衡水地下水科学试验场抽水试验工作总结

1衡水地下水科学试验场抽水试验工作总结(区域水文地质研究室高业新)衡水地下水科学试验场位于衡水市东北25km，隶属于深州市护驾迟镇南张家庄村，占地面积约36.5亩。试验场西侧为南张家庄小学，北隔公路与村庄相望，东、南部均为庄稼地。衡水地下水科学试场是中国地质科学院水文地质环境地质研究所建立的一个集科研、试验、培育新人为目的的大型区域水文地质科学试验科研基地。建立衡水地下水科学试验场的主要目的是：通过科学试验研究，结合区域水文地质调查，用于研究地下水年龄与地下水区域循环规律；研讨古水文环境变化信息、现代水文环境中垂向含水层间水力联系、咸淡水界面变化；分层求取水文地质参数；开展地下水长期动态监测等。为此，衡水地下水科学试验场打了5眼井，每1眼井都对应一口观测井。这5眼深度不同，取水段不同，共分5个不同的含水层。井1深600m，取水段在450m以下；井2深400m，取水段在350m以下；井3深300m，取水段在200m以下；井4深175m，取水段在70m以下；井5深50m，取水段在30m以下。《浅层地下水与深层地下水互动机制研究》是衡水地下水科学试场建立已来开展的第一项大型的科学研究工作。本次工作以抽水试验为手段，结合地层结构、水位埋深、水质、水温、同位素等研究不同含水层的水文地质参数、不同含水层间的水力联系以及咸淡水界面的变化。一、抽水试验准备工作万事开头难，抽水试验的启动所需要的准备工作更是繁琐复杂。但为了试验工作的全面顺利开展，考虑问题必须面面俱到、细致入微。首先对区域水文地质条件、机民井、地层剖面、电测井曲线、咸水体分布情况等做了详细调查和资料搜集。在试验场设备、设施大量缺乏的情况下，工作人员克服了重重困难，进行了实地调研、购置制作设备、安装抽排水设备和配备生活设施等工作。并对试验场内布局、测井分布等进行了熟识，对所要使用的试验设备、工具演示学习，同时对雇佣人员进行培训，以确保试验顺利进行。二、抽水试验过程2经过近一个月的细致准备后，10月10日下午2时35分，终于迎来了这个值得纪念的时刻。在电闸合上的瞬间，汩汩清泉伴随着水泵的低吼声，从地下500多米深处喷涌而出。同时，工作人员们也开始了紧张而忙碌的工作，下线、读数、记录……忙碌而有序，紧张而兴奋。但当试验进行到两个半小时，却出现了始料未及的情况——意外跳闸，停泵，导致试验序列数据出现中断。大家在感到沮丧的同时，也意识到抱怨解决不了任何问题，查找原因才是最重要的，而这两个多小时的忙碌全可当做一次练兵。经过检修，发现问题的原因是继电器电流与水泵电流不匹配。于是只有在更换了继电器后，耐心地等待水位的恢复。而再次开泵后还会出现什么问题，却没有人能确定。10月12日，在水位恢复上来后，大家又兴奋了起来。再次开泵前，大家一直在祈祷着：不要再出现问题了！四个小时过去了，一切顺利。正当大家忐忑的心情渐渐平静时，意外再次发生了！小原来为了准确地观测流量和顺利排水，在堰箱出水口的一侧挖了一个蓄水池。而为了防止蓄水池渗漏，使用双层塑料布进行了铺盖。然而，在强大的水流冲击下，仅四个小时，塑料布就已经破了一层。此时如不及时采取措施，另一层也会很快破裂，抽水试验将会被迫停止。面对这种情况，老乡马上找来了一个竹筐，在里边放上砖，沉到堰箱出水口下方，使从堰箱倾泻而下的水先注在竹筐中，形成了水花、水雾，缓解了对塑料布的冲击。排除了险情，大家的心情激动而兴奋的，终于没有因为意外而再次停泵。为了避免类似的事故再发生，在1号井停泵后，工作人员把蓄水池砌上了水泥。在随后的日子里，大家每天都重复着同样的工作，日复一日，夜复一夜。当第二次开泵18天后，因当地电网出现故障，抽水试验被迫中止，但这次，工作已经得到了预期的结果，停电事故没有给工作造成任何不利的影响。抽水停止后，大家并没有任何松懈，而是马上开始观测恢复水位的工作。半分3钟、一分钟、两分钟、三分钟……和刚开泵的时候一样，一切紧张而忙碌。水位恢复是缓慢的，一小时一厘米的上升速度让大家经历了漫长的等待。当1号井第三次开泵的时候，将抽水流量由80m3/h改成了50m3/h，在这种情况下，地下水位很快达到了稳定，与原来大流量相比，时间－降深曲线更平缓、更美观，更好地达到了抽水试验计算要求。同时在此次开泵时，区域性开采地下水已经基本停止，排除了对本次试验干扰，为分析不同含水层之间的水力联系提供了更为独立的环境。1号井的工作达到预期目的后，并没有马上抽2号井，而是经过考虑后，把目光投向了4号井。这是因为：一是目前水位处于区域性上升阶段，抽上部含水层可部分消除下部含水层间的相互影响；二是浅部含水层不是区域上的开采层，该阶段抽水对观测数据更有效。4号井抽水过程则更加艰难。11月22日凌晨3:17，除了值班人员，其他人都已熟睡，在寂静的野外，只有水泵低沉的嗡鸣声和旷野里不大的风声。此时，忽然听到笔记本电脑发出了“啪”的断电声，整个试验场陷入了一片漆黑。笔记本电脑轻微的断电声犹如威严的命令，所有人都弹床而起，冲出门外。老乡也拿着早已准备好的恢复水位资料记录表，一起抢抓恢复水位。由于事发突然，大家都没有足够心理准备，而照明设备的严重不足，也给观测工作带来了很大的难度。但没有一个人抱怨、退缩，大家借助手电微弱的灯光，开始了紧张而有序的观测工作。当观测时间间隔稍长些后，大家紧绷的神经才松懈下来。这时大家已在凛凛寒风中工作了一个多小时了，已经被冻的几近麻木。而环顾大家，在零下十几度的晚上，有人只穿拖鞋，有人没穿大衣，有的居然只穿着一身单衣也全然不知。在此之前，虽然有停电停泵的意外发生，但还没有出现过恶劣的天气。然而，天有不测风云，11月25日天气陡变，雨夹着雪伴着呼啸的北风将阵阵寒意洒向大地。此前，虽然大家对天气变化有一定的心理准备，但面对突然袭击还是有些措手不及。但每个人都还是乐观的生活、乐观的4工作，迎接着这恶劣天气的考验。然而这考验却才是刚刚来临，随着天渐渐黑了，只有试验场的几个照明灯在寒风中摇曳。突然试验场被黑暗笼罩，抽水的哗哗声也停止了——停电了！于是在这严寒的天气中，工作人员马上开始组织观测恢复水位。时间仅仅过去了4分钟，又来电了，由于这次停电对抽水试验影响并不大，于是决定再次开泵抽水，重新组织观测。然而，让人意想不到的是，在19:30、21:00又连续出现了两次断电事故。虽然每一次的反复都会导致大家要在寒风冷雨中工作2个小时以上，但一想到它关系着工作任务的进程，抽水工作的质量，每一次大家都能克服困难，镇定有序的投入到恢复水位的观测中去。转眼已经到了井2抽水的第6天，12月16日，水位已达到稳定。凌晨，试验场刮起来大风，残余的玉米桔杆等枯枝烂叶随着风四处飞散，大量枝叶被卷入了蓄水池，来不急打捞的枝叶，被吸到离心泵中缠绕在了叶轮上，造成了离心泵的严重堵塞。随着时间推移，离心泵的排水量越来越小，池内的水排不出，导致排水出现了问题。经过短暂的讨论，工作人员决定利用小流量潜水泵暂时缓解排水，同时在老乡的帮助下，马上进行抢修离心泵及杂物打捞工作。大家不顾淹了鞋子、湿了衣服，顾不上水的冰凉，赤手将泵中杂物掏出。两个小时后，险情得到了排除，而大家的鞋子早已被冰冷的泥水浸透，衣服被全部打湿。虽然，每个人都很疲惫，每个人都冻得发抖，但换来的是试验场没有被淹没，此时大家都露出了欣慰的笑容。整个工作过程中，在真诚、不畏严寒、不怕困苦、互相帮助的精神支持下，大家相互协助，保证了工作任务顺利而圆满地完成。三、观测与取样观测工作在紧张、有序、认真地过程中进行的。抽水试验观测工作按性质不同分为三种：一种是对抽水井及其观测孔的水位降深的观测，与此同时进行的还有流量、水温、气温、溶解氧、pH值等的观测，这是抽水试验工作中必需的观测；二是对试验场中其他8个井孔水位变动的观测，目的是通过水位变动观察不同含水层间的水力联系；三是对试验场附近机民井中水位的观测，目的是观察了解抽水试验的影响区域及水力联系。5对于性质不同的井孔，在工作中使用了不同的观测方法。观测抽水井及其观测孔的是雇佣民工。在观测工作开始前，工作人员对民工做了认真而细致的培训，让大家明白工作的目的和意义，突出工作的重要性；让大家掌握工作的步骤与方法，如何使用仪器仪表、如何量测、如何记录、记录过程中应注意哪些问题、发现问题及时报告等步骤，同时明白观测、记录要认真负责。对于抽水井和观测孔的观测，时间间隔由最初的非常密集，慢慢变长。刚开泵时为半分钟、一分钟、两分钟、三分钟…如此密集的数据采集工作使每个人的神经绷得紧紧的。如当地雇用的一位退休教师所说:这决不亚于当年走上讲台给学生讲第一堂课时的气氛。随着时间的推移，数据采集间隔期变长，大家紧张的心情才慢慢平静下来。而随着逐渐掌握了工作要领，大家的工作也变的熟练起来。对于试验场内的井及其相应的观测孔，由工作人员进行观测，每天10:00和16:00观测两次，已形成一个时间－数据系列，是不可缺少的资料信息。机民井的观测则是不固定的。根据抽水井的深度和含水层的位置选择机民井进行观测。试验期间，共选择了6眼机民井作为长观孔使用，还选择了6眼井进行了短期的观测。每一眼井都雇用一到两名民工进行定时定点观测。随着我们对观测资料的分析和研究的深入，对周围机民井的水位变动情况基本掌握后，选择性的撤掉一些观测井，仅保留最需要的。除对水位进行观测，工作人员使用水质分析箱等仪器现场测试地下水的溶解氧、pH、电导率和矿化度，同时还观测堰箱的流量、水温、气温等项目，尽量获取更多的信息。这些工作都与抽水井的水位观测同步进行，从不间断。任何观测数据如若出现异常，则需额外取样.每五天取一次14C水样，由于取样水桶偏少，导致了14C水样取起来相当烦琐，一次完整取样需要耗时十到十几个小时不等。在抽水试验过程中，虽然使用了德国产WaterLevelIndicator（水位指示仪）及荷兰产的Diver（地下水水位自动记录仪）等先进的测量仪器，但最原始的测量水位的工具同样重要的，一个重锤、一根导线和一块万用表就组成了水位测量仪。但使用这种工具时，也同样存在着问题，导线的选择非常重要。如果选择不好，就会出现伸长、缩短或断裂等现象。在抽水试验最初的十几天里，定时校对导线的刻度成了日常的工作，也给数据分析带来了不少麻烦。因此在选择导线时，要注意选6择那种不易变形、不易断裂、不易损坏的。如前所述，该项工作的目的之一是：研究不同含水层间的水力联系。这就需要利用更多的方法和手段。本次工作中主要通过6种途径来研究不同含水层间的水力联系，即地层结构、水位变动、水化学、同位素、微量元素和碳14。因此，在抽水期间，坚持每天取一组样品，大家期待着这些水样能够给我们的研究带来丰富的信息，使此次工作能交出一份好的答卷。四、艰苦的生活刚到试验场时，场内还是一片玉米地，而井孔都被遮掩在了玉米地里。试验准备阶段，由于试验场尚不具备工作条件和生活设施，导致了生活诸多不便，工作人员晚上只能借住在老乡家。白天在外进行试验准备及相关学习，吃饭在试验场内露天进行，在用水方面十分不便。试验开始后，需要日夜值班，工作人员不得不从老乡家搬了出来。为了夜间休息需要，搭建了一个简易帐篷，试验设备、日常生活用品也有了存放的地方。从一无所有到有地方做饭、休息，那兴奋心情决不亚于第一次开泵抽水。虽然条件仍不太好，但生活条件得到了改善，大家就有说不出的满足。但实际困难依然摆在眼前，时值秋季，晚上露水多、雾大、风狂，帐篷内晚上潮湿、白天闷热，人在其中无论是睡觉、休息、吃饭等都十分不适。加上彻夜工作，休息严重不足，工作人员的身体健康得不到保证。为保证试验顺利进行，需要对生活和居住条件做进一步的改善，于是工作人员在帐篷旁边，能够纵观整个试验场的位置搭了两间简易活动房，看着灰墙蓝顶简易房，激动的心情无法用语言来描述。从此大家结束了露营、野炊式的生活。帐篷也就自然地成了厨房、餐厅兼仓库。由于试验场地处乡村，生活非常不便，买菜都要到3km以外的地方去，更不用说其它的生活品了。最盼望地就是五天一次的护驾迟村大集，在那可以一次买下几天的菜。买菜回来，大伙儿齐动手，洗菜、切菜、炒菜，大家津津有味的吃着，也别有一番风