地质先锋 | 让泉水奔流

2023.08.24 中国矿业报   

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    ——山东省地矿局八〇一队水文地质工作纪实

  ◎  王先桃

  2023年4月,千年古城济南,春意盎然,花香正浓,泉水汩汩喷涌。在山东省地矿局八〇一水文地质工程地质大队会议室(以下简称“八〇一队”),笔者见到了该队水文地质中心主任、研究员李传磊。李传磊被称为“找水大王”,是泉水专家,并不健谈,只有说到水时,他才娓娓道来。

  资料图

  水文调查,我们一直在行动

  水文地质是八〇一队的“看家本领”,建队65年来,八〇一队探明了山东省90%以上的水源地和80%以上的地热、矿泉水资源,为济南、青岛、淄博等十六地市和齐鲁石化、莱芜钢铁厂等大中型企业勘探大型水源地150余处,完成山东省水文地质调查及编图近百项,系统查明了山东省各含水层的分布、地下水类型和运动规律,见证了山东水工环地质事业从无到有、由弱到强的发展历程,被授予全国地质找矿功勋单位、全国百强地质队、全国模范地勘单位、全国工人先锋号、山东省自然资源系统先进集体等荣誉称号。

  济南泉水成因,与其独特的地质结构和地理环境息息相关。在地质构造上,济南属泰山隆起北翼,为一平缓的单斜构造,由于北侧断裂切断,形成许多断块,经过多次构造运动和长期溶蚀,岩溶地貌发育,形成大量溶沟、溶孔、溶洞和地下暗河等,共同组成了能够储存和输送地下水的脉状地下网道。而济南市区北部为燕山期辉长岩-闪长岩侵入体,岩质坚硬,为不透水岩层,潜流的地下水到此受阻,大量汇聚,在水平运动强大压力下变为垂直向上运动,大量地下水穿过岩溶裂隙,夺地而出,形成千姿百态,形成千姿百态的天然涌泉。

  要完成水文地质调查,需要专业的知识,还需要肯钻研的人。李传磊指着那些厚厚的资料,述说着1206个泉眼、十大泉群四季的流量、走向、温度……在历任班子的努力下,八〇一队在保泉护泉中所付出的心血和汗水,一路披荆斩棘,用实践积累了丰富的资料和勘探经验,查明了各含水层的分布、地下水类型和运动规律,截至目前仅在宣传和运用方面就编辑了上百种图册。

  关于济南泉水的“知识点”,任何一个八〇一队的职工都会如数家珍。他们牵头编制了《1∶25万水文地质调查规范》《1∶5万水文地质调查规范》等省地方标准4项,提交了山东省水源地保护区划图集,完成《山东省17城市自然资源与环境编图》《山东省资源环境承载力评价》,利用碳-14法推算出济南泉水的出露年代,让泉水的“年龄”为世人所知,提升了泉水的历史价值,赋予泉水更深的文化内涵,提前完成济南市城区自备井封停工程,开展章丘区东部水源地勘查和南部山区渗漏带研究,为济南市科学统筹泉水保护和供水安全提供了有力保障。

  他们首次提出了“调蓄补源、采外补内、开源节流”三大保泉模式,建立了国内第一个泉域岩溶地下水数值模型,研发了拥有自主知识产权的“济南泉水保护地下水监测平台”,助力趵突泉实现20年持续喷涌,结合同位素测年与古气候演化,首次较为准确地推算出济南泉水的出露年代即“泉龄”为距今46000年至23500年左右,极大地提升了济南泉水的历史价值和文化内涵,为“泉·城文化景观”申遗贡献了地矿力量。

  让泉水喷涌,是我们的职责

  千年古城济南,泉数之多,喷涌之盛,世界罕见。

  泉是大自然的馈赠,泉也需要有人守护。如何保持泉水清澈,如何让泉水为群众提供更好的生活保障,又如何将水害的危险值降到最低?这都是八〇一队要面临和解决的问题。

  早在20世纪70年代中期,作为山东省会城市的济南,随着城市规模不断扩大,工业、生活用水不断增加,泉水开始出现了季节性的断流。八〇一队探矿专家赵光贞说,这种现象刚开始是一个月,后来是两个月、三个月,再后来是半年到一年,最长的一次断流有926天,这在济南有泉的历史上实属罕见。

  济南泉水的断流,牵动着各级政府和广大泉城市民的心。1998年至2002年,八〇一队曾用5年时间对市辖范围内的泉水进行全面实地考察、拍照、建档。这些工作琐碎繁杂,稍有一点马虎就会对以后的工作造成很大影响,特别是泉水的自然现状、成因、历史、文化、碑刻、周围环境等,都要做详细的记录,甚至拍照,给每一处泉水建立档案。合理的安排,规范的措施,为济南地下泉水的保护留下了详细的基础性资料,为更进一步的保泉工作打下了扎实的基础。

  全方位对影响泉水的有关因素进行了系统分析,首次划定泉水生态地质环境保护“四区两线”,构建了以趵突泉为代表的岩溶泉域“两区三级”保护体系。在全国率先采用三维建模技术,建立了泉域核心区三维地质模型,划出泉水保护红线,化解了济南泉水保护与城市供水、城市地下空间开发、城市规划布局之间的矛盾,破解了泉水制约济南城市发展规划的瓶颈。

  从2013年秋季以来,由于大气原因,降雨量偏少,注意到这个情况,水文监测人员开始日夜轮番值班,但当时水位情况差异并不大。2014年济南市平均降水量430毫米,比常年偏少百分之三十五,2015年济南市平均降水量583毫米,比常年偏少百分之十,这种现象尤其是在春夏之交,泉水水位波动较大。

  2022年,济南市泉水科普宣传队落户八〇一队,除此之外他们还率先在济南设立了地下水位监测点,查明趵突泉泉域的水文地质条件和资源量,提出“调蓄补源、采外补内、开源节流”三大保泉模式,建立了国内第一个泉域岩溶地下水数值模型,研发了拥有自主知识产权的“济南泉水保护地下水监测平台”,用自己的保泉模式,助力趵突泉自2003年以来连续20年持续喷涌。

  找水排污,我们一直在现场

  “七月的沂蒙大地酷暑难耐,白天冒着37摄氏度以上的高温爬高山,跨沟壑,追构造,寻水源,一步步缩小找水靶区,布点、打桩、放线、测量,夜晚整理资料,研究分析找水方案,常常忙到黎明。”

  当李传磊说起沂蒙山区找水经历时,依然忘不了那些老百姓拉着他感谢的画面。

  在罗家堂找水时,李传磊每次都会把工人从井下打上来的岩心放到一旁,根据一块块分析打出来的石样,凭借几十年积累的知识经验,基本就能断定水井所穿透的岩层种类。

  2022年,八〇一队抽调技术力量为前西里村开展找水定井工作。前西里村地处沂源县南部变质岩与寒武纪地层交界处,汇水面积有限,为区域上典型的贫水区,该村新建的600亩高端生态农业产业项目亟需解决灌溉用水水源问题。八〇一队技术人员通过综合运用野外地质踏勘、区域水文地质条件分析等多种技术手段,终于圈定目标靶区,找到了水源。

  作为国内知名的找水王牌军,八〇一队自成立以来,为山东省抗旱定井上万眼,解决了蓬莱地区、滕州北部、沂蒙山区南部、平阴贫水山区生活用水和金乡、嘉祥等地高氟改水问题,也在山东抗旱史上写下光辉而灿烂的一页。

  “其实,找水不是最难的,最难的是围堵污染源扩散。”李传磊说。

  几年前一场重大污染事件让他心有余悸,一废弃煤井非法倾倒有毒危险废物,由于倾倒物为液体,而液体污染物离下游水源地只有2.3公里,一旦污染源浸入水源,后果将不堪设想。八〇一队承担了这项修复任务,为了防止危险废弃物扩散,施工队采用帷幕注浆的方式,把有害物质封闭在深度100多米、面积为2万平方米的地下岩层中,把深埋地下的污染物抽提到地面进行处理,保障周边群众的生命和财产安全。

  面对这样的任务,担心害怕还是有的,八〇一队工作人员在修复时不顾危险控制住污染,用“爱国奉献、开拓创新、艰苦奋斗”精神续写着属于自己的传奇。

  追求极致,地质人永远的梦想

  底蕴厚重的齐鲁大地,从不缺少努力奋斗的人,他们在最平凡的岗位上敬业专注、追求极致。

  山东省五一劳动奖章获得者张云峰幽默风趣,他说自己就是地质队伍里普通得不能再普通的地质人了。作为八〇一队的领头人,虽然看上去年轻开朗幽默,但其实他可是一名老地质队员了,摸爬滚打在地质一线,一把铁锤拎了二十多年,正是这种能吃得了苦又敢于挑战的精神,也让他成为了八〇一的精神支柱。

  八〇一队取得一批成果并获得了诸多殊荣,为加强污染防治技术创新,该队建立了复杂矿井内超深污染源提取及修复技术体系,“地下水污染预警与处置关键技术应用”获山东省自然资源科学技术一等奖,“地下水污染预警与处置关键技术应用”项目获一等奖,构建了山东省首个区域岩溶地下水污染预警模型与系统,创建了基于调查辅以高效物探和模型预测的较完善的地下水污染快速识别技术方法体系,首次提出污染风险控制技术应急状态下的应用模式,并创建了复杂矿井内超深污染源提取及修复技术体系,研制成功DP20全液压取样钻机,有效解决了环境污染调查原位土取样及复杂地层难以穿越的问题,技术达到国内领先水平,并与鲁班双创网合作在全国推广。

  该队还先后实施了山东易祥花卉产业园中深层地热资源开发利用工程、山大二院起步区新院地源热泵系统热源侧工程等代表性项目,实现了深层、中深层、浅层地热开发业务全覆盖,协助济宁市“南四湖自然保护区及其周边历史遗留废弃矿山生态修复示范项目”成功入围国家级历史遗留废弃矿山生态修复示范工程,承担了济南轨道交通全部线路的保泉和灾评压矿工作,开展济南城市轨道交通建设规划泉水环境影响评价,第一次正面回答了“济南哪些区域可以建地铁”“地铁建设到底会对泉水造成什么影响”等问题,攻克了地铁建设决策“卡脖子”难题。2022年以来,他们先后实施了济南轨道交通8号线一期工程沿线专项勘察与地面变形监测,4号线、6号线保泉重点路段专项勘察及降水回灌,为泉水与地铁和谐共生作出了重大贡献,第四次被济南轨道交通集团授予优秀勘察设计单位称号。八〇一队泉水保护班组获评“全国工人先锋号”,“济南泉水形成机理与保护关键技术研究”获山东省科技进步二等奖。

  喜欢挑战的张云峰领着八〇一队充分发挥专业技术优势,着力推动产学研深度融合,与中国地科院岩溶所、中国地质大学、吉林大学等知名高校院所签订战略合作协议,全力推动济南地下水资源保护与修复研究工作,发挥水工环特色优势,以“水”为媒,做精地下水、泉水、地热水、湖水、水土污染防治、涉水地学科普等“水”文章。

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