地质灾害隐患和水文地质环境地质调查计划进展

李文鹏

(中国地质环境监测院，北京 100081)

地质灾害隐患和水文地质环境地质调查计划主要任务是紧紧围绕自然资源部履行地质灾害防治和水资源调查职能要求，以支撑防灾减灾、精准扶贫、生态文明建设为目标，稳步推进水文地质、工程地质与灾害地质调查和科技创新，建设和完善地质灾害和地下水两个信息系统，提升水工环信息服务水平，切实增强地质灾害防灾减灾能力，支撑水资源可持续利用。根据计划目标任务，地质灾害调查方面按灾害的内动力和外动力成因不同，设置了重要活动构造与区域工程地质调查工程、山地丘陵区地质灾害调查工程；水文地质调查方面，结合地域特点在我国北方和南方分别设置了生态脆弱区和特困区水文地质环境地质调查工程、岩溶地区水文地质环境地质综合调查工程；地下水方面，在全国首次部署了主要含水层水质综合调查工程和国家地下水监测工程。计划共部署以上6个工程，下分47个项目。自2016年该计划实施以来，中国地质调查局总工室和水文地质环境地质部全程指导，工程和项目承担单位认真组织实施，在工程首席、项目负责人及全体技术人员的共同努力下，该计划6个工程均取得了较好的进展与成果。本文按工程设置对计划取得的主要进展和成果进行简要总结，并在相关刊物开辟专栏刊登部分研究成果，方便读者了解计划工程进展和成果全貌，并引导计划各项目编制后续论文详细介绍其调查研究成果，达到成果总结、技术交流和更好应用的目的。

1 重要活动构造与区域工程地质调查

1.1 服务重大工程建设和城镇规划

通过我国东部平原覆盖区活动断裂调查，初步探索形成平原覆盖区活动断裂调查评价方法技术体系，揭示活动断裂对地面差异沉降、区域性地裂缝等重大工程地质问题的控制作用及其对工程的影响机理，服务京津冀协同发展区、海南自贸区等重大工程规划建设。考虑构造稳定性、岩土体稳定性和地面稳定性，完成崇礼冬奥会场地区域地壳稳定性评价。首次在琼北发现榴辉岩，确定了东南沿海华南地块和南海地块构造缝合滨海断裂带西延位置，揭示琼州海峡形成的大地构造背景，支撑服务琼州海峡重大工程规划建设；揭示琼北地区东寨港新构造演化过程，支撑服务江东新区重大工程规划建设。通过活动断裂调查、地应力测量与实时监测、定量力学计算等研究，提出木寨岭隧道优化断面形状和参数，解决兰渝铁路的“卡脖子”问题。初步构建多学科融合的地震滑坡成灾机理与危险性评估理论技术体系，完成南北活动构造带1∶100万地震滑坡危险性评估，为潜在强震山区城镇的规划和防灾减灾提供地质科技支撑。

1.2 创新工程地质图编制方法

围绕工程规划建设需求，反映工程地质条件和工程地质问题，突出活动断裂对工程建设影响与地壳稳定性评价，通过集成和概化，建立工程地质概念模型，创新了工程地质图编制方法。编制形成新一代工程地质标准图幅样板图2幅。

2 山地丘陵区地质灾害调查

2.1 开展地质灾害调查示范

以孕灾条件调查为主线，利用高精度遥感、机载LiDAR、三维激光扫描等新技术，完成大巴山区、乌蒙山区等11个重点地区1∶5 万地质灾害调查3.3×104km2，提出了调查区地质灾害发生的主控因素、易滑地层、识别标志。构建适用于区域、场镇、单体尺度的地质灾害易发性、危险性和风险评价模型，编制了区域、流域、图幅、城镇、交通干线、单体等不同尺度、专业性与应用性并重的地质灾害调查示范性成果图件，初步形成与国土空间规划和用途管制需求有效对接的整装性成果。

2.2 创新灾害地质图编制方法

基于工程地质岩土体组合特征，分析地质灾害孕灾条件和主控因素，提出区域主要成灾模式，评价地质灾害易发性，进行地质风险评估，提出防灾减灾对策，创新了灾害地质图编制方法。编制形成新一代灾害地质标准图幅样板图6幅。

2.3 构建地质灾害调查技术方法体系

初步探索形成了“星-空-地” 地质灾害调查技术方法体系。探索利用高精度遥感技术调查地质结构、斜坡类型、长大节理等孕灾特征，运用InSAR等技术圈定剧烈变形区，采用机载LiDAR、三维激光扫描、红外等技术精细勾绘灾害边界、影响范围，依托野外数据采集系统实地精细刻画灾害形态与变形特征，形成了以新技术新方法为主的地质灾害调查技术方法体系。

2.4 建设全国地质灾害信息系统

建立数据采集、管理、分析、服务为一体的地质灾害信息管理系统，面向地质灾害防治管理、业务工作、智能调查、应急救援和公众防灾减灾等五类需求，提供在线服务。建立数据库动态更新机制，实现7省(市、区)国家-省-市-县四级地质灾害数据互联互通和实时更新。目前全国地质灾害数据库集成了1∶10万县(市)地质灾害调查、1∶5 万地质灾害详细调查和各省排查巡查以及应急调查等不同来源地质灾害数据，拥有28.8万处灾点信息、40多万张调查表、6 000多万项数据字段、万余张成果图件、5 000余份调查报告。

2.5 服务防灾减灾

地灾调查团队积极投入工作区汛期和突发地质灾害应急调查排查与监测预警工作。经估算， 2016年以来共协助地方开展应急调查排查和监测预警工作110次，建立了8处专业监测示范区，累计出动156次，避免直接经济损失约4 500万元，避免人员伤亡1 500多人，为10万余人提供安全技术保障。

3 生态脆弱区和特困区水文地质环境地质调查

3.1 完善地下水循环理论

进一步完善西北大型盆地和重要能源基地地下水循环理论。一是进一步总结了构造、岩性和地形对柴达木盆地、黑河流域、巴丹吉林沙漠区等西北大型干旱盆地地下水循环的控制作用与水循环演化特征，以及水循环与生态之间的关系。二是总结受人类活动影响，神东-晋东能源基地地下水流系统及其水质的变化。煤炭开采影响及岩溶水取水量激增，导致岩溶大泉流量总体呈衰减态势；通过对100余处矿坑老空水调查分析，侏罗系煤田延安组、华北型煤田山西组老空水70%以上为Ⅲ类水，而华北型煤田石炭系太原组老空水80%以上为Ⅴ类水，为煤炭基地采空区及地下水开发利用与污染防治指明方向。

通过利用多学科方法开展野外调查研究，确定了巴丹吉林沙漠区地下水主要来源。巴丹吉林沙漠地下水循环受构造和岩性控制，沙漠区深部地下水主要来源于侧向径流，以出山洪水的脉冲式补给为主；沙漠区浅层地下水受深部侧向径流与当地降水混合补给，根据地下水、降水中的氘、氧稳定同位素和氚资料估算，洪水侧向补给贡献率为80%～90% ，沙漠降水贡献率为10%～20%。

3.2 创新水文地质图编制方法

基于资源、环境、生态并重理念，坚持调查-编图-数据库“三位一体”原则，突出地形汇水、地层蓄水、构造控水的特点，反映植被生态与地下水关系，创新1∶5万水文地质调查成果表达方式。编制新一代水文地质标准图幅样板图10幅。

3.3 建设全国地下水与地面沉降信息系统

编制了《DD2019-05 水文地质调查数据库标准(1∶50 000)》，规范统一了水文地质调查野外采集表和数据库。完善了地下水与地面沉降信息系统，盘活历史数据并提供技术服务。实现与地质云平台链接，初步实现数据共享。建立了水文地质调查空间数据库，按照行政区域、流域、水文地质单元的水资源、水文地质、地面沉降专业图幅、文件数据入库，共计入库图幅1 500 余幅、监测数据330余万条、空间图层约2万个，数据量近3 T，包含1∶20万数字化水文地质图1 017 幅，典型地区1∶20万水文地质图整编(拼接)243幅。

3.4 攻克分层止水技术难题

攻克了地下水分层勘查中分层止水的技术难题，增强了封隔器稳定性，开发了不同口径封隔器，应用到全国34个地区，并编制了《地下水分层勘查技术应用指南》。地下水分层勘查技术的应用较大提高了含水层水文地质参数求解精度，提升了对区域水文地质条件认识。

3.5 服务脱贫攻坚

2016年以来在乌蒙山区、沂蒙山区、大别山区、西北内陆盆地等地完成1∶5万、1∶25万水文地质调查16.8×104km2，圈定了121处富水地段，新发现23个具有供水意义的含水层；建成探采结合井及表层岩溶泉开发示范工程等285眼(处)，总计日出水量超过22×104m3，直接解决近30余万人的饮用水问题，为160余万人提供了水源保障。

4 岩溶地区水文地质环境地质综合调查

4.1 开展岩溶区水文地质调查与精准扶贫

通过典型岩溶流域1∶5万水文地质调查，掌握了非均一岩溶地下水赋存分布规律和主控因素，探测岩溶地下河400多条，建立了岩溶地下水“调查-探测-评价”技术方法体系。建立的“调查地质背景—调整产业结构，开发岩溶水源—解决缺水问题，评价特色资源—发展特色产业，发现环境问题—制订治理规划”岩溶地质调查扶贫模式，在西南石山贫困地区得到了有效应用。

4.2 建立岩溶水资源有效开发利用模式

总结岩溶地下水富水规律，建立了岩溶水资源有效开发利用模式：岩溶丘陵洼地区，堵洞形成地表-地下联合水库，发展生态经济；深切割峰丛洼地区，建设调蓄水柜，发展立体生态农业；岩溶峰林平原和丘陵谷地区，建设抽水型地下调节水库，发展节水生态农业；断陷盆地区，周边地下水径流带堵洞蓄水，水资源联合调度，盆地内发展果粮基地。在西南典型岩溶流域实施岩溶水资源开发利用示范工程200多处，探索了水资源利用与生态恢复和经济发展协同途径。

4.3 建立流域尺度岩溶碳循环模式

创新流域尺度岩溶碳循环研究方法，建立了流域尺度岩溶碳循环模式。掌握了CO2在大气、水体、土壤、岩石等不同界面上循环转化的定量关系。研发陆地植被、土壤改良和沉水植物等人工干预固碳增汇技术，为大气CO2减排国家目标探索了新途径。近10年来，西南岩溶区石漠化综合治理工程增加的岩溶碳汇达2 500×104t，相当于该地区植树造林碳汇量的25%～50%。

5 主要含水层水质综合调查

5.1 集成首轮全国地下水水质与污染调查评价成果

2005—2015年中国地质调查局组织实施了我国首次系统、全面、多指标的地下水质量和污染调查，调查总面积440×104km2，覆盖了全国主要人口密集区、经济发达区和部分生态脆弱区，共采集地下水样品3.6万组，分析指标72项。针对此轮地下水质量和污染调查资料、数据，2016年以来组织开展了成果集成，编制了《中国地下水水质与污染调查评价成果报告》、系列图件和专题报告。评价了我国区域地下水质量及污染状况，总体良好，但存在“六高”、“五化”、“三大类污染”等问题，各地差异明显。

5.2 开展典型区水质综合调查

开展珠江三角洲、太行山前冲洪积扇、豫北山前冲洪积扇等松散沉积含水层水质综合调查，掌握了调查区含水层水质与污染状况，分析了水质、污染在时间和空间上的演化规律，研究了水质恶化和污染成因与主要控制因素，概化了污染模式，并开展了重金属、有机污染等典型污染修复技术示范，为我国水土污染防治提供技术支撑。

5.3 标准规范制定与技术方法创新

修订了国家标准《地下水质量标准(GB/T 14848)》，编制了《主要含水层水质综合调查导则》，提出基于指标毒理性的水质评价方法和不同尺度地下水系统防污性能评价方法。提出了三氮污染定量溯源方法和地下水微生物调查方法，自主开发了自动原位测试取样技术、绿色数字样品存储技术、便携式电分析化学现场测试技术等多项实用技术。构建地下水高效快速高通量多指标有机污染物分析新体系，大幅提升地质行业有机分析能力，填补了多项有机分析空白，升级了质量控制体系。在地下水水质污染调查、取样、测试、质控和评价等方面均达到国内领先水平。

6 国家地下水监测工程

6.1 地下水监测站点建设

国家地下水监测工程(自然资源部)自实施以来，基础建设累计投资111 956万元，共完成钻探进尺718 847 m，建设地下水自动化监测站点10 168个(其中新建7 447个，改建2 721个)，修建完善2个地下水均衡试验场。工程于2018年全面完成建设并启动运行，监控国土面积350 km2，覆盖了我国主要平原盆地和人口活动经济发展区。

6.2 提升地下水监测与科研能力

建成层位明确的国家级地下水专业监测站点10 168 个和现代化的水质监控实验室1个，与水利系统实现数据共享。利用云平台和大数据技术，研发了具有监测数据管理、动态分析、水质水量综合评价与信息发布等功能的地下水监测信息应用服务系统，实现了国家、省、市三级地下水信息共享与业务联动工作模式。采用先进的插入式负压自动监测和新型自动补水仪专利技术，研究建立了西北干旱和华北半干旱地区的2个地下水均衡试验场，实现了土壤水负压的实时在线监测，提高了土壤水运移研究分析能力。编制了12项地下水监测标准规范，提出了多要素综合评价的地下水位和水质监测网优化设计方法；总结形成了多层含水层系统的分层监测井建设技术和服务于生态环保的浅层地下水分层监测井建设技术。

6.3 推动地下水模拟与监测技术进步

研发了三维地下水云计算实时模拟系统，实现了矩形网格和任意多边形网格剖分，探索了山区和平原区联合建模的技术方法，实现了网上多人异地协同建模的工作模式，具有开放的建模环境。利用物联网和北斗卫星信息传输技术，研发了地下水监测数据自动采集、实时传输、多源解析的数据接收与设备管理系统。首次研发并成功实施了承压-自流井监测技术，解决了承压水与无压水转化的自动监测问题，有效解决井管结冰问题，已在自然资源系统和水利系统推广应用。

7 结论与建议

(1)进一步完善了内动力和外动力地质灾害调查技术方法体系，初步探索形成平原覆盖区活动断裂调查评价方法技术体系、 山地丘陵区“星-空-地” 地质灾害调查技术方法体系，调查成果较好服务重大工程建设、城镇规划和防灾减灾。

(2)全国地下水与地面沉降信息系统、全国地质灾害信息系统建设均取得新进展，数据库持续更新，互联互通和数据共享机制不断完善，信息服务水平不断增强。形成新一代1∶5万水文地质、工程地质与灾害地质调查标准图幅样板，为图幅成果规范化表达和数据库建设奠定基础。

(3)西北大型盆地和重要能源基地地下水循环理论得到进一步完善，神东-晋东煤炭基地侏罗系煤田延安组、华北型煤田山西组和华北型煤田石炭系太原组老空水水质特征，为煤炭基地采空区及地下水开发利用与污染防治指明方向。

(4)国家地下水监测工程全面完成10 168个地下水自动化监测站点建设并启动运行，监控面积350×104km2，覆盖我国主要平原盆地和重要经济地区。

(5)尽管在过去三年地质灾害隐患和水文地质环境地质调查取得了较好进展，但离生态文明建设、区域发展战略、国家创新战略等国家重大需求还存在一定差距，今后调查工作要进一步聚焦国家重大需求，依靠科技创新和信息化驱动，积极扩展工作领域和服务方向。

致谢：在中国地质调查局总工室和水文地质环境地质部指导下，在各行业专家学者帮助和支持下，在计划各工程首席、项目负责人、技术人员的共同努力下，地质灾害隐患和水文地质环境地质调查计划较好完成中期全部目标任务并取得一定进展和成果。本文在各工程年度报告基础上总结提炼而成。在此，对给予计划帮助和技术支持的袁道先院士、武强院士、陶庆法教高等专家学者，计划首席科学家殷跃平，工程首席谭成轩、李媛、郑跃军、夏日元、孙继朝、刘景涛、李长青，47个项目的项目负责人及技术人员，计划秘书袁富强等一并表示衷心感谢！