打井的历史可追溯到远古时期,最初人们为获取水源而挖掘。据考古发现,我国最早的水井位于河姆渡古文化遗址内,距今约5700年。随着技术发展,明清时期深井钻凿工艺日趋完善,如四川自贡的海井,深度达1001.42米,创当时世界之最。古代人民通过打井,不仅方便了生活,也改变了饮水方式,体现了人类智慧与大自然的和谐共生。
选择打井作为获取水资源的方式,背后有着多方面的原因和考量:
1.水资源短缺:在许多地区,尤其是干旱、半干旱地区或远离自然水源的地方,地表水资源稀缺,无法满足人们的日常生活和农业灌溉需求。打井成为解决这一问题的有效途径,能够深入地下寻找并提取丰富的地下水资源。
2.水质保障:地下水通常经过土壤和岩层的自然过滤,相比地表水更为清澈、纯净,减少了污染的风险。在环境污染日益严重的今天,打井取水成为了一种相对安全、可靠的水资源获取方式。
3.经济实用:虽然打井初期需要一定的投入,但长期来看,其运行成本相对较低。一旦井成,只需定期维护即可持续供水,无需像地表水那样受季节、气候等因素影响,保证了水资源的稳定供应。
4.适应性强:打井不受地形、地貌等自然条件的严格限制,几乎可以在任何需要水资源的地方进行。这种灵活性使得打井成为了一种广泛适用的水资源开发方式。
5.促进农业发展:在农业地区,打井取水为灌溉提供了便利,提高了农作物的产量和质量。稳定的灌溉水源有助于抵御干旱等自然灾害的影响,保障了农业生产的稳定性和可持续性。
6.文化传承:打井作为人类历长期存在的一种生存技能和文化现象,承载着丰富的历史记忆和文化内涵。在一些地区,打井甚至成为了当地文化的重要组成部分,体现了人们对自然环境的敬畏和适应。
综上所述,选择打井作为获取水资源的方式,是基于水资源短缺、水质保障、经济实用、适应性强、促进农业发展以及文化传承等多方面因素的考量。
特殊凿井技术作为深厚表土不稳定含水地层的井筒施工方法,数十年来在我国得到了很大的发展,我国的冻结法凿井应用之广在世界上已名列前茅;钻井法凿井所竣工的淮南谢桥西风井等深大井筒,更是世界上所罕见的,综合技术达到先进水平 [3]。
冻结法及钻井法由于其安全可靠,加之近年科技进步不断降低成本,故在新井建设中多采用该两种方法通过不稳定地层。注浆法由于对加快建井速度、降低建井成本意义重大,故在基岩中也多采用
普通凿井法适用于井筒涌水量小于30立方米/小时(m3/h),穿过的岩层或表土层比较稳定,采用凿岩爆破开凿立井井筒的施工方法。普通凿井法施工时,在井口地面安装井架,其顶端架设天轮台,用于悬吊各种凿井设备。整个井筒按所穿岩层的情况分段掘进,可选取长段单行作业、长段平行作业、短段单行作业和掘、砌、安一次成井作业。单行作业所需掘砌设备较少,组织管理较简单,适用性较广;平行作业设备较多,组织管理较复杂,但成井速度快。特殊凿井法是在不稳定的含水地层或在含水量大的稳定地层中,为加固井筒围岩或隔绝水流等而采用的凿井法。