近日,由中国地质调查局水环地调中心牵头,北京中水科工程总公司、水利部牧区水利科学研究所参加的“十一五”国家科技支撑计划课题《饮用水源开发利用技术研究与设备研制》顺利通过成果验收。该课题主要针对农村安全饮水问题,经过科研人员四年的攻关,建立了咸淡水区找水、基岩裂隙水勘查、薄层含水层勘查等3套不同地质单元不同类型地下水勘查技术模式,研制了地下贫水区取水工程以及傍河取水工程技术设备,为农村安全供水水源的开发利用提供了技术支撑。
我国70%以上的人口居住在农村,饮用水水质超标以及缺水问题是我国农村饮水安全的主要问题。如西北内陆盆地部分地区以及滨海地区为咸淡水共存地区,长期饮用高矿化度苦咸水或高氟、高砷水,导致了严重的地方病;我国基岩山区部分农村吃水完全依靠“水窖”水或翻越几公里甚至几十公里的山路长途运水;我国华北平原、宁夏、内蒙等薄层含水层地区地层富水性差,出水量较小,容易淤堵,急需改进常规井,研究适合该类含水层新井型和新型成井材料。这些问题的存在亟待需要研发一批适合农村供水工程特点的实用技术和设备,建立不同类型的农村安全供水技术集成模式与示范工程,通过技术突破促进行业发展,推动科技成果的转化与应用。
该课题通过3家单位的共同努力,结合各自优势技术领域,共同攻关,取得了一系列有价值成果:
一是研究形成咸淡水共存地区寻找淡水体的高分辨率电法勘查技术模式以及建立地下水矿化度评价系统,达到了定量化评价地下水矿化度的目的。通过在西北内陆盆地、滨海地区16处的试点工程建设与推广应用情况,该技术模式有效实用,成井率由原来的60%左右提高到77%,勘查成本降低约30%。对勘查咸淡水共存地区农民饮用低矿化度地下水提供了技术经验和技术支持。
二是建立的山区基岩裂隙地下水勘查模式通过对山区基岩裂隙地下水勘查特点的分析和关键技术的研究,建立了两类山区基岩裂隙水勘查模式,一是水文地质、遥感、综合物探等综合技术勘查模式。二是风化裂隙水、构造裂隙水、成岩裂隙水等三种不同类型的基岩裂隙地下水确定宜井孔位的综合物探勘查模式。通过太行山区以及内蒙古等17处的试点工程和推广应用,成井率由原来的70%提高到90%,对解决山区农民长期严重缺水问题提供了技术支持。
三是形成的薄层地下水勘查技术模式实现了精细描述薄层含水层结构特征,提高薄层含水层勘查准确性的目的。找水成功率由常规方法的70%提高到90%以上,极大地减小了盲目打井造成的经济损失,为薄层含水层的勘查与开发提供了新的技术模式。
四是研究形成新型傍河取水辐射井技术模式,为含水层较薄的山区河流滩地地下水开发利用提供技术支持。研发成功人工含水层辐射井,为由非含水层组成的河床或含水层厚度不足以起到渗滤去除污染物的河流或河流滩地开发利用地下水提供技术支撑。
五是针对薄层含水层特点,通过常规井技术的改进形成了粗骨料井技术,单井出水量比常规井增加30%以上。研制的振冲式水平辐射管全液压施工设备,对有效地开采粗颗粒含水层地下水,增大单井出水量具有重要作用。研制绿色环保的新型全塑贴砾过滤器为有效开采细颗粒地层地下水提供了一种新型的成井工艺及新材料。