广西峰丛洼地区的找水打井经验
2008-03-22吴绍强
【摘要】如何合理开发利用地下水资源是解决人畜饮用水乃至农村可持续发展的重要课题。文章以都安县三只羊乡丁峒村打井示范工程为例,总结了严重缺水的峰丛洼地区在曲折幽深的天窗旁找水打井经验。
【关键词】找水打井;严重缺水;峰丛洼地区
【中图分类号】 P641【文献标识码】A
【文章编号】1674-1145(2008)02-0080-02
在广西9.6万km2岩溶区中有一半是峰丛洼地区。峰丛洼地区的突出问题是穷山恶水,贫困落后,是国家重点扶贫对象。由于独特的地貌及水文地质条件,使得峰丛洼地区人畜饮用水十分困难。峰丛洼地区岩溶水的分布极不均匀,勘探找水难度大,开采成本与开采效益之间的矛盾突出。广西许多大型地下河发育在峰丛洼地区,地下水埋深一般都大于50m,从曲折幽深的天窗提水很费力、费时,而且效率低、成本高、难管理,老百姓也难于承受。钻井取水给了老百姓希望,我们在都安县三只羊乡丁峒村实施了两处钻井示范工程,取得了明显成效。
一、示范井概况
(一)丁峒钻井简况
丁峒钻井位于都安县三只羊乡丁峒村民委所在地,缺水人口1100多人,丁峒处于八况地下河上游(图1),地貌上为大片峰丛洼地,丁峒座落在一个大洼地中,洼地呈北西—南东向,长约2.5km,宽150~350 m,洼底标高240 m左右,峰顶标高520~645 m,出露的地层岩性为石碳系厚层状灰岩夹白云质灰岩、白云岩。地下水枯水位埋深63.55m。
钻井位于天窗旁,采用空气多工艺(回转冲击空气反循环)钻井方法施工。井深0~0.70m为粘土夹角砾,0.70~100.80m为C2灰岩夹少量白云质灰岩、白云岩。其中井深63.70~66.90m为地下河通道。开采量22.60m3/h,水位降深0.08m。据八况地下河枯季迳流模数,推算此天窗枯流量为100l/s(360 m3/h),因此钻井的开采量是有保证的。
(二)内白标钻井简况
内白标钻井位于丁峒钻井NE方向3.5km,属都安县三只羊乡丁峒村内白标屯,缺水人口1000人,内白标处于八况地下河上游的一个支流,地貌上也是大片峰丛洼地,内白标座落在一个大洼地中,洼地为封闭状,呈北东—南西向,长约2 km,宽300~500 m,洼底标高243 m,峰顶标高470~660 m,出露的地层岩性为二迭系栖霞组(P1q)薄—中厚层状含硅质条带灰岩。地下水枯水位埋深60m。
钻井位于天窗旁,井深60.00m,其中57.32~61.11m为地下河通道。开采量7.1 m3/h,降深0.05m。经计算,钻井旁天窗的枯流量为44 l/s(158 m3/h),因此钻井的开采量是有保证的。
(三)布井方法
1.在井位附近开展详细的水文地质调查,重点是调查了解地下河天窗的流量及水位变化特征。
2.借助绳梯对地下河天窗进行详细准确的洞穴测量,把曲折幽深的溶洞实测剖面投影至一平面上,然后量取洞口至天窗水面的水平距离和方位。
3.在初步确定的井位上作物探,一般是采用高密度电阻率法及电测深。
4.综合分析后确定井位。
(四)钻井提水与天窗提水的对比结果
丁峒民众为了在天窗安机抽水,从1983年至1995年历时12年在天窗内开凿岩壁,修盘旋道(图2),安装水管水泵。但天窗四壁形态复杂,抽水管七拐八折,机械效率极低,入池的水量仅有水泵额定流量的1/5,抽水电费高达3.5元/m3,民众无法承受,造成抽水设备多年搁置报废。后来采用钻井抽水,由于效率很高,抽水电费仅为0.55元/ m3。同样抽1 m3水,直接从天窗抽水费是钻井的6.4倍。
尽管内白标一带的水柜水每年冬天都难以为继,但钻井旁的天窗至今仍然未提水饮用。打井前用绳梯垂直向下32m后,再倾斜向下拐几个大弯才到水面(图3),根本无法在天窗内直接安机抽水,显然更加需要钻井提水。
(五)示范井的推广价值
1.很多地方有钻井需求。在峰丛洼地区及周边的小型峰丛谷地,很多天然水点的开采条件很复杂。由于地下水深埋在50m以下,从洞口到水面的溶洞弯延曲折,一般是沿二组或三组裂隙追踪发育,有些天窗陡手下洞都十分困难,要在洞内施工更是艰难,而这些地区往往又是最干旱缺水,只能望水兴叹!
实践证明,采用钻井提水可以大大简化开采条件,尤其是500人以上的村屯,又种植一些甘蔗或桑叶等经济作物,有能力支付提水费,钻井是很受欢迎的,正如有些民众所说的那样,打井彻底解决了祖祖辈辈缺水的局面。
2.钻井提水效益显著。在曲折幽深的洞内直接抽水,由于溶洞既有垂直向下,又有倾斜向下,而且多次拐弯。因此,事先必须开凿岩壁,修盘旋路,才能安装水管等设备。据实地调查,工期少则几年,多则十几年。洞内开凿工程投资比钻井工程投资大几倍,甚至大十几倍。上面对比结果天窗内的提水费是钻井提水费的6.4倍。总之,无论工程成本及运行成本,曲折幽深天窗提水都远远高于钻井提水,显然钻井提水的经济效益是很显著的。
3.钻井提水管理方便。钻井内管路单一,提水效率高,机械事故少,日常管理和维护都较简单方便。相对而言,也降低了管理成本,深受民众欢迎。
【作者简介】吴绍强(1970-),男,广西桂平人,广西水文地质工程地质勘察院工程师,研究方向:水文地质工程、地质环境。