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    针对我国当前地下水勘查和监测中存在的常规分层勘查效率低、垂向探测不精细及水文地质参数不准确等问题,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心(以下简称“水环中心”)在借鉴和吸收国内外相关研究基础上,通过多年不断探索和改进,研发了具有完全自主知识产权的地下水分层勘查新技术。该技术结合一孔同径分层成井、含水层可控性封隔、单孔多层自动化监测等主要技术手段,形成了“分层成井—分层洗井—分层抽水—分层采样—分层监测”地下水分层精细勘查新模式,提高了水文地质勘探工作效率,达到精细刻画水文地质参数的目的,对科学评价合理开发地下水资源具有十分重要的意义,为科学研究、生产实践、行政管理等提供了重要技术支撑。

    该技术优势特点包括:一是能够实现“一孔多层”勘探孔分层采样及实时监测,可自动高效获取精确水文地质参数;二是该技术施工成本低、占地面积小、维护费用低;三是在工程施工方面,相比于传统丛式水文地质孔或一孔多次变径钻孔,可提高工程效率至少50%。基于上述特点,该技术已广泛应用于我国多个省区的水文地质勘查、煤田水害精细勘查、锂钾矿分层刻画等领域,并受到专家学者一致好评。

    创新研发历程和技术构成

    作为水文地质调查重要的技术手段,水文地质钻孔发挥着重要作用,传统的水文地质钻孔不能满足水文地质精细化勘查要求。为实现水文地质精细化勘查,准确评价地下水资源量,并根据地方需求制定地下水合理开发方案,服务地方社会经济建设,水环中心依托水文地质调查项目,组建了以水文地质、钻探、监测仪器等多学科科研工作者为核心的研发团队,针对封隔成井、分段洗井、分层抽水和监测等方向开展重点攻关和示范,通过十多年的技术积累和迭代,形成一整套成熟完整的地下水分层勘查技术,研发了满足108-325毫米井径的系列化产品,包括封隔器、特种潜水泵、变频调流设备、井下监测设备、自动传输设备及数据抗干扰设备,可应用井深1000米以内的分层成井、分段洗井、分层抽水和分层观测等工作。

     

    地下水分层勘查器具实物图

    一是分层成井。在细颗粒地层或钻孔结构不稳定地层分层成井过程中,传统的多层水文地质钻孔易出现钻孔事故率高、砾料回填高度测量不准确、施工效率低等问题,研发封隔注浆分层成井技术,将成井工艺改进为钻进→下管→全孔填砾→洗井→封隔注浆分层止水,突破性地去除了“分层填砾和止水”这一钻孔事故高发阶段,使得分层成井更加简单安全,大幅降低钻孔分层成井事故率,适用于1000米以内多层水文地质钻孔分层成井。

    二是分层洗井。针对传统洗井方法(活塞、空压机、潜水泵)对富水性极强的大厚度含水层洗井效果不彻底,获得水文地质参数不准确的问题,研发双封隔器分段振荡洗井技术,通过封隔器将钻孔某一含水层段进行封隔,并针对该目的层进行强力振荡洗井,使勘探孔含水层出水能力无限接近其真实值,可提高含水层富水性评价精度。

    三是分层抽水。钻孔抽水试验是获取含水层水文地质参数重要的技术手段。针对传统分层抽水方法工序繁琐、成本高、分层数量有限及参数不准确等问题,开展新型分层抽水技术研究,在有效完成分层止水的钻(井)孔内,根据不同层位、不同厚度、不同深度的含水层,将上、下两个封隔器下至井内指定位置启封,从而将目的层段与两端非目的层段隔离,利用潜水泵或取样装置对目的层段进行抽水和采集水样,同时利用设置在目的层段上部、下部和中间的传感器持续测量对应层段地下水压力和温度变化,通过数据可视化装置进行观测和记录,进而获取目的层段相关水文地质参数。

    四是分层监测。混合监测不能真实反映各含水层特性。分层监测技术可根据钻孔分层数量及改建要求,将分层勘探孔改建为连续多通道多层监测井或巢式监测井,实现分层水文地质参数动态长期实时监测。

     

     

    地下水分层抽水技术示意图

     

    分层监测技术示意图

    成果转化应用

    助力高精度水文地质调查。2014-2018年,地下水分层勘查技术支撑开展“黑河流域1:5万水文地质调查”国家地质调查项目,先后在黑河流域实施多层水文地质孔达40眼以上,最大分层数量为5层,均采用地下水分层勘查技术与设备进行分段振荡洗井、分层抽水试验和分层采样,获得了高精度的水文地质参数,深化了对区域水文地质条件的认识。一是为大厚度含水层非完整井水文地质参数计算方法及计算公式的厘定提供了基础;二是佐证了大厚度强富水含水层在洗井彻底情况下,单位涌水量随含水层厚度增加而增大的水文地质认识。

    服务煤矿水害精细勘查。自2016年至今,地下水分层勘查技术先后应用于陕西长武亭南煤业、陕煤榆北煤业、彬长孟村矿业、黑龙江龙煤双鸭山矿业等矿区水文地质勘查,通过进行分层抽水试验和分层观测,对煤矿分层涌水量进行预测,为煤矿水害精细勘查提供了技术支持,有效保证了煤矿正常生产安全。

    支撑新疆罗布泊钾盐矿资源评估。首次使用地下水分层勘查新技术对罗布泊钾盐矿卤水地区含水层进行分层抽水、取样和测试,在新疆罗布泊卤水地区实现区域盐矿精细调查,查明各个含水层的涌水量和盐量,为新疆罗布泊钾盐矿储量精确评估提供了强有力的技术支撑。

     
    地下水分层精细勘查新模式助力高精度水文地质调查

    随着经济社会的发展,以气候变化为核心的全球环境变化,正在广泛而深刻地影响着人类社会的方方面面。气候变化所导致的气温增高、海平面上升、极端天气与气候频发等,对自然生态系统和人来生存环境产生了严重影响。增加能源供应和来源途径、改善能源结构,是减少温室气体排放量、解决全球气候变化问题的根本途径。而作为新型能源的地热资源越来越受到人们关注,它具有低成本、可持续利用和环保等其它能源所不可比拟的独特优点。可以说,大力推进地热资源开发利用,改善能源结构,对于解决日趋严重的全球环境问题具有重要的意义。

    ● 什么是地热资源?

    地热资源是指能够经济的被人类所利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分。我国地热资源可分为浅层地热能资源、水热型地热资源和干热岩资源三种类型。目前可利用的地热资源主要包括:通过热泵技术开采利用的浅层地热能、天然出露的温泉、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。我国地热资源种类繁多,考虑地质构造特征、热流体传输方式、温度范围以及开发利用方式等因素。

    ● 地热是如何形成的?

    关于地热的来源,有多种假说。一般认为,地热主要来源于地球外部热源和内部热源。外部热源包括太阳辐射等,内部热源包括放射性元素生热、地核热量等。根据测算,地核的温度达6000°C左右,地壳底层的温度达900~1000°C,地球表面恒温层(距地面约15米)以下约15千米范围内,地温随深度增加而增高,平均增温率约为3°C/100米。不同地区地热增温率有差异,接近平均增温率的称正常地温区,高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿,深大断裂及火山分布带等,是明显的地热异常区。

    勘查地热资源,一般采用地热地质调查、钻探和各种物化探方法。

    ● 地热资源有哪些用途?

    据史料记载,我国开发利用地热与温泉已有5000多年的悠久历史,是世界上利用地热资源较早的国家之一。新中国成立后,国家重视人民的医疗保健事业,从20世纪50年代起,先后建立温泉疗养院160多家,20世纪70年代后,地热资源的开发利用进入快速发展阶段,尤其是20世纪90年代以来,在市场推动下,地热资源的开发利用得到更加蓬勃的发展。

    地热开发利用方式

    地热资源主要用途包括发电、建筑物供暖、洗浴疗养、种植养殖、烘焙等。其中150℃以上的高温地热主要用于发电,发电后排出的热水可进行梯级利用;90~150℃的中温和25~90℃的低温地热以直接利用为主,多用于工业、种植、养殖、供暖制冷、旅游疗养等方面;25℃以下的浅层地温,可利用地源和水源热泵供暖、制冷。目前全国地热资源开发利用的基本格局是:西南、华南发电;华北、东北供暖与养殖,华东、华中、西北地区洗浴与疗养。

    截至2015年,我国地热资源每年利用量折合标准煤0.21亿吨,其中水热型地热资源利用量折合标准煤415万吨,开采率为0.2%,浅层地热能利用量折合标准煤1600万吨,开采率为2.3%,地热资源开发利用潜力巨大。水热型地热资源利用方式中,地热发电占0.5%,供热采暖占32.70%,医疗洗浴与娱乐健身占32.32%,养殖占2.55%,种植占17.93%,工业利用占0.44%,其他占13.56%。浅层地热能资源开发利用方式主要为供暖制冷。

    ● 地热资源有哪些种类?

    1.水热型地热资源

    我国水热型地热资源非常丰富,出露温泉2334处,地热开采井5818眼。水热型地热资源量折合标准煤12500亿吨,每年地热资源可采量折合标准煤18.65亿吨,有高温地热资源(≥150℃),但以中温地热资源(90~150℃)和低温地热资源(<90℃)为主。其中,水热型中低温地热资源量折合标准煤12300亿吨,每年地热资源可采量折合标准煤18.5亿吨,发电潜力150万千瓦;水热型高温地热资源量折合标准煤141亿吨,每年地热资源可采量折合标准煤0.18亿吨,发电潜力为846万千瓦。

    水热型中低温地热资源主要分布于华北平原、河淮平原、苏北平原、松辽盆地、下辽河平原、汾渭盆地等大中型沉积盆地上,分布在山地的断裂带上的地热一般规模较小,分布在盆地特别是大型沉积盆地的地热资源储集条件好、储层多、厚度大、分布广,热储温度随深度增加,是地热资源开发潜力最大的地区。

    高温地热资源主要分布在我国藏南-川西-滇西水热活动密集带,其高温地热资源发电潜力为712万千瓦,充分开发利用高温地热资源,积极推进西南地区高温地热发电,因地制宜建立多能互补的发电格局,符合我国当前能源革命需求,也是可再生能源重要组成部分。

    2.浅层地热能

    全国336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤7亿吨,可替代标准煤11.7亿吨/年,节煤量4.1亿吨/年。从浅层地热能开发利用方式来看,地埋管热泵系统适宜区占总评价面积的29%;较适宜区占53%;地下水源热泵系统适宜区占总评价面积的11%,较适宜区占27%。比较适合应用地下水地源热泵系统的地区主要分布在我国的东部平原盆地及富水性较好的地区。地埋管地源热泵系统普遍具有较好的适宜性。综合考虑,浅层地热能开发利用的影响因素,我国适宜开发浅层地热能的地区主要分布在中东部省份,包括北京、天津、河北、山东、河南、辽宁、上海、湖北、湖南、江苏、浙江、江西、安徽等13个省(市)。

    我国浅层地温能开发利用区划图

    3.干热岩资源

    我国干热岩资源潜力巨大,开发前景广阔,高于美国干热岩资源的估算结果(570万亿吨标准煤)。经初步测算,地下3~10千米范围内干热岩资源折合标准煤860万亿吨,利用其中2%即相当于2015年全国能源总消耗量的4000倍。尤其是位于3.5~7.5千米深度、温度介于150~250℃之间的干热岩资源,资源量巨大,折合标准煤215万亿吨。干热岩资源是最具潜力的战略接替能源,但开发难度较大。

    ● 我国的地热资源家底

    2016年,中国地质调查局发布了《中国地热资源调查报告》。报告指出,“十二五”期间,在原国土资源部的正确领导和财政部的大力支持下,中国地质调查局组织全国60多家单位3000多名技术人员,利用中央财政资金4.16亿元,完成了31个省(区、市)地下热水资源调查,开展了336个地级以上城市浅层地温能资源调查,启动了干热岩资源调查,基本查明了我国地热资源赋存分布与开发利用现状,初步评价了全国地热资源潜力。

    调查结果表明:一是全国31个省(区、市)地下热水资源年可开采量折合标准煤19亿吨,现状年实际开采量折合标准煤415万吨,只占可开采量的0.22%,开发利用潜力巨大。二是全国336个地级以上城市浅层地温能资源年可开采量折合标准煤7亿吨,可实现建筑物供暖制冷面积320亿平方米;现实现建筑物供暖制冷面积4.78亿平方米。三是我国干热岩资源初步估算折合标准煤856万亿吨,是巨大的能源宝藏,其2%的可开采量即相当于2015年全国能源消耗的4000倍,应加快研究步伐。四是我国浅层地温能和地下热水资源开发利用经济与环境效益显著,2015年相关产业总产值约7500亿元,占同年GDP的1%以上;每年减少二氧化碳排放4800万吨。五是京津冀地区浅层地温能和地下热水资源合计折合标准煤3.43亿吨,可基本满足该地区建筑物供暖制冷需求。六是长江经济带浅层地温能和地下热水资源年可开采量折合标准煤9.3亿吨,充分开发利用区内的浅层地温能资源可有效解决长江中下游地区冬季供暖问题。

    ● 最新研究成果

    中国地质调查局自2016年开始实施“全国地热资源调查评价与勘查示范”工程。该工程是在“十二五”地热调查工作基础上,聚焦区域地热背景调查、重点地区浅层地温能调查、水热型地热资源调查、重点区干热岩资源调查以及地热资源勘查开发示范与关键技术研究5项任务,目前取得了一些阶段性成果。

    浅层地温能方面:雄安新区浅层地温能初步勘查表明,新区内大部分地区适用于浅层地温能的开发,雄安新区浅层地温能资源的开发利用,将产生巨大的环境效益与社会效益,为我国未来城市的发展提供新方向。

    水热型地热资源方面:京津冀水热型地热资源调查表明,京津冀地区是我国东部地热资源最丰富的地区,地热资源储量大,开发利用条件较好。根据现状开采量与资源量数据划分了京津冀地区的开采模数分区,可为当地地热资源的开发提供借鉴。

    干热岩方面:干热岩资源是国际社会公认的最具潜力的战略接替能源之一,其开发利用尚在探索中,国际社会对干热岩的开发利用已经进行了40多年的历史,我国正在开展东南沿海地区、青藏高原东北缘干热岩资源地质勘查,2017年8月,中国科学家在青海共和盆地3705米深处成功钻获236℃的高温干热岩,为下一步推进干热岩开发利用试验探索奠定了良好基础,目前中国地质调查局正在大力推进干热岩勘查评价和试验性开采。

    (本文由中国地质科学院水文地质环境地质研究所供稿)

    地热知识点,了解一下?

     

    兴国县和平村打出日出水量200立方米的水井

    中国地质调查局总工室、水环部对扶贫水井进行核查

    开栏的话

    水文地质调查服务干旱缺水区饮水安全、土地质量地球化学调查成果服务特色农业发展、地质找矿带动商业矿产资源勘查开发、地质灾害调查服务城镇化建设、地质遗迹调查服务旅游资源开发——自然资源部中国地质调查局瞄准脱贫区资源环境突出问题,发挥专业技术优势,走出了一条以找水打井、防灾减灾、特色农业、地质旅游、矿产资源开发利用等为主的“地质调查+”特色扶贫之路。

    今年是脱贫攻坚决战决胜之年。中国地质调查局聚焦尚未脱贫摘帽的市县,精准对接需求,在自然资源部定点扶贫六县、乌蒙山集中连片特困地区、“三区三州”等重点地区安排项目126个,将地质调查支撑服务脱贫攻坚作为今年工作的重中之重。

    从今天起,本版开设《“地质调查+”支撑服务脱贫攻坚》专栏,对地质调查支撑服务脱贫攻坚取得的成果,以及在科学技术、运行机制等方面的创新经验进行系列报道。

     

    4月26日,从江西省贫困县脱贫退出新闻发布会上传来喜讯,江西省兴国县正式退出贫困县序列。

    兴国,一片神圣的红色土地,孕育了肖华、陈奇涵等56位共和国开国将军。受制于“八山半水一分田”的恶劣自然条件,兴国县有36 个村在2017年被列为深度贫困村,农业用水和百姓安全饮水难以保障。

    老区人民的难和痛,是自然资源系统干部职工放不下的牵挂。2016年以来,自然资源部中国地质调查局坚决贯彻落实自然资源部党组部署要求,发挥自身专业技术优势,部署地质调查支撑服务赣南脱贫攻坚找水打井项目,组织中国地质调查局水文地质环境地质调查中心(以下简称“水环中心”)等单位分头实施。水环中心在牵头负责的兴国县采用“突击队+常规队”的组合形式,三进兴国找水打井。经过3年努力,共实施探采结合井55眼,总涌水量2.1万立方米/天,直接解决了4.4万余人的安全饮水问题和3000亩现代农业灌溉用水问题,为25万余人提供安全饮水水源,并发现170余处特色矿泉水,圈定4处地热靶区和23处应急水源地。

    西霞村有了幸福泉

    水环中心在兴国扶贫找水的第一站在西霞村。这里,600多户、3000多人散居在一个个山旮旯,没水吃是他们自祖辈定居于此就面临的“老大难”。

    “虽然家家户户打了小水井,但水量严重不足,有时仅能抽10分钟,干旱季节更是没水可抽。”村支部书记汤秋生说,“水少不说,水质还不好。从井里打出来的水,烧开后一会儿便出现黄色沉淀物,用这种水煮的饭都是黄褐色的。”

    听说村里来了帮忙找水的地质队,村民们纷纷前来一探究竟。烟农吕常琳对找到水充满期待:“烟叶是我们的主要收入。要是用水有保证,烟叶的产量肯定能上去,品质也会提高,今后的好日子也就有希望了。”

    “我在这生活了80多年,从来没有人打到过水,我看你们也很难。”也许是因为以前期盼一次、失望一次,一位老者摇着头说。

    绝不能让西霞村人民再次失望!望着村民们期盼的眼神,水环中心的领导和找水队员们在心里立下了誓言。

    可随后的调查让他们发现,西霞村找水之难远超预想:西霞村虽有发现,西霞村找水之难远超预想:西霞村虽有 山有沟,但坡小沟短、汇水有限,且沟内均为泥质含量高的致密岩石,根本不蓄水。即使有着丰富找水经验的“黄金搭档”李伟和朱庆俊,在西霞村野外踏勘后也皱起了眉头。

    “越难越需要我们冲上去。”在突击队长张福存的带领下,大家每天在西霞村看山看石看图纸,在无数次野外走访、物探实践和资料修改中,寻找地下水脉的所在。为了将地表植被、地表干燥对电信号的干扰降到最低,队员们到山下背土来铺,拎盐水一点点灌,平常只需很短时间就能完成的100多个探测点却用了两个多小时。

    队员们的辛苦,换来的是对地下水脉的准确把握。依据这些地质资料设计实施的两个钻孔,出水量稳定在1000吨/天,而且打出的还是极其罕见的锂型矿泉水。2017年1月9日,西霞村老俵们早早地来到钻机旁,看着清冽甘甜的水流渐喷渐大,幸福的笑容洋溢在脸上。那位对找水不抱希望的老者也向突击队竖起了大拇指。

    汤秋生说:“我们吃水不愁了,300亩烟叶可以正常栽种了。烟叶产量提高了,老百姓的收入就增加了。以后我们还可以发展蔬菜种植,那我们村脱贫就更没有问题了!”

    西霞村的水源问题虽然解决了,但是如何让老百姓真正喝得上,还需要团队重点思考和努力攻克。找水团队采取和县政府联建供水工程的办法,建设了高位蓄水池,形成了自流式供水系统,并在水井口增加了除氟设备,直接为石坳子、汤屋村的1200余人送上优质饮用水,同时解决了2000多亩耕地灌溉用水。通过预留的输水口,还可解决附近3个行政村约8000人的饮用水问题。

    水脉现身靠创新

    红层区,地貌陡峭不汇水、地层泥质含量高不富水、构造紧闭不导水、深部地下水不循环,再加上丹霞地貌勘查场地狭小,且水田与电力线沿沟分布,物探勘查多种方法受限,被称为“找水禁区”。兴国县正处于这样的地区。

    为破解找水难题,水环中心组建了一支年轻有朝气、思维活跃、负责任、能坚守、有担当的“战队”,并要求做到“地方政府哪里有需求,就去哪里开展工作”。

    这支“战队”融合了地质、遥感、物探、钻探等多专业技术人才,通过水文地质条件分析和遥感线性构造解译,聚焦缺水村组找水方向及找水靶区;根据工作场地条件及找水目的层,确定最适宜的物探勘查方法组合;利用数据采集现场人工干预去噪,适时调整仪器数据采集频度和供电强度,降低物探勘查结果的多解性,准确刻画含水层或构造空间特征;根据极化率、半衰时、金属离子等富水性参数的匹配关系,结合视电阻率响应特征综合判断含水层富水性,从而确定最佳井位。多专业、多技术、多方法的深度融合和创新使用,推动他们在兴国县实现了缺水区找水的一个又一个突破。

    地处兴国盆地北部的高多村,傍依319国道与S223省道和泉南高速,区位优势明显。2016年,兴国县农业综合开发办公室对高多村1000余亩土地进行高标准农田改造,发展以蔬菜、瓜果为主的现代生态农业产业,联结贫困户200户,用工120余人,打造“现代农业+土地入股+农民就业”产业精准扶贫的典范,2017年被列入兴国县六大攻坚战30个重点项目之一。

    2017年10月,兴国县委副书记、县长陈黎获知由于受缺水问题影响,该项目进度迟滞不前,遂向水环中心找水团队发出帮助找水的请求。找水团队紧急会商后认为,解决扶贫产业项目基地缺水是助力地方脱贫攻坚的重要发力点。

    扶贫产业基地位于红层砂泥岩分布区,园区内已人工挖掘水井5眼,仅1眼井出水,水量40吨/天。项目组集结水文地质、水文物探技术人员,经过综合对比分析地质结构、地下水赋存运移规律等,结合激电曲线,最终确定钻孔孔位2处,备选孔位1处。为了不耽误蔬菜的及早种植,找水团队多方协调钻机,采用气动潜孔锤钻进工艺,1天内完成了2眼井的钻探施工,合计涌水量500吨/天。

    在兴国这片土地上,找到水已实属不易,更可贵的是,水环中心还找到了优质的水源。比如,为会昌县矿泉水厂实施的2眼锶型矿泉水探采结合井,解决了投产水量不足的问题,避免了2000万元投资损失;为宁都县小布镇实施的井口水温34℃、每天290吨的自流优质偏硅酸型热井,丰富了宁都县小布镇全国十大特色旅游小镇的品牌内涵,助推小布镇成功获批国家4A级旅游景区……

    “170余处矿泉水点、而且是稀有的锌型矿泉水、锂型矿泉水,将为兴国发展水产业提供新动能。20多口水井、20多处乡镇供水水源地,让我们规模化发展特色农业也将不再受困于水。”陈黎信心满满地说。

    2019年1月,陈黎千里迢迢赶赴河北保定,将亲笔题写的“足迹印兴国,甘泉泽千秋”锦旗,亲手交到水环中心主任文冬光的手上。

    使命始终担肩上

    2019年9月9日,中国地质调查局召开局党组会议,全面贯彻落实党中央决策部署和部党组工作要求,以高度的政治自觉将赣州四县摆在地质调查支撑服务精准脱贫攻坚工作的核心位置,精准对接地方党委和政府需求,聚焦找水打井等重点工作任务,在项目、资金、人才、装备等方面提供充分保障,加大力度、加快步伐、提高效率,全力支撑赣州四县如期完成脱贫摘帽目标。

    2019年9月11日,中国地质调查局组织总工室、水环部,以及南京地质调查中心、武汉地质调查中心、水环中心等单位,赶赴赣州四县精准对接需求,在对需求点实地调研、摸排的基础上,制订了“精准锁定需求、区分轻重缓急、一点一策、分县包干”的工作方案。

    9月21日,水环中心党委抽调水工环精干力量,配置先进仪器设备,成立了以中心副主任李铁锋为队长的找水打井突击队再次驰援兴国县,对44个缺水需求村组开展了逐点踏勘、逐村核实,确定了14个急需开展工作的需求点。这14个需求点,或地处找水禁区的红层区,或是条件复杂的灰岩区,或是场地狭小的变质岩区,都是“难啃的硬骨头”。

    梅窖镇寨脑村是梅窖镇人口最多的村组。该村村民大多引山泉水或自挖浅井作为生活用水,常出现季节性饮水困难。作为解决该村安全饮水问题的圩镇自来水管网延伸工程,取水水源为流经该镇的梅窖河,也经常出现水质不稳定、季节性缺水问题。 长期以来,梅窖镇一直致力于寻找安全稳定的补充水源,但受隐伏岩溶复杂地质条件影响,或因溶洞发育塌孔无法实施,或因水量较小几近干孔,安全稳定集中供水问题迟迟未能解决。

    2019年10月14日,水环中心与梅窖镇进行了深入需求对接,确定了在该镇集中供水取水点和蓄水池之间开展勘查工作。通过遥感解译初选工作靶区、地面调查确定构造特征和地层展布、综合物探靶向定位,确定了2处孔位。为解决岩溶地层钻进困难问题,找水打井队采用潜孔锤跟管钻进施工,2眼钻孔先后成井,单孔试抽水量均在1000立方米/天以上。

    但出水的喜悦很快就被水中泥沙含量高的现实问题冲淡。

    面对水量丰富却历经一周抽水洗井均无法获得清澈地下水的问题,找水突击队积极探索,反复讨论出水泥沙含量高的原因,从钻井工艺、管材使用、成井工艺到抽水方案,多方核查、多次论证、反复研讨,尝试创新应用飞管止砂、多层包网、填砾过滤等工艺,选择合适含水层段进行成井,最终成功克服泥沙量大的问题,获得清澈的地下水供水水源,总出水量达每天2140立方米,完全解决了寨脑村6863人的安全饮水问题,同时也为梅窖镇集中供水提供了补充水源,让2万余人有了清洁饮用水。

    在2019年“不忘初心、牢记使命”主题教育中,水环中心党委将“发挥水工环技术优势,助力老区可持续发展”纳入主题教育调研活动内容,成立了以中心党委书记张发旺为组长、副主任李铁锋为副组长的调研组,再一次深入革命老区兴国县开展“两不愁、三保障”需求调研和服务对接,以实际行动努力践行“为民服务解难题”主题教育目标。

    2019年11月30日,兴国县有关负责同志与水环中心调研组就发挥水工环技术优势、助力兴国脱贫攻坚可持续发展进行了座谈,就如何利用水环中心专业技术优势服务兴国经济发展达成了共识,并签订战略合作协议,再一次为兴国打赢脱贫攻坚战注入了一针“强心剂”。

    3年多时间里,水环中心赣南扶贫找水团队闯关夺隘、攻坚克难,为赣南老区兴国人民带来“水”的希望。让希望之水润泽赣南兴国的万物生灵,让老区经济腾飞的福泽滋润每一位老区人民的心田!

    水润将军县

    川藏铁路是国家规划建设的重大工程,横跨我国第一、第二两大阶梯,其地质条件复杂程度与施工难度世界少有。依据自然资源部中国地质调查局支撑服务川藏铁路重大工程建设的统一部署,自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所“川藏铁路廊道水文地质调查”项目组近日奔赴青藏高原地区,全面开展地质调查工作。

    工作区海拔高度在3000米-5200米之间,高寒缺氧,气候无常,山高谷深,崩滑落石灾害频发,工作条件极为恶劣。项目组成员发挥水环人“三光荣”精神,克服身体高反强烈,地质灾害频发等各种不利条件,不畏艰险,勇于担当,连续作战,各项工作有力有序展开,调查工作取得显著进展。一是完成易贡、芒康山个深埋隧道的1:5万水文地质条件调查,对主要构造分布、含水介质类型及富水性进行了详细调查分析。二是对二个隧道区的主要溪流、湖泊等地表水体,泉、井等地下水点进行了统测。三是开展了综合分析工作,详细划分了水文地质单元,完善了1:25万水文地质图,识别了涌水突泥灾害区段,分析了断裂控水与岩溶控水机制。

    下一步,项目组在持续做好疫情防控的前提下,紧密围绕项目目标任务,继续统筹推进各项工作,同时加强党建和党风廉政建设,尽快拿出高质量成果,为支撑服务川藏铁路建设作出应有的贡献。

     

     

     

     

    地质调查全力支撑服务川藏铁路重大工程建设

    四月的东丽湖,繁花锦簇,暖风徐徐,在这春意盎然的景象中我们迎来了第50个世界地球日。4月21日,自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质调查中心(以下简称 “水环中心”)联合自然资源部中国地质调查局勘探技术研究所、天津地热勘查设计院和东丽湖能源科技有限公司等单位,按照局统一部署,开展主题为“珍惜地热资源,弘扬地热文化,共建绿色东丽湖”的科普宣传活动。

    东丽湖地热资源丰富,热储类型齐全,地热资源开发利用历史悠久。目前已形成地热供暖、温泉洗浴、养生理疗、康乐旅游、矿泉水开发等多级地热开发利用模式。自2017年,自然资源部中国地质调查局在天津东丽湖地区部署深部地热调查工作。2018年,水环中心联合勘探技术研究所成功钻获温度100℃、单井涌水量高达每天3120立方米的高温热水,对蓟县系雾迷山组二段热储层的富水性和水温取得全新认识,证实了天津地区主力开采层下存在高产能新储层。

    本次科普活动恰逢第四届东丽湖文化节,人山人海。活动通过地热知识展板、画册等宣传方式,科普了地热由来,全球地热分布,我国地热资源开发现状及基本格局,天津东丽湖独特的地热资源条件等,为群众揭开了地热神秘面纱。活动现场还布置了天津地热科学钻探井的深部热储岩芯、岩屑以及钻探工具等实物,生动展示了深部地热地质调查和地热开发利用过程。

    本次活动科普了地热相关知识,深入宣传了东丽湖地热文化,传播了“珍爱美丽地球、守护自然资源”的理念,发起了 “珍惜地热资源,从我做起”的号召。

     

     

     

     

     
     
    水环中心在东丽湖举办科普宣传活动

    近日,由中国地质调查局岩溶地质研究所承担的“湘江上游岩溶流域1:5万水文地质环境地质调查”项目在祁水流域实施的首个“探采结合孔”成功出水。

    探采结合孔位于湖南祁阳县文明铺镇大泉湾村,地形地貌属于溶丘沟谷,出露地层为泥盆系锡矿山组,岩性为中薄层灰岩夹泥灰岩。探采结合孔深度为110.9米,涌水总量为124.6方/日。

    该区地处湖南省著名的“衡邵干旱走廊”分布区,水资源缺乏。探采结合孔的成功出水不仅为该村1200余人提供了饮用水源保障,还查明了探采结合孔的水文地质条件、含水岩组的富水性以及构造对地下水的控制作用,为下一步进行水资源评价提供了水文地质参数,还为查明该区岩溶发育条件以及岩溶发育规律提供了支撑。

    岩溶所祁水流域首个探采结合孔成功出水

    近日,由中国地质调查局岩溶地质研究所承担的《湘江上游岩溶流域1:5万水文地质环境地质调查》项目组建立了湖南宜章县地下热水形成概念模式图。

    湖南宜章县地下热水的分布明显受构造作用的控制。研究区较强的地热异常主要来源于燕山期花岗岩体余热,加上区域上宽大的断裂破碎带为水热对流循环提供了良好的通道和储集空间,在热传导和载热流体的混合作用下综合产生的结果。地下热水的补给区为研究区北东向大面积出露的泥盆系碳酸盐岩分布区,大气降雨通过断裂及裂隙渗入地下,由于水压差、密度差的关系则持续的对地热田热储层进行补给。在平面上,地下水由北东向南西方向径流,地下水通过纵横交错的裂隙系统,由浅部向深部运移,地下水被半封闭或封闭于渗透性、富水性均较好的碳酸盐岩层状含水层之中,诸广山岩体岩浆余热形成的热能由深部向北~北西侧扩散,地下水随着循环深度的增大不断从围岩吸取热量使得水温升高。

    在用口地区热储层的上覆地层为泥盆系孟公坳组砂页岩,为热储层提供良好的保温盖层,地下热水在章水河地势较低处沿着用口断裂的上盘裂隙系统自深部向浅部运移并与低温水混合,形成天然温泉群。有一部分地下水继续沿复杂岩溶系统向南西向运移,运移深度加深,南部岩泉断裂导热使水增温,附近储水层上覆地层为石炭系碎屑岩层亦对热储层起到了良好的保温效果,在热传导和载热流体的混合作用下从而形成地热田深部热储,地热水沿岩泉导热导水断裂由下至上运移,混入侧向补给的浅部冷水,伴随混合、稀释、降温等作用,最终在地势较低的武水河附近以温泉群形式出露于地表。

    湖南宜章县地下热水概念模式图的建立,为充分认识地下热水的形成与保护、开发提供了技术支撑。

    宜昌县地下热水形成概念模式图
    湖南宜章县地下热水形成概念模式图建立

    近日,中国地质调查局岩溶地质研究所承担的“云南革香河流域1:5万水文地质环境地质调查”在云南省宣威市实施的5口探采结合孔均成功出水,解决了当地群众饮水安全问题,助推地方政府精准扶贫。

    云南省宣威市属于乌蒙山连片贫困地区,岩溶所实施的探采结合井分别部署于宣威市落水镇新发村、三道村,羊场镇清水村、茨营村,田坝镇石坝村。此前,当地群众饮水困难,周围无可提引的水库和坝塘,也无可饮用的溪沟,一直未能未能解决当地群众饮水安全问题。

    项目组在水文地质调查基础上,选择水文地质钻探靶区,部署开展地球物理勘探,实施探采结合孔,现已全部成井,移交地方政府。最大单井涌水量315吨/天,最小涌水量115.78吨/天,合计涌水量为1011.13吨/天。可解决当地约1.2万余人、3000头大牲畜饮水及1500亩农田灌溉用水困难。助推严重缺水地区群众早日脱贫,奔上致富路。

    探采结合孔的成功出水改写了当地村民饮用水窖水及6千米人工担水饮用的历史,同时为查明不同含水岩组富水性,求取水文地质参数及水资源评价提供数据支撑。

    云南岩溶高原区5口探采结合井齐出水惠及万余人

    近日,由中国地质调查局岩溶地质研究所承担的“湘江上游岩溶流域1:5万水文地质环境地质调查”在武水流域实施的两处探采结合孔成功出水,涌水总量为723方/天,可为当地5000余人提供饮水保障。

    采结合孔是由地调局岩溶所在水文地质调查、地球物理探测基础之上选定,由中国地质调查局探矿工艺研究所组织实施水文地质钻探。两处探采结合孔分别位于湖南省宜章县天塘乡肖家村和新民村,肖家村钻孔深度为133.67米,涌水量为611方/天;新民村钻孔深度为130.04米,涌水量为112方/天。通过野外水文地质调查,肖家村钻孔处于一近东西向的断层带上,新民村钻孔为一轴向近南北向向斜转折端。

    钻孔的成功出水不仅为当地百姓提供了饮水保障,而且查明了断层性质、向斜蓄水构造以及不同含水岩组的富水性,为水资源评价提供了水文地质参数,同时也为总结岩溶丘陵区勘探找水提供了技术支撑与经验总结。

    武水流域两处探采结合孔成功出水

    近日,中国地质调查局岩溶地质研究所承担的“乌蒙山连片贫困缺水区1:5万水文地质调查”项目,在贵州省毕节市七星关区燕子口镇大田村成功打到一口自流井,钻井深度150米,水自流而出,流量为284立方米/天,可以为下游大田村500余人提供饮用水源,并保障下游100余亩猕猴桃示范种植基地的灌溉用水。

    大田村地处典型岩溶石山地貌类型区,村民目前饮用地表河沟中溪水,但溪沟上游人群密集,种植业和养殖业等相对发达,地表水水质相对较差,达不到饮用水标准。当地政府和群众迫切需求优质饮用水源。

    项目组了解到地方需求后,通过实地探勘,发现该区为一典型背斜蓄水构造控制的富水区,背斜核部出露寒武系娄山关组碳酸盐岩含水层,两翼出露奥陶系、志留系碎屑岩相对隔水层,经地球物理勘探准确定位,钻井揭穿奥陶系相对隔水顶板后,水自下部寒武系娄山关组地层中自流而出。

    钻井的成功出水,不仅可以解决附近村屯饮水困难问题,同时为查明燕子口背斜蓄水构造富水区块提供了重要的依据,为评价寒武系娄山关组富水性提供了重要水文地质参数。

    岩溶所在贵州毕节打到自流井

    长春新区是2016年2月由国务院批准成立的国家级新区,是振兴东北老工业基地的重要引擎,面积499平方公里,主要包括(行政归属)双德乡、奋进乡、龙嘉镇和西营城镇。长春新区多位于松嫩平原东南部的波状台地区,上部多为第四系黄土状粉质粘土,下伏白垩系泥岩粉砂岩,地下水资源匮乏。

    地调局沈阳地调中心开展长吉经济圈地质环境综合调查项目组坚持需要导向、问题导向和目标导向的原则,抓住长春新区严重缺水制约经济发展的瓶颈问题,针对长春新区进行含水层结构及富水性、地下水化学类型等水文地质调查,在分析长春新区地下水资源量、可供水量、需水量、水资源供需平衡及水环境容量的基础上,对长春新区水文水资源情况进行了深入研究,提出了长春新区水资源合理配置方案,在政府部门修编国土规划、城镇规划、生态环境保护规划,实施新型城镇化战略等方面发挥了重要作用。项目实施探采2眼结合井,达到总出水量 700立方米 /日,从根本上解决了空港新城环卫基地及社区无饮用水及施工用水的困难,同时为新区找水起到示范作用。

    长春新区政府部门为感谢沈阳地调中心对长吉经济圈地质环境综合调查技术支撑,向中国地质调查局及沈阳地质调查中心送来感谢信及锦旗。

      

     

    沈阳地调中心开展长吉经济圈地质环境综合调查助力长...

    92223日,地调局水环中心对沂蒙山革命老区15万水文地质调查项目进行了中期质量检查,检查的内容主要包括项目阶段性进展、委托业务管理及质量体系运行情况。 

    目前,项目组累计完成遥感解译2000平方公里,1:5万水文地质调查面积800平方公里,综合物探点1988个,动态监测点55处,钻探进尺280余米,填写各类卡片678张,取得了一系列的阶段性认识。 

    首先明确了测区内的地下水类型及含水岩组,初步划分了各含水岩组的富水性。 

    其次是初步查明了区内的岩溶发育规律为区内岩溶的发育强度主要受岩性组成、岩石结构、构造等控制;受剥蚀、裂隙及可溶岩直接与孔隙水、地表水接触的影响,岩溶普遍发育在200米以浅。 

    第三是梳理了各图幅的关键水文地质问题:如莱芜幅、颜庄幅,由于莱钢等工矿企业发达,地下水污染、地下水超采漏斗、地面塌陷、含水岩组疏干环境地质问题日益凸显,项目组在实际工作中给予了重点关注。 

    检查期间,专家组详细听取了项目阶段性进展汇报,检查了各类原始表格及相关技术管理文件,抽查了祥沟表层岩溶泉—吕家楼钻孔—柳桥峪自流井(长观点)—卞家泉泉点—汶河支流监测断面。专家组一致认为,项目质量体系健全有效,委托业务管理到位,较好的完成了阶段性目标任务。 

    下一步,项目组将尽快完成主要实物工作量,并就专家组提出的建议与要求,进一步加强委托业务管理,不断提高认识,确保项目始终高水平运行。 

     
     
    沂蒙山革命老区1:5万水文地质调查项目顺利通过中期...