Navigation:  观察地下水 > 如何打井？

井是人类与地下水之间最重要的桥梁，也是中国不可或缺的文化符号。古时常有“因井为市”的情况，在井边设摊经营，一是解决商人、牲畜用水之便，二是可以洗涤商品。根据《史记》中的记载：“古者相聚汲水，有物便卖，因成市，故曰市井”。市井一词也一直沿用至今。

我们可以从井中抽取地下水用做各种用途，可以通过抽水人为降低地下水位以协助矿产开采或工程施工，可以抽水缓解坝下压力或改造土壤，可以通过抽水控制盐水入侵、移除污染物、或提供水力屏障；另一方面，我们也可以向井下注水作为储备水源，注入特定溶剂以修复含水层污染，或在适宜的含水层注入污水作为处置手段。

 

一个典型的传统小型泥浆回旋钻进现场，照片右下方是码放在枕木上的钻杆，钻机右边是现场挖掘的水池用来盛放循环使用的护壁泥浆

 

井是直接观察地下水的窗口，而钻探与成井往往是观察地下水时最为重要，通常也最为昂贵的工程项目。钻探工作可以取得关于地下水的多重信息：

●通过对土芯、岩芯的观察可以了解地下水赋存的地质介质；

●而对这些固体样品的采样分析可以确定地下水污染源的分布；

●成井以后可以定期观测水位并分析地下水流场变化；也可以定期对地下水进行采样来观测污染物的运移；

●可以通过钻孔对地下水流场和溶质场进行扰动从而观察含水层的反应，进而确定含水层相关参数；

●也可以在井内安装特定仪器从而进行含水层的勘查。

 

 

 

取芯钻探工程中采集的岩芯样品被码放在岩芯箱中，地质工程师对岩芯编录之后形成钻孔柱状图存档

 

钻探通常昂贵而耗时，存在不能成井的风险，而且受多种场地条件的制约，所以井位的选择应做到谨慎周密。确定井位前应对现场遥感图片、高程信息、前期水文地质报告、以及现有钻孔信息进行综合分析。这一阶段的分析工作常常会遇到各种实际困难，例如水文地质资料难以获取，遥感及高程信息缺失，工作区地下水缺乏，地下水在基岩山区分布不均等。这时可以使用地面物探手段对地下介质情况进行初步勘察。实际工作中，更为有效的途径是咨询在工作区附近有过打井经验的人员，并且实地勘察临近的供水井或监测井，获取地层、水位、水质等信息，选择适当的钻探工艺和成井方案。

一口典型水井的示意图（图片改编自：www.epicwelldrilling.com）

钻探造成的地下空洞，在岩土稳定性差的时候不能自持，会在地层压力的作用下坍塌，这时必须使用套管和筛管保护孔壁。套管可以支持孔壁同时隔绝壁内外的水力交换，而筛管在支持孔壁的同时还可以允许钻孔内部与外部含水层进行水力交换。筛管是一口井最核心的部分，在安装筛管前需要详细了解钻孔内部的分层情况以确定筛管的安装方案。对于供水井来说，筛管的布设应保证水质良好的情况下尽量提高出水量；而对于监测井来说，筛管的布设应保证达到监测目标层位水位水质的目的。为防止筛管上的透水空隙被淤泥封堵，一般需要在筛管和钻孔之间的空隙内填满粗砂，称为滤料。

筛管是井的“心脏”而滤料是井的“肺”，打井过程中常常为“心肺”引入淤泥和杂物，影响井的功能，所以在打井的最后阶段需要使用水泵或空压机鼓动井内存水对筛管和滤料进行冲洗，从而去除含水层原有和打井过程引入的细粒物质，完成洗井过程。