钻井工程对地下水水质的影响.ppt

关于钻井工程对地下水水质的影响1地下水污染来源和机理地下水污染主要是由于城市污水、工业废水和农田有机物等渗人地层后引起的水质恶化而形成的污染。一般情况下,污染物是通过径流和渗流进人天然水体。由于地层中存在一定的隔水层(如粘土层),所以污染过程缓慢,污染物在整个迁移过程中,同时进行转化。在迁移转化过程中,污染物一方面可通过水体自净作用达到净化;另一方面一些污染严重而转化不完全的污染物随水体径流而迁移。污染物在地下水中的迁移转化受对流与弥散、机械过滤、吸附与解吸、化学反应、溶解与沉淀、降解与转化等过程影响。通常情况下,污染物在地下迁移转化过程缓慢,但是,地下水一旦污染后,要想恢复原状或净化是一件非常困难的事情。第2页,共31页，星期六，2024年，5月1地下水污染来源和机理钻井工程包括水文水井、煤矿疏水井、煤矿通风井、石油钻井、煤田钻井、以及其他孔洞式的地下工程。这些工程的共同点是从地表直通地下几十米或几千米,并且在全国范围内大量分布和存在。有些是正在或继续使用;有些是废弃停止使用,但无论怎样均可造成地下深层水的污染。第3页,共31页，星期六，2024年，5月2钻井工程引起地下水污染的类型2.1金属并管腐蚀破裂引起的地下水污染目前国内的钻井工程所采用的井管或技术套管都是金属管材,主要包括:无缝钢管、铸铁管、螺旋钢管、高频焊管等。这些金属管材在地下水中都存在着腐蚀破裂问题,其方式以联合腐蚀为主。主要腐蚀类型有:应力腐蚀、溶解氧浓度差腐蚀、缝隙(垢下)腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、均匀腐蚀等。这些腐蚀类型同时发生和存在同一井内,所以,地下金属井管或技术套管的腐蚀速度远远大于地面上其它金属的腐蚀。一般腐蚀以局部穿孔形式出现,一些地区的腐蚀速度在2.5~a/,如郑州污水处理厂地热井、郑州柳林温泉地热井、河南省旅游局地热井、河南省广播电视厅地热井、河南省农科院地热井等都是在使用不到3年就发生了腐蚀破裂而造成地下水质恶化与污染。图1～3为金属井管的腐蚀常见类型与破裂情况。第4页,共31页，星期六，2024年，5月2钻井工程引起地下水污染的类型图1金属井管的磨损与应力腐蚀图2金属井管(滤水管)结垢与缝隙腐蚀第5页,共31页，星期六，2024年，5月2.1金属并管腐蚀破裂引起的地下水污染通过SJ-2型井下彩色电视检查系统对不同地区300余眼地下水井或矿井的检测发现:其腐蚀破裂位置一般均在静水位和动水位之间,也就是说,金属井管或技术套管的腐蚀破裂位置在井的上部或浅层。当金属井管或技术套管腐蚀破裂后,就相当于人为地把地表浅层与地下深层直接连通。这样一来,地表和浅层的污染物通过井管或技术套管的破裂处直接流入地下深处,从而造成地下深层水污染,如图4所示。此过程无需迁移转化,不存在水体自净作用,污染速度快。其污染物来源和类型与周边环境(工业、农业、城市排放物)有关,它受降水强度影响较大。降水强度大时,其污染程度加剧；图3金属井管或技术套管腐蚀破裂与进水第6页,共31页，星期六，2024年，5月2.1金属并管腐蚀破裂引起的地下水污染降水强度弱时,污染程度降低。如郑州新密市某纸厂400m供水井,井管在12、90m等处腐蚀破裂,无降水时,水井可正常使用;当下雨或下雪时,其水质变黑方向迁移,从而导致区域性的地下水污染,如图5所示。这种地下水的污染主要使天然水体富营养化(N、P、K含量过高),产生大量的藻类,藻类又消耗水体中的溶解氧,从而造成水质恶化。另外,在施加农药时,其部分有毒物随之带入地下,致使地下水不能饮用。图4金属井管腐蚀破裂引起的地下水污染图5农用井或废弃井引起的地下水污染第7页,共31页，星期六，2024年，5月2.2农用井或废弃井引起的地下水污染农用井广泛分布在田间,特别是黄淮海平原的农作物灌溉井,几乎相距300～500m一眼,可见数量之多。其深度一般在50～150m,井管材料大多为水泥管,并且在成井时不止水,整个井内空间与地表直接连通。当农作物施肥或喷洒农药时,其有机物或有害有毒物质则很容易直接进入地层深处。周而复始地循环,使这些污染物不断积累和顺着水流做循环液,相当于把污水或污染物直接排放到几百米或几千米的地层深处,从而造成地下水污染。第8页,共31页，星期六，202