四川珙县干旱缺水打井取水实录
四川省碳酸盐岩地区多为老、少、边、穷地区，山区占总面积的绝大部分，且多位于地形复杂、山高谷深、交通闭塞的地区。人驮马仍然是这些地区的主要交通工具，这些地区的生态环境非常脆弱。大部分地区基岩裸露，耕地少，土层薄，土壤贫瘠，水土保持差，降水年内分布不均，地表调节能力差。在旱季，严重缺水。只要连续十几天不下雨，人畜就很难喝水。人和动物都要靠人挑马挑牛背到几公里外取水，更不用说正常的工农业生产用水了。缺水问题严重制约了当地的经济发展。
珙县位于四川省南部，自然条件优越，光、热、水、土、生物资源丰富，是一个资源开发潜力巨大的地区。该地区矿产资源丰富，主要是煤、石灰石和硫铁矿。该地区水资源供需矛盾日益突出，已成为社会经济发展的重要制约因素。
全县以低喀斯特和中山为主，山地面积占80%以上，多为坡度25°以上的坡地，不利于开垦种植。山区除沿河外，多喀斯特峡谷和喀斯特盆地，地表水资源匮乏。根据当地社会经济发展规划对水资源的需求，常勋现有城镇人口8万人，2065年城镇人口将达到1.6万人，城镇生活用水和生产用水需求将达到10×1.04 m3/d，目前城镇用水主要依靠几个单位的分散供水，日供水能力为而常勋的生活和生产日需水量约为4×104 m3。常勋所在的常勋河受采矿污染严重，现有供水设施难以满足生活生产和乡镇发展的需要。城市供水压力也越来越大，尤其是在用水高峰期，缺水现象非常明显。
根据原地质矿产部《西南岩溶贫困山区扶贫找水规划》和《四川省岩溶贫困山区扶贫找水布局》，四川省地质矿产厅组织实施了宜宾市珙县常勋地下水勘查示范工程65438-0999。其目的是在喀斯特石质山区严重缺水的川南地区开展地下水勘查，建立供水示范点，为解决贫困喀斯特石质山区人畜用水、农田供水和生态环境保护提供科学依据。通过一年的找水工作，取得了一些成果和认识。
2岩溶水文地质条件
四川岩溶水的形成和分布明显受区域构造和自然条件的控制。不同区域构造和自然区域的碳酸盐岩在岩性、厚度、分布面积、出露条件、岩溶程度等方面存在较大差异。根据这一特点，选择严重缺水的常勋，于65438 ~ 1999年在珙县打井进行供水示范，并结合碳酸盐岩地下水的分布、埋藏和富水特征，即岩溶水丰富，但分布极不均匀，受构造控制。免费为当地打了7口供水井，其中两口因无水而废弃，5口实际完工。解决了3万人的饮水问题。实践证明，在广大碳酸盐岩地区打井，从技术条件和成井工艺上解决城镇缺水和农村人畜饮水是可行的。
2.1岩溶和岩溶水受岩性和构造影响明显。
本区二叠系茅口组和栖霞组碳酸盐岩纯净、厚且易溶，是地表水和地下水的良好溶解介质，岩溶发育强烈。三叠系嘉陵江组和雷口坡组碳酸盐岩含碎屑岩约10%，因此地表凹陷、漏斗和天坑多沿碳酸盐岩与碎屑岩接触部位发育。
该区在构造上是长宁背斜的转折处，碳酸盐岩呈带状分布。在这种特定的构造条件下，侧向溶蚀作用受到严格限制，岩溶多沿转折处及其两翼纵向发育，地表溶蚀边界多较长。
断层和裂隙明显控制着岩溶管道的形成和延伸方向，特别是在裂隙发育、岩石破碎的褶皱断裂带，地下水径流平缓、活动交替，溶蚀进展顺利。大型溶洞和岩溶管道十分发育，岩溶水十分丰富。如鱼洞地下隧道沿库塘坳陷断层发育，溶陷长轴方向一般近南北向，主要受北15 ~ 25西、北12 ~ 20东断裂控制。
吴栋运动末期，本区出现海退，二叠纪碳酸盐岩出露水面，长期遭受溶蚀和侵蚀，发育不同规模的古岩洞。这些古溶洞在煤炭勘探中已得到证实，钻孔时钻具已被掏空，有水涌出。在煤矿开采中，当底板出露时，有大量岩溶水涌出，如常勋煤矿矿坑中出露的泉水。古岩溶发育深度一般在50 m范围内，多沿层理面分布于顶部古剥蚀面，与现代岩溶无水力联系。
2.2岩溶水的补给、径流和排泄特征
岩溶水的补给主要是露头区的大气降水，其次是地表水、上覆非岩溶层裂隙水和矿井水。
石灰岩出露区岩溶地貌发育，大气降水是岩溶水的主要来源，通过冲沟、槽、漏斗、天坑直接补给地下水。流经石灰岩地区的地表水也大量渗漏。裂隙水和矿井水也是该区岩溶水的主要补给来源，特别是煤矿地下水也以分散流的形式渗入岩溶地层。因此，本区岩溶水补给来源充足。
岩溶水的运动和循环受构造条件和水文网控制，以纵向径流为主要流路，一般向下游低洼地区排泄，进行局部补给。
区内岩溶水的排泄主要受水文网控制，一般集中在河流、冲沟或低洼地区。在金沙湾凹陷和常勋凹陷，地下水沿凹陷周围呈放射状排泄；塘坝地区地下水通过珙县鱼洞地下河径流排出。
2.3岩溶水丰富，但分布极不均匀。
区内岩溶水主要赋存于地下河系和溶隙中，有汇流、弥散和管道流三种形式。
茅口组和栖霞组灰岩主要分布在长宁背斜两翼和倾没端。岩溶洼地内岩溶水十分丰富，主要以大型管道流为主，也有沿溶隙排泄的岩溶泉。大泉地下河流量为30 ~ 184 L/s，根据钻孔资料，地下溶洞发育深度大于50 m，地下溶洞未被钻孔揭露时，涌水量很小，单位涌水量为0 ~ 2.455 L/(s·m)，说明地下水分布极不均匀。
雷口坡组和嘉陵江组主要分布在长背斜的翼部。由于其中约有10%的碎屑岩，岩溶发育程度中等，发育的岩溶地貌主要为洼地、漏斗、天坑。岩溶水富而浅，主要以汇流发散性质为主。泉流量多为0.1 ~ 10L/s，单位涌水量为0.107 ~ 0.58 l/(s·m)。
区内不同的岩溶地貌清楚地反映了岩溶地下水的埋藏深度。从分水岭到河谷，岩溶发育强度由弱到强，岩溶水由深到浅。一般河谷区岩溶水位埋深小于< 25 m，岩溶槽谷区埋深小于< 50 m，峰谷和低山峡谷埋深大于100 m。
2.4水质良好，适合人畜饮用。
三叠系岩溶水的水质类型为HCO3-Ca和HCO 3-Ca Mg，盐度范围为0.1 ~ 0.3g/L，pH范围为7.4 ~ 8.1。由于水循环交替性强，水质优良，适合家庭、农业灌溉和工业用水。
二叠纪岩溶水的水质类型为SO4。碳酸氢盐硫酸钙。钠和碳酸氢钠。硫酸钙。盐度0.5 ~ 1.5 g/L，总硬度300 ~ 600 mg/L，pH值7.1 ~ 7.7。除硫酸盐普遍超标外，其他化学和毒性指标一般不超标，水质良好，基本适合饮用、灌溉和工业用水。由于矿井水的补给，其水质明显差于20世纪60年代，硫酸盐从4.8 ~ 182.5 mg/L增加到80.0 ~ 588.0 mg/L，盐度从131.0 ~ 548.0 mg/L增加到332.8 ~ 65438+。
2.5示范区岩溶水的富集
碳酸盐岩的不同岩性对岩溶发育的强度有很大影响。纯石灰岩容易形成地下管道和腐蚀裂缝。在碎屑岩与碳酸盐岩的接触区，由于碎屑岩的限制，该接触区容易形成溶蚀裂缝和岩溶管道。岩溶强烈发育的地方，容易形成大型地下管线，是岩溶水聚集的好地方。这是该地区岩溶水富集的一般规律。而在岩溶发育较弱的地方，地下往往会形成溶蚀裂隙。
在低洼地区，有利于岩溶水的富集，这是由于优越的汇水条件，如金沙湾凹陷和常勋凹陷，都是地下水的集中排泄区。横向谷带通常是局部侵蚀基准面。在穿越岩溶含水层时，岩溶水在这些地方汇集，向山谷排泄，如玉空地下河，向长宁河排泄。
在构造上，该区位于长宁背斜西转折端(图1)，次级褶皱发育，垂向上张性裂隙发育，并伴有多组压扭性和张性裂隙，地下水易于富集。由于良好的构造和地形条件，金沙湾和常勋岩溶洼地岩溶十分发育，岩溶水具有埋藏浅、水量大的特点。
巡视区主要分为三个岩溶地下水系统:
(1)沙湾岩溶地下水系统:出露三叠系碳酸盐岩，构造上位于长宁背斜北翼，实测泉总流量3.34 L/s，该区为芙蓉矿务局主要供水水源，日地下水开采量达1.6×104 m3。钻孔揭露的含水通道大多直径小于1 m，仍以溶孔、裂隙为主，未形成大的管道系统。
(2)巡防站地下水系统:二叠系碳酸盐岩出露，构造上位于长宁背斜转折端，北与金沙湾被砂岩、泥岩隔开，南与志留系泥岩隔开，周边地下水在巡防站洼地周围排泄。受煤矿开采的影响，目前岩溶泉的水量较70年代以前已大大减少，部分泉甚至干涸，总泉流量为30 L/s..洼地岩溶水具有埋藏浅、水量大的特点，岩溶裂隙、管道发育，含水层埋深60 m以上。
图1长宁背斜弧形转折带示意图
(3)鱼孔地下河系统:发育于栖霞组和茅口组灰岩中，位于长宁背斜南翼，地下河出口位于珙泉镇长宁河处。地下河径流长度7.5 km，水力比降5.7‰，最大流量2441l/s，最小流量184 L/s，年平均。这条地下河贯穿长宁河和常勋河之间的地表分水岭，塘坝地区是地下河的上游径流区。因为地表被第四系覆盖，这里没有显示地下河。根据4号钻孔施工，岩溶发育深度大于60 m，孔深分别为30.76~34.0 m、36.54~37.29 m、43.10 ~ 44.20 m、54.30~55.45 m，均为含水溶洞，充填大量砂卵石和粘土。对于在塘坝地区施工的其他钻孔，地下水位埋深一般为50 m，可见其含水能力极不均匀。
3示范区探采联作井完井技术的确定
3.1探采联合孔的确定
通过1 ∶ 5万的水文地质调查，初步了解了示范区岩溶地下水的赋存、分布及埋藏特征，圈定了富水区块。由于示范区为城镇，结合城市规划发展要求，考虑岩溶地区地下水抽取可能造成的岩溶塌陷，确定初始井位，避免对城镇造成影响。
利用电测深、激发极化测深、音频大地电磁场等地球物理方法对初步确定的钻孔位置进行分析对比，结合示范区地质构造，确定探采结合孔。金沙湾凹陷有一口芙蓉矿务局供水井，选井位在二级向斜的翼部；巡逻凹陷确定的孔位在巡逻与白象岩-狮子滩背斜之间的向斜中。塘坝凹陷位于库坦高断层和任家沟正断层的交汇处。
3.2完井技术
为了提高钻井效率，采用空气DTH锤钻进方法，大大提高了成井速度。单孔完井时间从1 ~ 2月增加到1 ~ 2周。共施工探采结合孔7个，其中5个钻孔获水量6825 m3/d，达到了本次勘探的预期目的。施工钻孔止水深度在浅层岩溶发育带以下，以避免抽水可能引起的岩溶塌陷。各钻孔取水层位及抽水试验数据见表1。
表1钻井和抽水结果汇总
4岩溶石山地下水勘查与示范的意义和认识
在严重缺水的岩溶石山区开展地下水勘查示范工程，意义重大，社会效益显著。通过以上工作，进一步了解了不同地貌、不同构造部位、不同类型碳酸盐岩中地下水的埋藏分布、补给径流和富集因子。示范工程通过多种方式，利用打井取水，为严重缺水的岩溶石质山区地下水开发利用开辟了一条可行的道路，解决了人畜饮水和部分农业灌溉。
对4.1的理解
川南地区构造体系多样，地质构造复杂，主要由地质构造因素形成的富水区形态各异。区内蓄水构造主要有褶皱型和断裂型蓄水构造，按地质构造因素划分的岩溶水文地质单元如下:
鼻状背斜类型:轴线延伸较短，两翼倾角较缓，含水岩组呈半环带状交替分布，与高阶背斜两翼呈“T”形或“V”形相连，断裂发育，主要有筠连鼻状背斜和巡司场鼻状背斜。
转折翼型:在背斜翼部的弧形转折部位和倾没端，垂向平面上的张裂隙和平面裂隙较发育，容易富集地下水，主要有长宁双河背斜的金沙湾和常勋条带状溶蚀洼地。
开放式向斜型:核部产状平缓，翼部倾角略陡，不同含水岩组呈环状条带状交替分布，有利于地下水以周向径流形式向核部运移并富集，常形成封闭或半封闭的强含水自流盆地，如筠连县双河场龙公坡向斜、木隘向斜、天裕寺向斜、大田坝向斜等。
短轴背斜型:轴部开阔，两翼产状相对平缓，含水岩组沿两翼呈环状分布，或在核部呈片状出露，外围有相对胶结隔离的圈闭，典型为五角堡背斜。
一面堵水一面充水的裂缝类型:区内压扭性裂缝带一般比较致密，裂缝带规模较小。当岩性和地貌条件有利时，特别是可溶岩与不可溶岩接触时，可溶岩一侧相对丰富，另一侧被水阻隔。此类断层包括尹家湾吉口断层和朱草井断层。
导水断层型:水平水平推断层、走向斜的区域内的一些断层，往往导致相邻含水层之间的水力联系，产生跨层补给和导水，如筠连、灯滩坝的玉峰亭断层。
断层密集带类型:不同构造系统的复杂部位和高背斜核部往往形成大范围的断层和破碎带，泉水密集，流量大，如长宁双河背斜轴部的双河、梅河-兴文等带。
4.2社会经济效益和政治影响
在1999示范工作中，自始至终得到了上级部门、地方各级政府、有关部门和当地群众的大力支持和帮助。从规划选址开始，当地政府就指派专人负责，帮助解决工作中遇到的困难。在施工过程中，政府及相关部门领导多次亲临现场，关心和慰问现场工程技术人员的生产和生活。水井建成后，及时筹集资金完善水井配套设施，立即解决群众生活和生产用水。当地报纸、电视台对找水打井项目进行了专题采访报道，得到了当地政府和群众的肯定和评价。巡区内有5口井，出水量6825 m3/d，可解决3万多人的饮水问题，极大缓解了常勋缺水问题。可视为四川省碳酸盐岩缺水地区地下水勘查示范工程的一次成功试点，产生了巨大的社会影响和轰动效应。