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鲁中南抗旱找水打井技术方法浅析

发布时间：2023-03-24 01:07:38 来源：文档文库

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龙源期刊网http://www.qikan.com.cn鲁中南抗旱找水打井技术方法浅析
作者：郭广厚李传磊
来源：《城市建设理论研究》2012年第29期
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：自2010年9月底以来，山东省中部、西南部连续4个多月没有有效降水，鲁中南多个地区的人民面临着生活用水无法满足，大型牲口缺水，冬小麦受干旱的影响而减产（绝产）的困难。持续的干旱严重影响了当地人民正常的生产和生活。面对这次200年不遇的特大干旱，党和政府高度重视，并组织了以国土资源部为首各地方国土资源系统为辅，结合当地的地勘单位的抗旱打井小组，全面展开抗旱打井工作，以解决广大受旱地区的人畜饮水问题和小麦抗旱保苗灌溉。1.本区地质条件本次抗旱拟打井位置大部分地段位于元古代、中生代侵入岩分布区和胶南群、泰山群变质岩分布区，只有少部分地段位于中生代碎屑岩分布区（俗称“红层”），地势高低起伏，地形地貌以丘陵为主，水文地质条件非常复杂，属于资源性贫水区，给找水定井带来较大的困难。根据实际地质条件，可以将本次找水蓄水构造分为以下两类：即碎屑岩类孔隙裂隙水蓄水构造，变质岩-岩浆岩类裂隙水蓄水构造。1.1碎屑岩类孔隙裂隙水蓄水构造工作区白垩系“红层”区的棕红色泥岩、页岩、砂岩、砂砾岩，总体上看含水微弱，但在地形条件有利于汇水，砂砾岩埋藏浅的构造破碎带附近，其富水性较好。寻找“红层”碎屑岩孔隙裂隙水就是寻找靠近断裂的砂砾岩埋藏较浅的构造破碎带，或者寻找碎屑岩孔隙、裂隙的地下水的强径流带附近地段。莒南县筵宾镇前泉龙抗旱井，编号371327177J。地质条件：该村西侧约5km处为北东向昌邑大店断带裂，东侧3km处为北西走向次级断裂。地表出露地层为白垩系王氏组二段，目的含水层为砾岩、砂岩。砂岩为脆性岩石，我们定井有利地段就是构造裂隙发育附近，或者断裂的影响带，即地下水的强径流带上，其蓄水构造概念模型见图1-1。经过物探资料分析，井位确定在村北方向。成井情况：该井深度216m，静水位埋深9.6m，降深为60.2m，单井涌水量为240m3/d。图1-1碎屑岩孔隙裂隙蓄水构造概念模型示意图
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn1.2变质岩-岩浆岩类裂隙水蓄水构造有一定补给来源的地下水再向地势低洼处地下径流时，遇到阻水构造，即地层阻水或者断层阻水，在阻水地层或阻水构造上游附近为地下承压水的滞留带，该地带一般为定井理想地带。莒南县相邸镇杜家岭抗旱井，编号371327172J。地质条件：根据调查，该村地势较高，地貌类型为丘陵残丘。该村西侧为北东向的压扭性断带裂，断裂西侧为下元古代胶南群大山沟组上段，岩性为二长浅粒岩与黑云二长片麻岩及角闪二长片麻岩互层，偶夹大理岩。断裂东侧为中生代燕山期艾山阶段侵入岩，岩性为石英二长岩，属于地下水贫水区。为解决1720人吃水问题，定井风险极大。经综合分析：村西部地势低洼，南部有一定补给来源（汇水面积），东侧为阻水断裂构造，故在阻水断裂构造上游附近为地下承压水的滞留带，该地带一般为定井理想地带。在该理论指导下故定井于此。其概念模型见图1-2。成井情况：该井深度150.6m，静水位埋深5.19m，降深为68.6m，涌水量为120m3/d。图1-2变质岩-岩浆岩裂隙蓄水构造概念模型示意图1.3找水定井的技术方法基岩地下水富集一般要具备三个条件：其一是补给面积（地表汇水面积）；其二是导水通道（断裂构造带或裂隙岩溶发育带）；其三是储水空间（裂隙发育的碎屑岩类，如粗砂岩、砂砾岩、砾岩等，岩浆岩类的成岩、裂隙、孔洞等）。具备这三个条件是基岩地下水富集的必要条件，但不是充分条件，要想找到相对丰富的地下水源地，还要充分考虑区域地下水的补给、径流、排泄、蓄积、溢出等关键环节，经综合分析对比，寻找确定最为有利于地下水富集的基岩蓄水构造的空间展布范围，在基岩蓄水构造空间展布范围内的最佳位置就是将要定井的有利位置。1.3.1基岩蓄水构造的勘察的技术路线①在对区域地质、地质构造、水文地质调查与综合分析研究的基础上，重点查明拟定井场区的地质构造条件，地层结构条件，地下水天然露头（泉水出露）情况及已有水井的水位、水温、水质等情况。②有的放矢的针对贫水地区的白垩系俗称“红层”，粗砂岩及砾岩，进行水文物探工作，探测砂砾岩含水层顶板埋藏起伏及断裂构造发育情况等。③通过野外水文地质调查、水文物探等工作，结合贫水地区已有的找水工作经验，进行综合分析对比，并研究贫水区区域地下水的温度场、水文地球化学场、地下水的动力流场等微观变化，找出地下水补给来源、径流途径、蓄积部位、排泄方式（泉排泄、暗河排泄、潜流排泄等）等。
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn④建立基岩蓄水构造概念模型，初步分析确定地下水赋存的基本规律。推测含水层埋深，确定井深，评估打井施工风险，估算单井涌水量等。写出探采结合井井位专家论证意见报告。⑤论证报告通过邀请相关找水专家评审认为工作区确实具备施工探采结合井的可行性，并由专家现场确定施工井井位，方可进行探采结合井施工。1.3.2基岩蓄水构造的取水设计碎屑岩类孔隙裂隙水蓄水构造取水设计：目标含水层为断裂构造的影响带附近的砂岩、砾岩，或者地下水强径流带附近的砂砾岩。宜井类型为钻孔。宜井深度一般为200-300m。变质岩、岩浆岩类裂隙水蓄水构造取水设计：目标含水层为断裂构造的影响带及风化带。宜井类型为钻孔或大口井。宜井深：大口井深度一般为20-50m，钻孔深度一般100-200m。2.本次工作发现的相对富水地段通过本次抗旱钻探成井、抽水试验，综合分析研究认为：发现莒南县存现两处地下水相对富水地段，分别为小官庄～石莲子富水地段和山底～河西富水地段，现叙述如下：3.1小官庄～石莲子富水地段该富水地段位于汀水镇的小官庄～石莲子镇，呈近南北向的不规则椭圆状，面积约0.7km2，该地段整体地势平坦，微向南倾斜。该区有近南北向断裂通过，断裂西侧，出露地层为元古代胶南群角闪片麻岩，受断裂构造影响，200m以浅裂隙较发育，风化孔隙及构造裂隙为地下水运移提供了空间，风化带及构造裂隙带为地下水的含水层。如石莲子抗旱井，编号371327176J，深度为183m，静水位埋深6.59m，水位降深为49.1m，单井涌水量为240m3/d，地下水水化学类型为HCO3-－Ca·Mg型水，H2SiO3含量为40.56mg/l，矿化度为0.37mg/l,水质达到饮用矿泉水国家标准。断裂带东侧，地表出露地层为白垩系，岩性为砂岩、砾岩及泥岩，白垩系以下为埋藏型奥陶系灰岩，受断裂带的影响，岩溶地下水经过深循环后由北向南方向径流，断裂东侧150m宽度范围内为岩溶地下水的相对富水区，灰岩顶板一般埋藏于300-500m。如汀水镇小官庄地震观测井，编号鲁14＃，奥灰顶板埋深270m，静水位高处地面6m。详见图3-1。3.2山底～河西富水地段该富水地段位于莒南县坪上镇（现称临沂市临港区）的山底村～河西村（朱芦镇），呈近东西向的不规则体，面积约17.3km2，该地段北部高南部低，主要为山间洼地两侧地段。该区

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