11.20% 36.90% 1 38.80%
    D.径流量法珠江枯季资源量 539949400 28.86% 95.12% 257.76% 1
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    本文按照《地下水资源储量分类分级》(GB15218-2021),评价地下水资源分级及可靠性,本次评价结果精度为D级,允许误差50%,可用于地下水资源储量普查阶段,可作为区域规划的依据和水资源调查评价与区划工作设计的依据等。

    (1)经计算评价,云南省2000-2020年多年平均地下水资源补给量为854.66亿m3∙a−1(其中,长江流域181.31亿m3∙a−1,西南诸河流域482.58亿m3∙a−1,珠江流域190.77亿m3∙a−1),多年平均地下水径流资源量629.16亿m3∙a−1(其中,长江流域139.42亿m3∙a−1,西南诸河流域341.06亿m3∙a−1,珠江流域148.68亿m3∙a−1)。

    (2)通过对云南省223组水样的分析,主要污染区分布于经济发达人口密集的城市,如昆明、曲靖、玉溪、开远、楚雄、大理等地;受污染的地下水类型多为孔隙水,污染物主要为NH+4、F、Fe、Mn、挥发性酚类、Hg、COD等。

    本文的研究成果对云南省水资源的资源储备、水安全储备等规划建议、开发具有科学技术支撑作用。但当前的研究范围、研究深度不足,今后仍进一步对高原山区地下水系统的“四水”转换和有冰雪融水参与的河谷型盆地等水文地质单元水平衡等方面开展研究,为高原湖泊、湿地和林草资源等脆弱生态系统保护提供支撑。

    在新一轮水资源调查评价中,需加强水资源及环境系统认识,针对流域水循环机制不清等问题,建立水循环与水平衡调查相关体系,着力解决评价内容和标准不全、水质水量动态监测预报不足等问题[22]

  • 图  1  云南省含水层类型分布图(据王宇,2013)

    Figure  1.  Distribution of aquifer types in Yunnan Province (Based on Wang Yu, 2013)

    图  2  云南省地下水资源评价单元划分图

    Figure  2.  Division of groundwater resource evaluation units in Yunnan Province

    图  3  2000-2020年云南省平均降雨量等值线图

    Figure  3.  Contour map of average rainfall in Yunnan Province from 2000 to 2020

    图  4  长江流域2000-2020年地下水资源量变化折线图

    Figure  4.  Changes of groundwater resources in Yangtze River Basin from 2000 to 2020

    图  5  西南诸河流域2000-2020年地下水资源量变化折线图

    Figure  5.  Changes of groundwater resources in the river basins of Southwest China from 2000 to 2020

    图  6  珠江流域2000-2020年地下水资源量变化折线图

    Figure  6.  Changes of groundwater resources in the Pearl River Basin from 2000 to 2020

    图  7  云南省地下水水质监测点分布图

    Figure  7.  Distribution of monitoring points of groundwater quality in Yunnan Province

    图  8  云南省地下水超标指标影响率统计图

    Figure  8.  Statistics of contribution rate of groundwater exceeding permitted levels in Yunnan Province

    表  1  评价参数取值表

    Table  1.   Values of evaluation parameters

    含水
    类型
    地层
    代号
    富水性划分指标 地下水径
    流模数
    /L∙s−1·km−2
    地下水径流
    模数平均值
    /L∙s−1·km−2
    泉/L∙s−1 地下河出口/L∙s−1
    流 量 平均流量 流 量 平均流量
    裸露型
    岩溶水含
    水岩组
    较纯灰岩裂
    隙溶洞水
    P2q-m 0.01~864.86 3.42 40.53~6500.00 945.09 4.3~22.15 11.78
    Є1q 0.10~2.20 0.87 135.00 135.00 6.67~8.50 7.12
    不纯灰岩溶
    洞裂隙水
    S1sh 0.01~2.97 0.56 2.36~5.21 4.32
    T2g2 0.10~60.98 2.65 14.21~5490.00 1455.00 4.58~5.36 4.98
    T1-2j 0.05~201.00 4.87 6.73~210.00 62.95 3.00~19.06 8.87
    O3j-w 0.02~50.49 0.45 1.26~4.62 3.43
    O2-3sh-b 0.01~30.52 0.09 0.14~0.82 0.54
    T2g1 0.01~68.35 1.23 2.03~2.56 2.27
    T1y2 0.01~150.56 2.11 28.00~240.90 100.30 3.07~3.45
    白云岩孔
    洞裂隙水
    O1t-h 0.20~30.20 1.16 5.26
    Є2-3l 0.01~68.61 1.97 510.20 510.20 3.88~5.30 4.85
    Є2g-s 0.01~8.87 1.15 3.40~4.33
    非可溶岩孔
    隙裂隙水
    含水岩组
    碎屑岩岩
    孔裂隙水
    J3s 0.01~0.25 0.11 0.52~0.92
    J2s 0.01~0.51 0.13 1.32~1.43
    J2x 0.05~0.31 0.17 0.83~0.94
    J1z 0.005~0.44 0.09 0.85~0.96
    J1x 0.52~0.92
    T3s 0.10 0.10 0.83
    P3lt-c 0.01~3.40 0.48 3.07~3.86
    P2ls 0.10~1.83 0.42 2.12~2.85
    S1h 0.80 0.80 0.92
    S1l 0.513 0.513 0.86
    O1-2m 0.01~10.07 0.85 3.03~3.68
    Є1j 0.31 0.31 0.90
    玄武岩(风化)裂隙水 P3β 0.01~15.60 0.33 0.32
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    表  2  云南省水资源评价结果对比表

    Table  2.   Comparison of water resource evaluation results in Yunnan Province

    评价时间 地下水补给量/
    亿m3∙a−1
    地下水资源量/亿m3∙a−1
    径流模数法 水文分割法
    2000-2020年(多年平均) 752.440 742.740 761.610
    2000-2020年(多年平均) 线下计算 854.655 629.158
    栅格分析 872.737 632.102
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    表  3  2021年度地下水质量评价统计表

    Table  3.   Statistics of comprehensive evaluation of groundwater quality in 2021

    地下水资源分区 含水介质类型 统计监测
    点数/个
    最高单项指标类别
    金沙江 岩溶水 74 7 15 35 17
    孔隙水 31 1 14 16
    裂隙水 26 1 15 10
    澜沧江—红河 岩溶水 1 1
    孔隙水 18 2 2 9 5
    裂隙水 19 9 10
    怒江—伊洛瓦底江 岩溶水 4 3 1
    孔隙水 13 2 5 6
    裂隙水 4 2 2
    珠江中上游 岩溶水 12 1 5 6
    孔隙水 10 1 7 2
    裂隙水 11 8 3
    合计 223 9 24 112 78
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    表  4  珠江流域水资源计算验证表

    Table  4.   Verification of water resource calculation in the Pearl River Basin

    项目 水资源量/万m3∙a−1 对A比值 对B比值 对C比值 对D比值
    A.珠江流域地下水资源量(基流分割法) 1870704634 1 329.55% 893.02% 346.46%
    B.南盘江2020~2021基流量下限 567648000 30.34% 1 270.98% 105.13%
    C.南盘江枯季径流量 209480324 11.20% 36.90% 1 38.80%
    D.径流量法珠江枯季资源量 539949400 28.86% 95.12% 257.76% 1
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-28
  • 录用日期:  2024-11-26
  • 修回日期:  2024-11-07
  • 网络出版日期:  2025-03-21
  • 刊出日期:  2024-12-25

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