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130亿升湖水瞬间干涸:一根36厘米粗的钻头,如何酿成一场灾难?

 地理那些事 2021-02-14

我们有时候会看到有这样的事情发生,钻头打穿地铁隧道、挖机挖断自来水管或通讯电缆、鞭炮引起排污井爆炸等,然而在美国却有一个36厘米粗的钻头酿成的一场灾难,这是怎么回事呢?

在美国路易安娜州有一个名叫皮内尔湖的小型小湖,湖水通过德尔坎伯运河流向墨西哥湾,河长约20公里。这个湖泊原本是鲶鱼等多种淡水鱼类的栖身地,湖的周边也有橡树、山核桃树等珍稀植物生长,湖面积仅仅只有5平方公里,平均水深也只有3米,总蓄水量为1300万立方米,也就是130亿升,大约相当于我国山东省济南市大明湖蓄水量的46倍。

然而就是这样一个名不见经传的湖泊,在1980年11月20日至21日这两天时间里经历了由淡水湖到瞬间干涸,再到完全成为咸水湖的过程,并且最大深度由5米猛增到61米,打破了路易斯安那州最深湖泊的记录。

1980年11月20日,位于美国路易斯安那州南部的新伊比利亚西郊约15公里处的皮内尔湖上,如同往日一样传来的是一片机器的轰鸣声,这是石油和天然气公司德士古(Texaco,也被称为得克萨斯石油公司)的承包商,威尔逊兄弟公司的一个钻井队正在湖面钻探的场景。

然而就在他们钻探到地下约400米时,一个看似很常见的问题出现了,那就是钻头疑似被岩石层卡死无法正常钻探了。按理说遇到这样的问题工程师通常都有解决的办法,并不是什么难事,但是还没等工程师拿出解决方案,就已经有工人料到情况不妙,这里已经是湖心了,很可能打通了底下的盐矿……

就在这时候,工人们听到湖底传来一连串巨响,就如同孙悟空大闹南海龙宫一样,脚下的钻探平台也出现了倾斜。说时迟那时快,在钻井平台上的12名工作人员不约而同地抛弃价值数百万美元的钻井平台,迅速往旁边的驳运船上撤退,并开足马力向岸边驶去。

其实在那个非常时刻,由不得他们去想如何抢救设备,湖面上的漩涡就已经在迅速扩大,而当它们匆忙赶到岸边后再回头时,几十米高的钻井平台完全没了踪影,要知道在此之前湖水最深只有5米啊。

几乎在同一时间,在湖底数百米以下的岩层内进行盐矿开采的工人,也“嗅”到了危险,他们发现盐矿矿道内竟然有水,敏感的工人马上意识到这是矿井透水了,并用专用照明灯闪三下的方法提醒同事撤离,很快在井下400多米矿道内作业的55名训练有素的盐矿工人,也迅速乘坐逃生装置升井,并到达地面安全的区域。

湖底的盐矿被钻穿后,湖中的淡水迅速往下漏,而盐溶于水,这就导致底下矿道内的空间越来越大,就会有更多的水往下漏,并溶解更多的盐,如此恶性循环,最后在湖水中形成一个直径超400米的大漩涡,就连岸边不远处的另一个大型钻井平台和湖面停靠的驳船、拖船等也都未能幸免被“吞噬”。

而仅仅过了不到3个多小时,皮内尔湖中的130亿升淡水就全部漏完了,湖中也变得干涸,只在湖盆中心留下一个巨大的坑洞。

然而这个“事件”还远远没有结束,而且还引发了一系列连锁反应,尤其是皮内尔湖与底下数百米深的盐矿相通,湖泊干涸之后,由于湖盆下降,原本流向墨西哥湾的德尔坎伯运河却变成了“倒流河”,导致墨西哥湾的海水通过这条“倒流河”流到20公里远的湖泊中。

海水的“倒流”,一方面将原来有众多淡水生物栖息的小型淡水湖泊变成了微咸的咸水湖,另一方面由于海水回流的瞬间对河道乃至入湖口的位置产生严重的冲击,导致岸边的森林和一些基础设施遭到破坏,受影响的土地面积达到了28万平方米,相当于30个标准足球场地面积。

大约过了3天,由于大量海水涌入皮内尔湖,湖底盐矿里的空气因受到强烈的挤压而发生爆炸,从湖心喷出的水柱高达120米,之前被吞噬的驳船等在气流的回冲下有回到了湖面。而从此之后,皮内尔湖的生态环境就发生了彻底改变,并且由于湖盆沉降坍塌严重,原来的出水口也变成落差超50米的瀑布。

为什么要在盐矿井道上钻探?

在当时钻头被卡住的时候,的确如钻探工人所想的那样,盐矿有一部分位于钻井平台的下方,他们拿到东家德士古公司所给的作业图之后,威尔逊兄弟公司的工程师没有考虑到地表的曲率,在本该用笛卡尔坐标系(直角坐标系和斜坐标系的统称)进行精确计算的,却简单地用了高斯――克吕格投影坐标系统,压根没有考虑到中央经线为X轴与赤道为Y轴时,Y值在中央经线以东还是以西时所得值的正负变化。

就这样钻探工人按照错误的指示误打误撞刺穿盐矿顶部,瞬间打开了潘多拉魔盒,湖水顺着钻头边缘缝隙往下漏,而这些缝隙在水流作用下越来越大,最终酿成这场灾难。

看来掌握专业知识,并在实际工作中正确将其运用是多么重要!

这场人为过失所带来的后果也是惨痛的,不仅底下的盐矿遭到毁灭性的破坏,造成年产数十万吨工业盐的钻石水晶盐公司失去了重要的利润来源,而且这个淡水湖也变成了微咸水湖,其生态环境被彻底改变,只有那些广盐性的鱼类等生物才能生存,而那些原来生活的淡水鱼类等生物则有可能经过地质变化在废矿井中形成化石。

值得庆幸的是,由于训练有素,湖面钻探的工人和湖底挖矿的工人都能迅速脱身,没有造成人员伤亡,据说只有岸边的3条狗失踪了。

而面对这场灾难,发包方德士古公司与承包商威尔逊兄弟公司达成了庭外和解,他们向钻石水晶公司支付了3200万美元的赔偿款,附近的植物苗圃Live Oak Gardens也得到了1280万美元的赔付,最终盐矿也在6年后的1986年被彻底关闭。

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