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。
打井对环境的影响可以归纳为以下几点:
1.水资源的消耗:
钻井过程中需要用大量的水来冷却钻头和清理井口,这导致了一定程度的水资源消耗。
在石油和天然气开采过程中,常常需要注入水和化学品来增加油井产量,进一步加大了水资源的损耗。
特别是在干旱地区,大量用水可能导致地下水位下降,对生态系统造成压力。
2.土壤污染:
钻井过程中使用的化学品可能改良钻井液,这些化学品若处理不当,可能会泄漏到土壤中,造成污染。
地下油气等物质也可能在钻孔中发生泄漏,渗透到土壤中,引发污染。
3.地表破坏:
石油开采需要进行探明储量、打井、采油等一系列复杂过程,可能导致大量土地和植被的破坏。
特别是在荒漠和森林等生态敏感区域,这种破坏可能对野生动物、植物和其他生态系统造成严重影响。
4.液体废弃物和污染:
石油开采过程中产生的化学物质和副产品,包括土壤污染、有机废液和化学废料等,如果处理不当,可能长期积累并导致地下水和土壤污染。
5.地下水影响:
打井如果不符合规范、不进行科学施工,可能对地下水产生影响。但需注意,打井并不是导致地下水枯竭的原因,它受到多种因素的综合影响,如气候变化、大量开采和自然灾害等。
综上所述,打井对环境的影响是多方面的,包括水资源的消耗、土壤污染、地表破坏、液体废弃物和污染以及对地下水的影响。为了降低这些负面影响,应加强环境监测和管理,推广环保技术,确保资源的可持续利用。
打井前需要做的准备工作可以归纳如下:
1.地质勘查:
研究地形和地貌:了解地下水补给径流排放的条件,判断哪些地形如低洼地带或有利于集水的地形更容易成井。
研究岩石的富水性:分析岩石类型(火成岩、变质岩、沉积岩)和特性,判断其是否有利于地下水储存。
研究岩石的断裂发育情况:靠近断裂带的地方往往断裂更发达,有利于地下水流动。
2.设备准备:
选择合适的钻机,并依次安装钻机、泥浆机、搅泥机、抽泥机等设备,确保各种机械设备安装水平、周正、牢固。
安装护孔管,其口径、深度应根据岩层的个体情况和井孔的开孔尺度而定,通常护孔管的内径比井的开孔钻头大50-100mm。
安装钻具、钻杆、水笼头,接高压胶皮管、方钻杆和钻头,并将方钻杆卡于转盘中心。
3.安全检查:
检查钻孔中心、转盘中心和开车的垂直度,确保三者在一条垂直线上。
搞好各种安全设施,如机器运转部分安装防护罩,皮带传动部分设置安全罩或防护栏杆。
在雷雨季节施工应安装避雷针,电动机等设备的外壳应接地线。
4.利用科技手段:
使用普奇打井找水仪等科技设备寻找地下水源,这些设备基于地下岩矿石或地下水的电阻率差异,利用天然电场进行电法勘探。
5.制定成井工艺:
确定滤管应朝向含水层,以避免进水阻力增加。
滤管的开孔率要足够大,通常开口率不应低于10%。
滤管与滤网之间应设置垫筋,以防止滤网堵塞。
筛网和填充碎石的尺寸要与含水层相适应。
6.安全措施:
井口围圈应高出地面0.3m以上,并设防护栏,夜间作业时应悬挂示警红灯。
井内作业人员必须戴好安全帽、挂好安全绳、穿好绝缘胶鞋。
井内必须设置应急软梯,并设置护盖等防止物体坠落的设施。
井内照明应采用低压行灯,起吊设备必须有限位器和防脱钩装置。
打出井水的地质条件主要依赖于多个因素,包括地下水的分布、地质结构、地貌特征、岩性以及水文地质条件等。以下是具体的条件分析:
地下水的分布:地下水的分布是决定打井是否能够获取到水源的关键因素之一。地下水的分布与地质条件、降水量和排水状况等因素密切相关。一般来说,平原、盆地、河谷等地形地貌多为孔隙水,较易获取;而山区、丘陵地带的地下水多为裂隙水和岩溶水,获取难度较大。
地质结构:
热水层:温泉井通常需要钻入含有热水资源的地层,也称为热水层。热水层通常由多孔和多缝隙的岩石组成,有利于地下水的储存和流动。常见的热水层包括沉积岩、火山岩等。
断裂带和裂隙:温泉水通常是通过地质断裂带和裂隙系统流动而成。这些断裂带和裂隙提供了储存和流动温泉水的通道。因此,在选择井位时,寻找具有发育良好的断裂带和裂隙系统的地区是重要的。
地貌特征:根据地貌特点寻找水源是一种传统且有效的方法。例如,三面环山的一小把土地,地下水集中流向一小把口,所以在一小把口附近的水井,水量较多。或者两山之间夹着一条沟,在下游河谷两侧的岩石层上很容易找到水源。
岩性:不同的岩性对地下水的储存和流动有重要影响。例如,砂岩、泥岩、砾岩等比较透水的岩性有利于地下水的形成和积聚。
水文地质条件:
渗透性:地下岩石的渗透性也是决定井水量和水质的重要因素。较高的渗透性有助于更好地储存和流动地下水。
地下水位:地下水位是指地下水与地面接触的水平面高度。高的地下水位有利于打井时的供水能力和操作。
含水层的水文地质条件:包括含水层的储水能力、水源补给途径、水层厚度和渗透性等。这些条件决定了打井后是否能够获得足够的地下水供应。
水质:适宜打井的水源应该具备符合国家和地方标准的水质要求,以保障人们的生活用水安全。