試析地下水開采布井方法

劉芳 胡光宇

【摘要】由于受國家政策和我國水結(jié)構(gòu)分布情況，用于開采地下水的井?dāng)?shù)數(shù)量呈現(xiàn)增加趨勢，地下水的開采量也不斷增加。因而對于地下水的開采保護成為當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的重要研究項目。與此同時，通過合理有效的布井方法是實現(xiàn)地下水開采的重要措施。本文從地下水開采布井方法的相關(guān)研究入手，探究最佳取水的布井工藝。分析地下水開采布井方法的注意事項。旨在建設(shè)全面、科學(xué)的管井布局，實現(xiàn)地下水開采工作的經(jīng)濟性和社會性，推動開采工作的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】地下水；開采；管井；布局方法

我國水資源南北分布不均，地下水成為經(jīng)濟發(fā)展中重要的水資源。實現(xiàn)水資源的高效協(xié)調(diào)使用是推動經(jīng)濟發(fā)展的重要舉措。當(dāng)前，地下水開采使用的主要研究項目在于機井的建設(shè)布局。但事實上機井建設(shè)缺少全面科學(xué)的布井規(guī)劃布局，直接導(dǎo)致機井使用率不高，地下水供應(yīng)不及時，且地下水位下降地表下陷等問題頻出。因而地下水開采布井方法的研究對地下水資源的循環(huán)利用和對機井的經(jīng)濟效益都有重要的意義。

1、當(dāng)前地下水開采布井的方法的相關(guān)研究

地下水開采布井的方法的前提是地下水開采量的確定。要在生態(tài)保護的前提下，盡可能地增加地下水開采量，從而使其符合人類社會活動的需水量。在確定開采量后，如何有效選址，布置開采井成為地下水開采活動的關(guān)鍵問題。地下水是通過井筒抽水的方式進行開采，在開采過程中，會破壞穩(wěn)定的潛水面，形成以井筒為中心向四周降深逐漸減少的“漏斗”式變化方式又稱抽水漏斗，影響著相鄰井的開采情況。因而要根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃Y源供需平衡，機井所在的地理地勢情況，通過對比的方式，選取地下水開采布井的最佳方法。

一是全區(qū)域內(nèi)均勻布井方法

整個區(qū)域內(nèi)均勻布井，致使區(qū)域內(nèi)潛水位出現(xiàn)“漏斗”，實現(xiàn)全區(qū)域均勻布井方法要注意防止新漏斗的出現(xiàn)或是舊漏斗的影響擴大。因而要均勻布井，避免個別機井或區(qū)域開采強度過大，最終導(dǎo)致潛水位不穩(wěn)定，甚至持續(xù)下降，致使地表下陷等問題的出現(xiàn)。

二是區(qū)域性集中布井方法

實現(xiàn)局部局域集中布井方法，同樣要根據(jù)不同地區(qū)的地下水開采系數(shù)、水資源使用情況。制定不同的開采力度。從而進行區(qū)域性集中布井。減少機井的數(shù)量。最主要的方式就是選擇具有豐厚潛水的區(qū)域進行布井。

2、地下水開采布井的優(yōu)化方法研究

根據(jù)地下水開采的兩種布井方式，依照地下水開采工作的經(jīng)濟性和社會性，較為優(yōu)化的布井方法為區(qū)域性集中布井，具體而言，區(qū)域性集中布井方式根據(jù)地下水文特征，當(dāng)?shù)叵滤奶攸c為依傍河水時采用直線布井方式、當(dāng)?shù)叵聻檫h水的潛水則采用梅花形布井方式、在基巖地區(qū)采用扇形布井方式、在松散含水層使用平均布井方式。通過實踐分析，最好的布井布局屬于傍水取水的布井工藝。因而對傍河布井工藝的具體布置如下所示：

一方面，傍河處的地下具有厚度較大的孔隙含水層，因而要在垂直面上進行分層取水。設(shè)置兩個管井，一個在潛水層，一個在承壓層。兩個管井之間的垂向間距要符合一定的取值原則，要即能減少垂直向上的壓力強度，又盡可能地汲取整個孔隙含水層的水資源。因而在進行布井時，要實現(xiàn)通過分段式干擾抽水實驗，從而確定上下濾管的間距要在5～10m之間的那個數(shù)值。

另一方面，傍河處布井工藝中水平井距的布局設(shè)置。實現(xiàn)井?dāng)?shù)和井距的確定一般是依據(jù)數(shù)值計算實現(xiàn)。在傍水處布井工藝中最主要的是要求管井出水量在指定時刻能夠滿足生產(chǎn)生活需要，同時盡可能設(shè)置越少的井?dāng)?shù)，減少井間的干擾程度。與此同時，在考慮合理井間距時要考慮抽水漏斗的產(chǎn)生大小。由于井?dāng)?shù)設(shè)置為一口在潛水處，一口在承壓水處，因而一口井要在另一口井永久性抽水漏斗三倍半徑以外的地方。為了實現(xiàn)抽水的最優(yōu)化，要注意設(shè)置井點要呈現(xiàn)出正三角形。

3、地下水開采布井優(yōu)化方法的優(yōu)勢

目前，地下水或地表水都無法單獨供應(yīng)人類生活生產(chǎn)用水。所以實現(xiàn)地表水和地下水的聯(lián)合供水才能實現(xiàn)供需的平衡性。地下水開采布井靠近河流處，具有以下優(yōu)勢：

一是有利于工、農(nóng)業(yè)、生活用水取水便利

工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水一般以地下水為主，生活用水則以地表水為主。在城市建設(shè)中，地下水開采布井設(shè)置在傍河處，有效地滿足各個領(lǐng)域的用水情況。提高了區(qū)域中水管鋪設(shè)的規(guī)劃性和科學(xué)性。

二是有利于提高水資源的循環(huán)使用

在傍河處布置地下水開采管井，當(dāng)相鄰井同時抽水時，產(chǎn)生的漏斗相互重疊和連接致使地下水位缺少穩(wěn)定性，此時河流能夠給與地下水源及時且充足的補給，保證管井正常的出水量，推動抽水取水環(huán)節(jié)的正常高效性。從而避免由于出水量不足而造成的管井的停開，保證了周邊正常的供水。

結(jié)語

綜上所述，地下水開采技術(shù)主要通過布井方法實現(xiàn)。只有根據(jù)不同地區(qū)水資源的使用情況、地理地質(zhì)情況的綜合計算，才能有效開展機井的布局。同時，根據(jù)不同的地質(zhì)情況，所采用的機井同樣具有差異性。在本文分析研究的傍河處地下水開采布井方法中主要使用管井。另外，地下水開采布井的總體方式有全部均勻布井和局部集中布井。布井時在垂直方向要考慮不同管井的深度、在平面方向要考慮管井的數(shù)量、距離和形狀。根據(jù)具體問題具體分析可知，在傍河處布井能夠推動兩個管井之間互不干擾，但形成互補，同時有利于區(qū)域各個行業(yè)、領(lǐng)域供水取水的便利性，滿足水資源的可持續(xù)發(fā)展，推動地下水開采布井的經(jīng)濟效益和社會效益的實現(xiàn)。

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