水源地深井動水位下降的分析及采取對策

摘 要： 張家口發(fā)電廠深井已運行20多年，由于近幾年的少雨干旱，附近村莊開采深井的數(shù)量增多，深井老化頑固沙粒堵塞，地方政府洋河橡膠壩治理等多種原因，引起我廠深井動水位下降。根據(jù)現(xiàn)實情況進行分析，制定出解決的方案。

關(guān)鍵詞：水源地深井 動水位下降 分析 對策

中圖分類號：P641 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）03-0299-02

一、張家口發(fā)電廠水源地深井介紹

我廠一期工程（1號～4號機組）水源地于1986年8月建成，1989年9月陸續(xù)開始投入生產(chǎn)運行，共有深井14口，其中#11、#10現(xiàn)已連通只能用一口井，實際為13口深井，井深為50～120米范圍內(nèi)。二期工程（5號～8號機組）水源地于1994年8月建成，1998年開始陸續(xù)投入生產(chǎn)運行，共有深井12口，井深在110～120米之間。兩水源地之間間隔了一條洋河，一期在洋河的北邊，故稱為洋河北水源地，二期水源地在洋河的南邊，故稱之為洋河南水源地。

在2002年的11月份，針對我廠水源緊張的狀況，向原勘探設(shè)計單位—華北電力設(shè)計院提出了對我廠水源地進行評估的要求。2002年12月份至2003年1月份華北電力設(shè)計院對23口井的總出水量、附近民用機井的開采狀況、張家口市腰占堡、吉家房和宣化縣樣臺水源地開采現(xiàn)狀、1994年后電廠歷年在水源地的開采量以及排污水量、地下水位統(tǒng)測等項目進行了勘測調(diào)查，并提出了建議：將一期的淺井全部更改為深井。2003年我廠在洋河北的淺井#9A、#13、#16井旁各自打了120米的機井，緩解了當(dāng)時我廠的用水緊張；由于洋河北的水位繼續(xù)下降，致使我廠的#4、#15、#19井不能正常運行，使我廠2005年的用水處于緊張時期。長期以來，我廠在節(jié)水方面做了很大的工作，工業(yè)排污水量降低到了最低的程度，所以在節(jié)能方面對于水的問題已無潛力可挖，最根本的出路仍然在水源的供給上。河北省水政水資源綜合管理辦公室（93）冀 水政資字 16 號文件“關(guān)于沙嶺子發(fā)電廠二期擴建工程增加工業(yè)用水”的批復(fù)中明確指出：在已提供沙電一期可用水1.7m3/s的基礎(chǔ)上，再擠出0.3m3/s的水量供給沙電二期工程，最終可為沙電240萬千瓦總裝機容量提供2.00m3/s的用水量。也就是說，根據(jù)國家水資源管理的要求張家口發(fā)電廠用于生產(chǎn)的需水量應(yīng)小于2.00m3/s。目前我廠的總需水量遠低于2.00m3/s（平均約在1.5m3/s左右），但仍然出現(xiàn)供水緊張的形式，所以水源的合理開采和利用是我廠面臨的一個嚴(yán)峻問題。

2006年報廢3口淺井，在報廢井旁重新打了3口新標(biāo)準(zhǔn)井，至今有13口深井能夠使用；二期南水源地是從1998年陸續(xù)投運，至今有12口標(biāo)準(zhǔn)深井在使用；我廠現(xiàn)有共計25口深井在使用，都為標(biāo)準(zhǔn)井深度為110米～120米，我廠深井地下水的補充基本上為雨水和洋河水。

二、張家口發(fā)電廠深井結(jié)構(gòu)介紹

井壁管采用規(guī)格為直徑450×10熱軋無縫鋼管，打坡口焊接連接，管底鋼板焊接封堵（底部加筋板），含水層的井壁管有直徑16mm均勻排列的孔，孔外纏有不銹鋼絲，即為深井的過濾器，防止細沙進入井管內(nèi)，細粒含水層段過濾器應(yīng)用孔徑不大于含水層粒徑的尼龍網(wǎng)包裹。井管壁外濾料厚度不小于100mm，濾料粒徑根據(jù)含水層顆粒大小確定，即：濾料粒徑D50=（8～10）d50（含水層砂樣過篩累計重量分別為50%時的顆粒直徑），填料采用邊沖邊填法（詳見深井結(jié)構(gòu)示意圖）。

深井的技術(shù)要求：井管的彎曲度≤1mm/m，井管的外徑偏差≤±1%～±1.5%，井管壁的厚度偏差≤±1mm。過濾器需臨時加工時，首先保證孔隙率不低于25%，同時應(yīng)保證管身垂直、圓滑，過濾孔大小一致、排列均勻，外纏絲牢固、間隙均勻，管內(nèi)壁光滑。兩端口應(yīng)與管身垂直，并呈45度坡口，過濾器安裝位置的上下偏差不得超過300mm。濾料的形狀應(yīng)以均質(zhì)圓形顆粒，采用石英砂的濾料，并根據(jù)含水層本身顆粒級配的情況，選擇相適應(yīng)的濾料規(guī)格，不合格的濾料不能超過15%，濾料采用全井填充法，所填的濾料應(yīng)留樣備查，在距井口3米處改用直徑25～30mm半干粘土球夯填。

三、深井動水位下降的原因分析

我廠水源地深井從投運以后一直在出現(xiàn)水位下降的現(xiàn)象，但下降的速度不是很快，只是部分淺井受到了影響已全部報廢，但標(biāo)準(zhǔn)深井并沒有受到影響，但在最近兩年有部分標(biāo)準(zhǔn)深井表現(xiàn)出了動水位下降出水量不足的現(xiàn)象。

1.在最近幾年張家口地區(qū)的雨水量的減少，減少了深井地下水的補充。

2.從去年開始張家口地方政府對洋河進行橡膠壩治理，徹底斷絕了洋河水向地下水的補充。

3.附近農(nóng)村不斷在洋河附近擴大打井?dāng)?shù)量，增加了地下水的使用量，相對增加了地下水的下降速度。

4.我廠的深井大部分累計運行時間比較長，井壁管的濾網(wǎng)被細砂粒堵塞的頻率就會高，在每次的洗井并不能全部徹底洗掉，時間長久濾網(wǎng)上堵塞的頑固沙粒就會越來越多，降低了深井的出水量。

5.我廠深井安裝的水泵流量大部分一直是原始設(shè)計的流量，當(dāng)時新井的出水量是大于原設(shè)計泵的流量，由于深井的出水量不斷在降低，滿足不了水泵的額定流量，因此導(dǎo)致深井的動水位下降。

6.由于長年不斷對地下水的開采，就會減少地下水的儲存量，使地下水的水位不斷在下降，自然就會降低深井的出水量。

四、水位下降對我廠用水的影響

雖然我廠搞了許多節(jié)水工程，相對用水量有所減少，但每天的用水量還是很大，在最近兩年我廠的深井動水位下降比較快，部分深井直接影響到潛水泵的安全運行，今年從11月初開始對我廠的10口深井進行洗井，拔出來的潛水泵首級葉輪均發(fā)生了不同程度的氣蝕，有的甚至首級葉輪葉片氣蝕后剩余不足一半。由于深井的出水量不斷降低，潛水泵的實際流量也在下降，導(dǎo)致以后運行的深井?dāng)?shù)量在不斷增加，最終將會出現(xiàn)夏季我廠所有深井全部運行也滿足不了8臺機組的用水需求量。

五、采取的措施

1.與潛水泵生產(chǎn)廠家協(xié)商，以后我廠訂購的潛水泵工作部件首級葉輪采用不銹鋼材質(zhì)，提高葉輪的耐氣蝕性，盡量保證潛水泵能夠達到最大的流量。

2.熱控車間對潛水泵出口管道的壓力表進行校驗，對損壞的壓力表和校驗不準(zhǔn)的壓力表進行更換，保證壓力表的準(zhǔn)確性。水源地運行值班工和外圍車間水源地檢修班人員（二、五檢查）定期檢查運行潛水泵的出口壓力，當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓力有明顯降低或壓力出現(xiàn)擺動的潛水泵，通知相關(guān)點檢員確認(rèn)，若判斷確實是由于水量不足引起的壓力降低或擺動，要先采用關(guān)小出口門降低水泵流量，使深井的動水位上升滿足潛水泵的安全運行條件，防止?jié)撍萌~輪氣蝕。

3.對于出水量降低比較多的深井，可以采用與潛水泵廠家協(xié)商，在原電機不變的情況下配制非標(biāo)式低一級流量的工作部件，降低水泵的流量，保證深井的動水位滿足潛水泵的安全運行條件。

4.對于安裝深度不足40米的潛水泵，并且深井的靜水位超過20米，可采用加長揚水管加大潛水泵的安裝深度，保證潛水泵的安全運行。

5.提高深井的洗井頻率，保證每口井由三年洗一次變?yōu)閮赡晗匆淮?，及時清理井壁濾網(wǎng)中的細沙，增加深井的出水量和降低水中的含沙量。

6.我廠洋河北深井向東延伸有7口備用標(biāo)準(zhǔn)井，沒有鋪設(shè)管道和電纜，并且已有4口井被地方農(nóng)民私自占用。先向地方農(nóng)民收回占用的4口井，對備用的7口井進行管道和電纜鋪設(shè)，蓋井房和裝設(shè)潛水泵，增加我廠深井的使用數(shù)量。

7.對于是由于頑固細沙堵塞濾網(wǎng)引起的出水量確實太低的深井，并經(jīng)地質(zhì)專家確認(rèn)地下的儲水量還能滿足需求，對舊深井進行報廢，在報廢井旁打新標(biāo)準(zhǔn)深井。

參考文獻

[1]行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《機井技術(shù)規(guī)范》SL256-2000

作者簡介：王忠成（1970—），男，高級工程師，技師，張家口發(fā)電廠設(shè)備部汽機專業(yè)高級點檢員。