巖溶找水技術(shù)為8萬人“解渴”
“有了水井,學校再也不用看天接水了!”近日,重慶市秀山縣官莊鎮(zhèn)太陽小學的師生們打開水龍頭就用到了清涼的井水。這得益于重慶市地礦局208地質(zhì)隊的巖溶找水技術(shù),讓飽受缺水困擾的山區(qū)小學“解了渴”。記者從重慶市地礦局了解到,該局208地質(zhì)隊研究項目《重慶市巖溶貧困山區(qū)找水關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》近期獲得2021年度重慶市科技進步三等獎。該項目實現(xiàn)了巖溶地下水勘查鉆取的重大突破,為重慶巖溶山區(qū)百姓解決了缺水難題。
為何大江大河流經(jīng)的重慶會缺水?“重慶是典型的‘人在高處走,水在低處流’?!彼きh(huán)地質(zhì)正高級工程師、重慶市地礦局208地質(zhì)隊原黨委書記杜春蘭說,重慶市大部分地區(qū)屬于山地、丘陵,喀斯特地貌突出,有豐富的過境水,但開發(fā)利用難度大。
特別是重慶市巖溶面積接近3萬平方公里,占轄區(qū)面積的三分之一,巖層中有大量的管道、大型溶蝕裂隙和溶蝕孔隙,降水很快就會轉(zhuǎn)化成地下水。
“巖溶水最大的問題就是水資源分布不均,可以說最難的就是找水。”重慶市地礦局208地質(zhì)隊科創(chuàng)副總工程師、科創(chuàng)中心主任呂玉香說,因為巖溶地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜,長期以來,巖溶水的運移及富集規(guī)律一直是業(yè)界的熱點和難點。
根據(jù)含水層的空隙性質(zhì),地下水可分為三個亞類:孔隙水、裂隙水、巖溶水。砂巖地區(qū)孔隙大,水資源分布均衡,具有良好的滲透性,打水成功率一般在80%—90%,巖溶地區(qū)以碳酸鹽類巖石為主,質(zhì)地最為致密,水資源分布滲透性在空間上變化最為復雜,“找水就像在躲貓貓,以前打水成功率只有30%左右?!眳斡裣阏f,渝東南巖溶區(qū)曾是國家連片貧困山區(qū),缺水問題是該區(qū)域發(fā)展的桎梏。
“我們從2006年就開始研究巖溶地區(qū)缺水問題,2012年開始承接了相關(guān)的3個科研項目,將多年的研究系統(tǒng)化,并制定成標準?!被貞洰斈暄芯康那樾?,杜春蘭說。
“通過創(chuàng)新找水理論,鉆井成功出水率從31%提升至70%?!眳斡裣憬榻B,項目團隊先后對渝東南渝東北溶巖地下水富集規(guī)律、巖溶儲水構(gòu)造,以及找水勘查標準進行研究和系統(tǒng)總結(jié),并首次劃定重慶市巖溶地區(qū)26個富水區(qū)塊,根據(jù)地形、地貌、地質(zhì)、巖性的特征提出10個“找水標志”,豐富了水文地質(zhì)理論,為多種方式開采巖溶地下水提供了依據(jù)。
截至目前,208地質(zhì)隊編制了《重慶市巖溶地區(qū)找水勘查標準》,實施巖溶供水示范項目13個,成井68個,解決了8萬多人飲水問題。
水找到了,如何取水成為地質(zhì)隊員們要解決的又一難題。
“巖溶地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜,原來的打孔方式難度大、成本高、效率低?!眳斡裣憬榻B,以前打一口井要30天,但巖溶地區(qū)發(fā)生缺水情況時,往往在夏季高溫時節(jié)。“不可能讓缺水的百姓等這么久?!?/p>
對此,項目組緊急攻關(guān),研發(fā)了“潛孔沖擊錐”,通過改進鉆探工藝,形成了動力頭式鉆機多工藝空氣鉆進技術(shù),鉆進效率高,每小時可鉆20米以上,且不需要排渣,成本極低,并將單孔鉆平均施工時間縮短到了3天。
“現(xiàn)在一旦有巖溶地區(qū)發(fā)生缺水情況需要打井,我們從找井到出水,三五天就能搞定?!眳斡裣惚硎?,通過科技創(chuàng)新,他們獲得“潛孔沖擊錐”“水平孔或斜孔鉆具升降系統(tǒng)”“四驅(qū)斜孔攝像系統(tǒng)”3項發(fā)明專利和16項實用新型專利,提高了鉆井效率、鉆孔成井率,降低了安全風險。
“水找到了,鉆出來了,送到老鄉(xiāng)家,工作才算圓滿?!眳斡裣惚硎荆r(nóng)村供水和城市供水情況迥異,為更好地保障地下水到村到戶,他們結(jié)合各類典型地形條件,因地制宜提出了高位蓄水自來水模式、定點自取供水模式和直接入校供水模式等多種供水模式,研發(fā)了“典型槽谷斜坡區(qū)攔蓄引用防洪保土與水資源利用系統(tǒng)”等3項實用新型專利,并開展應(yīng)用示范。如今,208地質(zhì)隊的三項發(fā)明專利與三種供水模式已在重慶酉陽、巫山、秀山等20多個區(qū)縣推廣與應(yīng)用。
記者 雍 黎 實習生 雷 雍
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