劉芳 胡光宇

【摘要】由于受國(guó)家政策和我國(guó)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(shì)，地下水的開采量也不斷增加。因而對(duì)于地下水的開采保護(hù)成為當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的重要研究項(xiàng)目。與此同時(shí)，通過合理有效的布井方法是實(shí)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(xiàng)。旨在建設(shè)全面、科學(xué)的管井布局，實(shí)現(xiàn)地下水開采工作的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性，推動(dòng)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(guó)水資源南北分布不均，地下水成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的水資源。實(shí)現(xiàn)水資源的高效協(xié)調(diào)使用是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措。當(dāng)前，地下水開采使用的主要研究項(xiàng)目在于機(jī)井的建設(shè)布局。但事實(shí)上機(jī)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(jī)井使用率不高，地下水供應(yīng)不及時(shí)，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(duì)地下水資源的循環(huán)利用和對(duì)機(jī)井的經(jīng)濟(jì)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(hù)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(huì)活動(dòng)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(dòng)的關(guān)鍵問題。地下水是通過井筒抽水的方式進(jìn)行開采，在開采過程中，會(huì)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(jī)井所在的地理地勢(shì)情況，通過對(duì)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(gè)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(shí)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(kuò)大。因而要均勻布井，避免個(gè)別機(jī)井或區(qū)域開采強(qiáng)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(shí)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(jìn)行區(qū)域性集中布井。減少機(jī)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(jìn)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(jì)性和社會(huì)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(diǎn)為依傍河水時(shí)采用直線布井方式、當(dāng)?shù)叵聻檫h(yuǎn)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(shí)踐分析，最好的布井布局屬于傍水取水的布井工藝。因而對(duì)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(jìn)行分層取水。設(shè)置兩個(gè)管井，一個(gè)在潛水層，一個(gè)在承壓層。兩個(gè)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(qiáng)度，又盡可能地汲取整個(gè)孔隙含水層的水資源。因而在進(jìn)行布井時(shí)，要實(shí)現(xiàn)通過分段式干擾抽水實(shí)驗(yàn)，從而確定上下濾管的間距要在5～10m之間的那個(gè)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(shí)現(xiàn)井?dāng)?shù)和井距的確定一般是依據(jù)數(shù)值計(jì)算實(shí)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(shí)刻能夠滿足生產(chǎn)生活需要，同時(shí)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(shí)，在考慮合理井間距時(shí)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(shí)現(xiàn)抽水的最優(yōu)化，要注意設(shè)置井點(diǎn)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(shì)

目前，地下水或地表水都無法單獨(dú)供應(yīng)人類生活生產(chǎn)用水。所以實(shí)現(xiàn)地表水和地下水的聯(lián)合供水才能實(shí)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(shì)：

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(gè)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(shí)抽水時(shí)，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(shí)河流能夠給與地下水源及時(shí)且充足的補(bǔ)給，保證管井正常的出水量，推動(dòng)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(yǔ)

綜上所述，地下水開采技術(shù)主要通過布井方法實(shí)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(jì)算，才能有效開展機(jī)井的布局。同時(shí)，根據(jù)不同的地質(zhì)情況，所采用的機(jī)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(shí)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(dòng)兩個(gè)管井之間互不干擾，但形成互補(bǔ)，同時(shí)有利于區(qū)域各個(gè)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(dòng)地下水開采布井的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)。

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