五台人物五台劳模钱学溥第一章

五台劳模钱学溥

钱学溥,中国水文地质专家,矿产储量评估师。生于年,原籍浙江杭州,是我国著名科学家钱学森的堂弟。年入学清华大学地质系,年毕业于北京地质学院水文地质工程地质系。至年从事野外勘查工作,共计31年,曾任长江三峡工程地质队坝址技术负责、山西水文地质队总工程师等职。至年,调国家矿产储量管理局,编制地下水勘查国家标准及评审重点地下水勘查报告,任副总工程师。

年,宣化地质学校承担晋西北广大石灰岩地区的1:20万水文地质普查。提交的报告指出奥陶系的泉水流量不大,观测到的最大的泉水流量只有2.18升每秒。根据多年工作的经验,他认为晋西北出露有近万平方公里的石灰岩,在黄河河谷,应该有流量很大的岩溶泉水或是水下的岩溶泉水出露。从地质图上可以看到,保德以下出露的是石炭二迭系碎屑岩地层,那麽,保德以上的一段黄河河谷,就应该是奥陶系岩溶地下水的排泄带。

太原北郊

年,地质部指定要他负责勘探太原北郊特大型的水源地,提交每天15万吨地下水可开采量。勘探工作中,抽水试验计算含水层的渗透系数很重要。如果渗透系数偏小20%,则计算的地下水可开采量也要偏小20%。经过勘探,他确定汾河冲洪积扇作为勘探的对象,定名为西张水源地。为了完成这项任务,水文地质队购买了三台仿苏的YKC-22型新产品冲击钻,第一次施工了大口径管井。管井遇到了砂卵石层,出水量很大,为了进行抽水试验,于是又购买了几台6吋离心式水泵。

抽水试验开始了,现场的技术员回来反映6吋离心泵的铭牌上写明:流量是50升每秒,但是用堰箱测量的流量却只有30多升每秒。他认为这是个大问题,如果测量的流量误差太大,流量减少30%,最后计算的可开采量也要减少30%。但是,使用的堰箱完全是按照年出版的规程制作的,断面是0.5米乘0.5米。问题在哪里呢?他不敢怠慢,赶紧到省图书馆去查阅有关的书籍。手册、教科书、水力学专著翻阅了七八册,但这些书籍讲到堰箱,千篇一律地只谈到堰口的形状、计算流量的公式,列举了查阅流量的表格。关于使用堰箱需要注意的事项,也都是那么几条:堰口要削成刀口状、堰箱要放平、水流过堰口要成悬空状、测量水位要距堰口有一定的距离。对照书上讲到的这些,仍然解决不了问题。他认真分析了薄壁堰计算流量的公式,看来也不象是根据能量守恒原理推导的理论公式。

在万般无奈的情况下,他想到了请教学校的老师。他给清华大学水利系写了一封信,信上说:我是清华大学地质系的校友,现在承担着一项重点勘探项目,在量水堰箱方面遇到了困难,恳请水利系的老师一定要给予帮助......。过了几天就收到了回信,三张薄薄的信笺,工整清秀的文字,还附有一张插图,落款只有水力学教研室,连复信老师的名字也没有。但这三张薄薄的信笺,对他来说,真是如获至宝,对复信的老师由衷地感激。因为信中有一句话:薄壁堰计算流量的公式是经验公式,堰箱内,接近堰板水流断面的流速要趋近于零。

接下来抽水试验要进行3个不同的降深,测定3个不同的流量。有一天,负责抽水试验的技术员找到了他,对他说,对承压水来说,3个不同的降深和3个不同的流量,它们之间的比值应该相等,计算的渗透系数也应该相等。但是实际上,降深越大,比值越小,计算的渗透系数也越小。这种情况下,怎样计算渗透系数。

他感到这个问题很重要,又看了不少的参考书,翻来覆去考虑了四五天,终于在一天的早上想通了。3次降深,降深流量的比值相等,说明只有地层的阻力在起作用,也就是说井管水磨阻损失与流量平方成正比,因此,在有井管水磨阻损失的情况下,总的水头损失应该是……利用解析几何的原理,换一个坐标,求一个截距,就可以求得值。或是利用微积分中的最小二乘法,也可以求得值。把求得的值代入裘布依公式,即可以求得消除井损的渗透系数。这种方法计算的渗透系数接近实际,往往比传统的计算结果大许多。我们利用这种方法,计算了渗透系数,计算了地下水可开采量,提交了报告。报告通过了地质部组织的专家审查,并经受了实践的考验。年,他在全国水文地质学术会议上,宣读了《消除井损计算渗透系数》的论文,受到与会代表的好评。在那以后,这种计算的公式纳入了专著、手册和国家标准。年,地质部授予他一项科学技术进步奖,奖金一千元。

问题在于年的规程,规定的堰箱尺寸太小,它只适用于小口径水文地质孔进行的抽水试验。对于大口径的管井,大流量的抽水试验,必须使用大体积的堰箱,才能满足断面流速趋近于零的要求。于是他找到修配间的主任,要他焊一个大堰箱。主任问他要做多大的堰箱。他回答是堰箱要尽可能地大,解放牌大卡车的车箱有多大,就做多大。堰箱做好了,拉到了工地。堰箱内水流十分平稳,断面流速小于5厘米每秒,测量的流量完全符合要求。这个项目的总指挥山西省地质局申梦华局长,坐着灰色的北京牌小车亲自来到现场,观看了抽水试验。抽水试验结束后,提交的勘探报告,获得了以地质部水文地质局贾福海总工程师为首的评审组的评审通过。

在他六十年的工作生涯中,在水文地质计算方面,一共推导了5个计算公式,这些公式不仅利用在实践中,还刊登在了核心刊物上。由此可以启迪我们:数学真的是科学皇冠上的一棵明珠。

由于石灰岩可以被地下水溶蚀,所以石灰岩山区地下水往往埋藏很深,并且不均匀,解决生活用水问题十分困难。山西省陵川县,是太行山上著名的缺水石灰岩山区。《老井》那部电影,就是在陵川拍摄的。

年,山西省大旱,省政府组建了抗旱工作队,指定他担任山区找水工作队的技术队长。他到陵川跑了10多个村庄,有些严重缺水的情况,实在令人难以想象。其中有一个村子,大旱之年,要从太行山上,下山到河北境内去担水。早上动身出发,晚上还回不到家,要在别的村子寄宿一宿,第二天上午才能回到家里。这个村子有一位单身的老汉,去河北担了一担水,第二天上午回到了家,由于体力不支,在迈门槛的时候,打翻了那一担水。老汉十分悲痛,生活太艰难了,失去了生活信心的老汉,旋即悬梁自尽了。

山西人多喜欢吃莜面窝窝,可是在这里,大家吃的都是干干的炒面,对他这个客人也不例外。一了解才知道:做莜面窝窝要用水来蒸,锅里的水要消耗一部分,这是不能容忍的浪费。炒面不用水,所以只能吃干的炒面,喝一点将将煮沸的开水。用水如此的困难,所以大家十天二十天不洗脸,也就见怪不怪了。

有一天,他来到一个村庄,要村长带我去看看他们的水源。水源距他们的村庄有10里路,临行前,村长背上了一只水桶。当时还没有塑料的水桶,那水桶有3尺多高,是用厚木板拼成的,上下有3道铁箍,有20多斤重。当我们来到水源地,看过那处小泉水以后,村长灌满了一桶水。他问水桶装满水以后有多重,回答说大概有斤。他试着背起来,天哪!最多只能坚持走两三步。他陪着村长一步一步地回到了村子,当他放下木桶的时候,他看到他磨破的蓝色布衫,显出了一片白色的汗渍。通过磨破的布衫,可以看到,他已经结痂的背上又渗出了鲜红的血迹。

黄土塬

我们山区找水队的一名水文地质技术员,在石灰岩层中的泥灰岩夹层里定了一个井位,开挖以后,一天只能出7担水,但是村民还是很感激他,在井旁为他立了一块石碑,石碑上刻着《吃水不忘找水人李振学》10个大字。

晋南有个很大的黄土塬,名叫峨嵋岭。它包括万荣县的全境和临猗县、闻喜县的部分地区,总面积有平方公里。峨嵋岭位于黄河东岸,高出黄河多米。这里的地下水位很深,不少人工开挖的民井深度都超过了米,吃水十分困难。

年,勘探运城盐湖。在勘探设计的讨论会上,他提出:运城盐湖的成因特殊,在运城盐湖的下面,没有多少固体盐。运城盐湖开采了一千多年,盐湖湖水中的盐份不是地表水带来的,而是地下水带来的。运城盆地第四纪经过几次海侵,地层中含有大量的盐份,峨嵋岭可能就是它的地下水补给区。他的这个认识,被当时的地质局申梦华局长所接受,并指定他负责运城盐湖勘探设计的编写。

为了编写勘探设计,他乘吉普车在峨嵋岭上勘查了两天。他看到了万荣县千尺深的民井:两只毛驴拉动一个大的绞盘,一千多尺长的粗大麻绳,缠在轮轴上,麻绳的两端各系上一只水桶,一个水桶绞上来,同时另一个水桶放下去,打一桶水大体要花费半小时的时间。在踏勘的过程中,可以看到孤峰山和稷王山突立在峨嵋岭上,孤峰山和稷王山冲沟的前缘有完全封闭的洼地。在闻喜县境内峨嵋岭黄土塬上,也有很大的完全封闭的洼地,洼地中还有渗水洞和渗水的裂缝。由于黄土本身的透水性就比较强,再加上这些封闭的洼地和渗水的落水洞、地裂缝,因此,在平方公里的峨嵋岭黄土塬面上,看不到地表水。这说明平方公里范围内的降水,大部分渗入了地下,峨嵋岭应该是地下水的补给区,黄土塬地下深处,可能埋藏有含水层。根据踏勘的结果,他在万荣县峨嵋岭黄土塬上的东嫣地附近,布置了一个米深的勘探钻孔。

年,这个黄土塬上第一个水文地质钻孔完工了,在多米以下,揭露了10多米厚的砂层。当时“文化大革命”已经开始了,生产处于半瘫痪的状态,但是这个重要的消息还是不胫而走,被参加该钻孔钻探的万荣县民工传开了。于是,在广阔的峨嵋岭黄土塬上,掀起了一场打深井的高潮。目前,有数十眼深井分布在峨嵋岭黄土塬上,每眼井的出水量都达到每天立方米左右,不仅解决了当地人民饮用水的问题,而且,明显地改善了峨嵋岭黄土塬的灌溉条件。

作者简介:胡立成,笔名虹雨,五台县陈家庄乡东峪村人,医教世家之后。文化传媒人,品牌创意人,抗战红色文化传承人,乡土文化宣传人。北京市写作学会会员、国际摄影协会会员、文字友情新媒体总编、中国网特约编辑、《旅游作家》专栏作家、山西新闻网慢游山西专栏作者、国际摄影杂志记者等。曾多次在全国刊物上发表并获奖。邮箱:

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