黔西地區(qū)基于抗旱找水的打井技術(shù)方法分析

何純田

(貴州省地質(zhì)調(diào)查院，貴州 貴陽(yáng)550002)

2009年到2010年時(shí)間內(nèi)，我國(guó)西南地區(qū)受到了嚴(yán)重旱災(zāi)，尤其是在貴州的黔西地區(qū)，因?yàn)樵搮^(qū)域在地質(zhì)構(gòu)造上具有特異性，旱災(zāi)尤為嚴(yán)重，并且給當(dāng)?shù)鼐用窈娃r(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了很大不便。黔西地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地形切割較大，地質(zhì)工作相關(guān)基礎(chǔ)投入比較少的情況下，在井位置選擇上存在一定的困難。黔西地區(qū)大部分是深切割的溶蝕、侵蝕性構(gòu)造山區(qū)，居民生產(chǎn)和生活也比較分散情況下，有效解決居民安全飲水問(wèn)題是存在難度的。尤其是在比較集中的村莊附近找水，限制性因素較多。

黔西地區(qū)在溶蝕、侵蝕地貌情況下，主要是屬于深切河谷岸坡地帶，選擇合適的井位，尤其是從當(dāng)?shù)鼐用窠嵌葋?lái)說(shuō)，其中在比較集中的溶蝕地帶，多數(shù)情況下是碳酸鹽地層分布。該區(qū)域是較為舒緩的地形坡度，在深切河谷地帶控制了地下水的徑流和排泄條件，以及居民比較其中的斷陷盆地位置，是盆地和山地的結(jié)合部位。從地質(zhì)構(gòu)成來(lái)說(shuō)，在黔西地區(qū)主要是三疊系地層構(gòu)成了該區(qū)域的主體，地形起伏比較明顯，從地貌特點(diǎn)來(lái)說(shuō)屬于峰叢地區(qū)，因?yàn)閷儆谫Y源性貧水，所以說(shuō)在找水上是存在一定困難的，需要從溶巖水系的分布規(guī)律和拓展富水構(gòu)造進(jìn)行找水。

1 理論依據(jù)

物探是對(duì)各種物理場(chǎng)分布，以及變化的情況進(jìn)行觀測(cè)，因?yàn)榈厍虮旧砗徒乜臻g主要是一種介質(zhì)結(jié)構(gòu)，在物質(zhì)組成、形成和演化過(guò)程中是具有一定規(guī)律性因素的。物探技術(shù)就是在此基礎(chǔ)上所進(jìn)行的探測(cè)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，以及尋求能源、資源和環(huán)境檢測(cè)的基本理論、方法和技術(shù)性因素等，物探技術(shù)可以為找水等提供一定的依據(jù)。在遭遇碳酸鹽地層情況下，可以采用物探技術(shù)進(jìn)行科學(xué)分析，并且為布井等形成基本的判斷依據(jù)。

遙感地質(zhì)是綜合性運(yùn)用現(xiàn)代遙感技術(shù)技能型地質(zhì)規(guī)律，地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)勘察等研究，在宏觀的角度，從空中對(duì)地質(zhì)信息等進(jìn)行管理，也就是從各種地質(zhì)體對(duì)電磁的反映等作為基本依據(jù)情況，并且結(jié)合各種遙感資料，進(jìn)行綜合性分析和判斷地質(zhì)的基本構(gòu)造情況等。遙感地質(zhì)在找水過(guò)程中能夠形成積極應(yīng)用，可以切實(shí)的解決居民生活用水需求，以及能夠在現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查中，確定水井位置。同時(shí)在進(jìn)行位置選擇中，能夠運(yùn)用大比例遙感地質(zhì)方式破解難題，在集合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查情況下，為科學(xué)的進(jìn)行井位選擇，判斷地下水抽取，以及有效解決居民生活用水都是具有積極意義的。

2 研究過(guò)程

2.1 技術(shù)勘察

在進(jìn)行勘察上主要是從區(qū)域地質(zhì)，地質(zhì)構(gòu)造和水文情況進(jìn)行綜合性調(diào)查和研究，重點(diǎn)是對(duì)井場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)條件，地下水情況，以及水井水位，水溫和水質(zhì)量等方面的調(diào)查。尤其是在黔西地區(qū)打井過(guò)程中的核心性因素是對(duì)貧水區(qū)的碳酸巖進(jìn)行全面探查，主要是對(duì)含水層的埋深，以及斷裂構(gòu)造發(fā)育情況進(jìn)行全面性調(diào)查。在技術(shù)勘察過(guò)程中主要是需要進(jìn)行水文地質(zhì)，水文物探等工作，技術(shù)性資料和貧水區(qū)的基本情況相互結(jié)合，進(jìn)行綜合的分析和比對(duì)，對(duì)貧水區(qū)域的溫度場(chǎng)，水文地球化學(xué)場(chǎng)和地下水動(dòng)力流場(chǎng)等進(jìn)行微觀變化研究，形成對(duì)地下水布局，徑流途徑，蓄積和排泄等的全面性研究?？辈爝€需要形成基本模型，主要目的是促進(jìn)地下水賦存基本條件的技術(shù)性分析，以及能夠在管理過(guò)程中進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估，能夠進(jìn)行單井涌水量等技術(shù)性評(píng)估。對(duì)勘察的基本結(jié)果需要形成專家基本確認(rèn)，也就是對(duì)施工探采情況結(jié)合井實(shí)際進(jìn)行可行性分析，并且從專家角度進(jìn)行施工井位置確定，形成物探結(jié)合，以及探采結(jié)合施工模式。

2.2 取水設(shè)計(jì)

表1 取水設(shè)計(jì)比較(來(lái)源:根據(jù)資料整理)

碎屑巖孔隙儲(chǔ)水構(gòu)造主要是在斷裂構(gòu)造地帶所形成的砂巖附近等，或者是地下水強(qiáng)徑流等附近的砂巖，在井類型上可以選擇鉆孔，井的深度可以選擇在200～300 m。在黔西南的向斜構(gòu)造中，主要以白云巖或石灰?guī)r為主，溶蝕裂隙發(fā)育，是泉水開(kāi)發(fā)的一種重要的形式，適和大口徑，水深度一般在20～50 m，其中水井鉆孔深度在0～200 m左右。

2.3 資料收集和現(xiàn)場(chǎng)分析

從黔西地區(qū)的環(huán)境出發(fā)，該區(qū)域在地形上具有切割性，以及復(fù)雜多變的情況，對(duì)該區(qū)域來(lái)說(shuō)進(jìn)行找水打井的核心性因素是形成井位置選擇，在進(jìn)行打井過(guò)程中形成深井和淺井的科學(xué)判斷。其中首要因素是進(jìn)行資料收集，主要是從地質(zhì)和水文方面進(jìn)行資料收集，從巖石性質(zhì)，以及宏觀地形方面進(jìn)行綜合性比較，從初始性資料中獲得比較合適的布井位置確定。第二個(gè)因素是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，雖然整體性資料對(duì)黔西地質(zhì)的基本情況可以形成一定了解，但是在具體情況下還需要結(jié)合微觀性地形和地貌確定井的位置，溶巖水系的分布規(guī)律和拓展富水構(gòu)造進(jìn)行找水，在打井過(guò)程中遇到一些情況，比如在碳酸巖地層情況下，需要保證目的層在地下水水位之下，另外還需要保證能夠具有目的層，以及目的層以下位置的隔水，以及阻水巖層存在。

2.4 賦水和井深選擇

賦水是在確定了具體水量的情況下，結(jié)合取水區(qū)域地下水的基本條件，所確定有效地下水取水的具體深度。從黔西地區(qū)的情況看，雖然一些區(qū)域性水資源比較豐富，但是一些區(qū)域因?yàn)榈刭|(zhì)條件的影響性因素，造成了缺水比較嚴(yán)重。在溶巖水系的分布規(guī)律和拓展富水構(gòu)造找水，所以說(shuō)采用淺井方式就能夠在一定的程度上緩解居民生活用水短缺情況。而在一些碎屑巖，以及砂巖區(qū)域，需要采取深井方式，對(duì)居民用水情況形成一定的緩解。在遇到比較厚的第四系沖積松散堆積層情況下，可以運(yùn)用打淺井，抽取地下水的方式，在一些特殊情況下，可以直接采用大口徑淺井來(lái)進(jìn)行地下水采集，一般情況下，在淺層地下水賦水性比較差情況下，才進(jìn)行地深層地下水采集。

在井深選擇過(guò)程中，主要是結(jié)合鉆孔施工情況進(jìn)行確定，尤其是一般情況下單井和深井出水量是比較大的，而對(duì)淺井來(lái)說(shuō)一般情況下出水量較低。但是在深井打井難度是較大的，一般情況下成井成本又較高，所以在進(jìn)行井水深度選擇過(guò)程中，需要根據(jù)居民具體需要水量，同時(shí)考量地下水的富集程度進(jìn)行考量。一般情況下能夠用淺井解決問(wèn)題的情況下，不要采用深井，以免造成資源的浪費(fèi)等。

2.5 實(shí)例分析

黔西縣坪子村富水段的整體性地勢(shì)比較平坦，向北有輕微傾斜，在南北主要是斷裂通過(guò)，在斷裂帶的西側(cè)具有斷裂，在200 m附近的淺裂隙發(fā)育比較完善，其中風(fēng)化的新裂隙為水運(yùn)移提供了基本條件，其中風(fēng)化帶和裂隙帶是含水層。該區(qū)域的水井深度是183 m，靜水位置埋深6.59 m，而水位降深為49 m，單井涌水量為240 m3/h。該井水質(zhì)較好，礦化度0.37 mg/L，水質(zhì)達(dá)到了礦泉水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

表2 相對(duì)賦水段比較(來(lái)源:根據(jù)資料整理)

另外在黔西縣歪嘴坡區(qū)域，在該地段是北部高，南部低，主要呈現(xiàn)的是一種山間洼地的情況，在該區(qū)域具有阻水構(gòu)造，以及因?yàn)槭艿阶杷當(dāng)嗔褞в绊懙那闆r，在北部有較大的匯集面積，形成相對(duì)性的富水區(qū)域。該區(qū)域山底抗旱井深度是100 m，井深埋深是6.59 m，水位降深49.1 m，單井涌水量240 m3/h，礦化度0.37 mg/L，水質(zhì)達(dá)到了飲用礦泉水的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語(yǔ)

從黔西地區(qū)抗旱找水的實(shí)際情況出發(fā)，在進(jìn)行井位置選擇時(shí)，從水文地質(zhì)資料，以及具體的調(diào)查情況進(jìn)行深入性分析和研究，同時(shí)必要的物理探測(cè)技術(shù)和大比例的地質(zhì)遙感技術(shù)，對(duì)促進(jìn)提升抗旱打井的成功率具有積極意義。

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