热线电话:400-880-1060
资料索取

高压清洗机的特殊用法:钻冰

亚洲高山上的冰川是世界第三大淡水资源库,仅次于北冰洋和南极洲。山上融化的雪水汇流成大河,为数十亿人提供饮水。因为这些冰川海拔很高,所以容易受到气候变化的影响。一旦受到影响,对这一地区造成的后果将是灾难性的,会引发雪崩和洪水,长久以后,会导致严重缺水。地质学家把高压清洗机当作钻冰机使用,钻入冰川的深层。

发布时间:Jul 16, 2020
高压清洗机的特殊用法:钻冰

高压清洗机的特殊用法:钻冰



珠峰钻探项目—— 一个特殊的项目


因此,必须了解这些冰川的现状和动态。地质学家正在进行这项工作,其中包括利兹大学的Duncan Quincey博士和威尔士亚伯大学的Bryn Hubbard教授。将来,通过计算机模型计算,就可以预测冰川的移动情况以及其它变化。为了建立模型,需要知道冰川内部的数据,这类数据非常难以获取。比如说,难点之一是需要在不同的深度安装传感器,测量温度或冰的密度。

从1992年起,Hubbard教授和他的同事一直在使用卡赫高压清洗机进行冰川钻孔。这是一种结实耐用、由汽油驱动的热水清洗机,以融化的雪水作为水源。在高压软管的端部装上喷嘴,以此作为钻头进行钻孔,借助滑轮把喷嘴伸入冰川内部。

2017年春季,在由Duncan Quincey博士领导的珠峰钻探项目中,这种方法被首次用于喜马拉雅山的冰川钻探。这个项目的目标是研究珠穆朗玛峰上的昆布冰川。对于人员和设备来说,海拔高度是最大的挑战。在海拔5000米的高度上,气压和含氧量会降低50%左右。

高压清洗机的特殊用法:钻冰

高压清洗机的特殊用法:钻冰

采访Bryn Hubbard教授

25年来,冰川学家Bryn Hubbard教授一直在冰川上钻孔,检查冰川的内部“解剖结构”。钻孔时,他使用卡赫热水高压清洗机。他和他的团队钻出的孔眼最深达到650米。《差异》杂志希望更多地了解他们的工作。


Hubbard教授,在珠峰钻探项目期间,你们在海拔高达5000米的高度进行钻孔。你们是否实现了科考目标?

是的,我们基本上实现了项目的预定目标;就第一个现场作业季而言,很可能超出了预计的目标。我们沿昆布冰川的长度方向,在三处地点进行钻孔,深度为数十米。我们在这些孔眼中安装了仪器,持续收集这些仪器发送的数据,包括关于内部温度、内部移动和水压的信息。同时,我们研究了冰川的表面移动情况以及大尺度的水文学。


面临高海拔等很多困难,您们如何成功地把所有设备搬运到冰川上?

凭借当地脚夫的出色工作以及直升机飞行员的熟练操作,我们成功地把设备搬运到冰川上,并在不同地点之间转运。这本身就是一项了不起的后勤成就,因为现场地形条件极其艰难,而且在这个海拔高度,直升机的最大有效荷载不到200公斤。


要了解关于珠峰钻探项目的更多信息,请访问项目团队的网站:http://www.everdrill.org/ 。

高压清洗机的特殊用法:钻冰

您能否解释一下钻孔方法的原理?

钻孔方法非常简单:我们从溪流和池塘里抽水,送入沉淀池。把沉淀池里的水送至热水高压清洗机,进行加热和增压。然后,沿高压热塑软管把热水送至一根约2米长的钢管或铜管,我们称之为“钻杆”。在钻杆的端部,我们安装了喷头托座和实心笔直射流喷嘴,迫使水流从直径约1毫米的圆孔中喷出。这股热水射流融化冰层,开出孔眼,钻杆沿孔眼缓慢落放,逐渐深入冰川内部。从理论上讲,钻杆完全不接触冰层,可以像钟摆一样悬吊,沿垂直方向钻孔。在实际情况下,特别是当杂物进入孔眼中时,可能无法做到完全不接触。热水钻孔的进展速度可以达到每分钟2米以上,但是在昆布冰川上,由于表面和冰川内部存在杂质,并且在高海拔处燃烧效率降低,因此进展速度较慢,不超过每分钟0.5米。不过,每分钟进展0.5米无疑比毫无进展要强多了,我们不怕慢,我们有充足的时间。

在项目期间,你们开展了很多科考工作,有数周的时间身处高海拔和寒冷之中,工作劳累,条件艰苦;你们做了哪些特别的事,让这段日子能过得舒服一点?

后勤保障人员和脚夫是非常好的伙伴,他们热情、友善,给予我们极大的帮助。冰山景色壮观雄奇,令人目不暇接。从旅舍到珠穆朗玛大本营,都能连上互联网,我们可以经常接触外部世界。我们还讲笑话取乐;不过,不得不说,Duncan讲的笑话有点冷。

在最近一次昆布冰川科考行动中,您最大的感触是什么?

我在很多冰川上进行过钻孔,遇到过很多令人难忘的情景;我想说,这大概是一种总体的感觉和体验:我们飞往加德满都市,在那里待了几天,随后转机飞往卢卡拉机场(跑道建在山腰上,坡度很大,十分危险),徒步前往珠穆朗玛大本营,然后开展工作,最后原路返回。现场作业获得了成功,这一次收获满满,非常有成就感。

珠峰钻探项目下一步的计划是什么?您能否透露一下今后将开展哪些项目?

珠峰钻探项目第2季计划于2018年4月开始;届时,我们将根据第1季得到的结果改进和完善钻孔和实验工作。我们还希望,在近期与卡赫工程师合作,开发并测试一套热水钻孔系统,用于在更高的海拔高度上作业,最终实现全面收集喜马拉雅山脉的数据,了解整条山脉上积雪的空间差异情况。另外,在2018年晚些时候,我计划前往位于格陵兰岛中西部的Store冰川,把五台卡赫HDS 1000 DE压力清洗机并联在一起,提供充足的热水用于钻孔,钻至1.3公里深度,到达冰川和冰的分界处。

高压清洗机的特殊用法:钻冰

高压清洗机的特殊用法:钻冰

卡赫热水高压清洗机HDS 801 B

用卡赫HDS 801 B型热水高压清洗机,因为这种型号体积小、重量轻,可以用直升飞机运送至钻探地点。

优良的独立性:

采用四冲程汽油或柴油发动机,配有可逆式起动器。

这种发动机非常适用于本项目的作业。

适合独立使用,无需供电。

用于艰苦的作业:

采用结实耐用的钢管框架,妥善保护各部件。

设有起重挂钩,适用于租赁公司以及建筑业、农业和林业。