特别报道|鄂尔多斯地下是个大水盆!河海大学团队解开成因之谜

灯火阑珊处寻 2024-12-17 09:07:30

河海大学深循环地下水研究团队发表重要论文

揭示鄂尔多斯地下大水盆成因之谜

我国北方一大片干旱、半干旱地区可望就地取水解旱

▓ 李伶

早在 2006 年中国地质调查局局长孟宪来就宣布:鄂尔多斯地下是个大水盆,每年的补给量达到105亿立方米。长期以来,“鄂尔多斯大水盆”的补给源始终没有找到,影响了对其合理开采和利用。

传统的水文地质水循环观点认为,“鄂尔多斯大水盆”的补给源来自吕梁山等周围山区的多年的降水入渗。但是,这些推断都没有扎实的证据,而且吕梁山区的降水不可能有这么大的补给量。由于补给源问题始终没有得到解决,从而直接影响了鄂尔多斯地区水资源的开发利用。

2004年河海大学陈建生教授在世界顶级刊物《自然》(英文名《Nature》)上发表论文,首次提出了深循环地下水概念,指出祁连山的冰川融水通过岩石圈中的导水通道输送到巴丹吉林沙漠的湖泊群中。

其后,该校陈嘉琪教授将星载合成孔径雷达、水文遥感等信息科学技术运用于研究之中,通过同位素、地球化学、水力学等多学科交叉大数据模型,结合沙漠找水实践,揭示了深循环地下水导水通道的成因,提出并完善了地下水深循环理论,取得了一系列重要研究成果。研究证实,西藏高原内流区水量不平衡,丢失的水量为540亿立方米/年,达到一条黄河的流量。这些渗漏水通过裂谷带中的导水通道向塔克拉玛干沙漠、柴达木盆地、内蒙高原等自流盆地排泄,相关的研究论文发表在《Geology》(地质学)、《Geophysical Research Letters》(美国地球物理学会:地球物理快报)、《Journal of Hydrology》(荷兰:水文学)《ACS ES&T Water》(美国化学学会:环境科学与技术—水资源)《 Journal of Environmental Management 》(英国:环境管理杂志)等国际知名期刊。

近年来,陈嘉琪团队利用其擅长的遥感卫星的监测手段,在海拔2783米吕梁山最高处荷叶坪上发现了湖泊群与上升泉,他们便对这些湖泊以及娘子关泉群、府谷县自流井等广泛采集水样。

通过同位素检测,他们对原先探得的西藏高原丢失的540亿立方米渗漏水的去向及传输方式有了更为详尽的认识。他们认为,这些渗漏水中有一部分通过裂谷带中的管道型导水通道传输到鄂尔多斯自流盆地、吕梁山等东部地区。他们在海拔2783米的吕梁山最高的荷叶坪上发现了湖泊群与上升泉,同位素水化学分析证实,这些上升泉来自于西藏高原的渗漏水。

2024年11月,题为“Inter-basin groundwater flow in the Ordos Basin: Evidence of environmental isotope and hydrological investigations(鄂尔多斯盆地盆地间地下水补给量环境同位素证据及水文调查)”的论文发表在《Geoscience Frontiers》(地学前缘),《Geoscience Frontiers》是由中国地质大学(北京)和北京大学联合主办的地球科学领域高水平期刊,中科院分区为 1区,属于TOP期刊,影响因子8.5。

陈嘉琪教授为该文的通讯作者,博士生张一彤为该文的第一作者,陈建生教授与王王博士生为共同作者。文章引起了水利科研人员的强烈关注。

该论文明确指出:呈辐射状分布的地下水“管道”将西藏渗漏水源源不断地输送到新生代火山岩地区以及自流盆地之中。西藏渗漏水的排泄区包括鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地、阿拉善高原、四川盆地、内蒙高原、太行山区、华北盆地、苏北平原、松嫩平原、长白山等自流区,排泄区还延伸到了渤海、黄海、东海等海域。深循环地下水在传输的过程中发生了水岩反应,岩石中的锶、硅、钙、镁等对身体有益的矿物质被溶解到水中,成为天然矿泉水与苏打水,是最好的饮用水源。

论文中还以上图表明,西藏高原的丢失水分三路通过地幔岩石圈中存在地下水导水通道,其中的一路快速补给鄂尔多斯、太行山区以及华北等地。这些深循环导水通道的形成与新生代以来印度板块与欧亚大陆板块碰撞有关,碰撞引起的岩浆流分三路向东北、东部以及东南流动,并造成火山喷发。火山活动停止后,滞留在岩石圈下部的岩浆流冷却成岩,并在岩石中出现了贯通的冷却收缩缝,这些收缩缝最终演变成为“地下管道”。青藏高原的水源通过“地下管道”快速输送到数千千米外的鄂尔多斯自流盆地及低海拔地区。

综上所述,鄂尔多斯地下水,是源自西藏裂谷的深循环地下水,这个年补给量105亿立方米地下大水盆是一个大型地下水库,库容量相当于1/4条黄河,对鄂尔多斯盆地地下水的开采利用,既不会造成地下水枯竭,也不会形成环境灾难。由于深循环管道与海洋连通,如果我们对地下水库弃之不用,地下水最终将通过深循环导水通道排入大海。这对内蒙古鄂尔多斯地区那一大片干旱和半干旱地区的经济建设和人民生活的改善造成了极大的浪费。本论文之所以引起科学界的广泛关注,关键的亮点就在“近水济旱”之中。2024.12.11

【作家简介】李伶,1940年生于江苏句容县,1961年参军,2001年退休。原为第二炮兵(火箭军前身)政治部创作室主任,中国作家协会会员,三次荣立三等功。著有长篇小说《鸳鸯谷》,长篇纪实文学《杨虎城的密使》《青山垂虹》《狼烟》《惊世鼙鼓》《西安事变的序曲》《1933:影响中国历史走向的汉中密约》《开国将领的奇婚奇缘》,报告文学集《悲壮的女性》,电视剧《泽国晨钟》等。其前瞻性报告文学《西藏之水救中国》为地表水的开发和利用提供了崭新的思路和长远目标, 其姊妹篇《西藏之水救中国一地下水篇》被舆论界誉为“为缺水的中国提供了一条地下路径”。选题追求:我写人不知,人知我不写。

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