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        地下水人工回灌的目的、方法和效益

        2016-12-27 13:50:31張麗莉安陽(yáng)市計(jì)劃節(jié)約用水辦公室
        大陸橋視野 2016年12期
        關(guān)鍵詞:水質(zhì)方法

        李 萍 安 宏 張麗莉 / 安陽(yáng)市計(jì)劃節(jié)約用水辦公室

        地下水人工回灌的目的、方法和效益

        李 萍 安 宏 張麗莉 / 安陽(yáng)市計(jì)劃節(jié)約用水辦公室

        地下水人工回灌是保護(hù)地下水資源的一項(xiàng)重要措施。本文重點(diǎn)介紹了地下水人工回灌的概念、目的,地下水人工回灌的操作方法以及提高回灌效益的方法。

        地下水;人工回灌

        地下水人工回灌就是借助于某些工程設(shè)施,將地面水直接或用人工誘導(dǎo)的方法引入地下含水層中去,以達(dá)到調(diào)節(jié)、控制和改造地下水體的目的。

        一、地下水人工回灌的目的

        地下水人工回灌的目的主要有:

        1、補(bǔ)充地下水量、抬高地下水位,并增加孔隙水壓力,增大浮托力,使土層產(chǎn)生回彈,起到控制地面沉降的作用。

        2、回灌儲(chǔ)能

        利用冬灌或夏灌方法來(lái)改變?cè)叵滤疁囟?,為工業(yè)在夏季或冬季開(kāi)采地下水時(shí),取得冷源或熱源,是解決空調(diào)降溫、冷卻和取暖能源有效的方法。

        3、改善地下水水質(zhì),使地下咸水淡化,降低礦化度

        一般地下水質(zhì)的氯化物含量、礦化度、硬度往往高于地表水。有的不適于飲用,有時(shí)也不能直接用于生產(chǎn)。此時(shí),可采用回灌方法,用淡水回灌,使原來(lái)的地下水咸水質(zhì)逐步淡化,其變化程度隨回灌水水質(zhì)和水量而異。這方法還可替代因受海水倒灌咸化后無(wú)法用于生產(chǎn)的地表水,即采用淡水回灌后,咸潮季節(jié)使用地下水。這方法已廣泛用于發(fā)電廠、煤氣廠、造紙廠、紡織廠等,取得了較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

        4、抬高地下水位、增加深井開(kāi)采能力(指小時(shí)出水量),節(jié)約取水電耗、降低生產(chǎn)成本。

        5、采用人工回灌井,造成地下淡水壓力帷幕,阻攔沿海地區(qū)海水入侵,污染地下淡水水源。

        6、采用高壓回灌,增加天然氣和石油地層的壓力,配合油氣生產(chǎn),提高產(chǎn)量。

        二、地下水人工回灌方法

        (一)確定回灌方法的條件

        地下水位埋深較深、滲透性能較好的含水層,濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差的老井,一般采用真空回灌法,即回灌水在重力作用下,被灌入井內(nèi),通過(guò)濾網(wǎng)滲透到含水層中去。這種方法,不易損壞濾網(wǎng),但回灌量較少。其小時(shí)回灌量可選用該井小時(shí)出水量的四分之一到五分之一。

        地下水位埋深較淺,滲透性能較差的含水層、濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好的新井,一般采用壓力回灌方法,即采用人工增壓設(shè)施,利用水泵使泵管內(nèi)回灌水壓升高,進(jìn)行強(qiáng)制回灌。用此方法回灌其小時(shí)回灌量可選用該井小時(shí)出水量的二分之一到三分之一。倘回灌過(guò)大,易使回填砂層級(jí)配沖亂,造成井出砂現(xiàn)象。

        (二)回灌操作步驟

        1、測(cè)量靜水位、水溫、記錄回灌和回?fù)P水表的讀數(shù)。

        2、開(kāi)引水閥5~10mm,使水面上橡皮軸承得到潤(rùn)滑面后關(guān)閉引水閥,開(kāi)啟1號(hào)閥門。

        3、開(kāi)泵揚(yáng)水使管內(nèi)渾水、沉積物和空氣排出,至水清為此,一般開(kāi)10~20mm。井深大于200m時(shí)可適當(dāng)延長(zhǎng)揚(yáng)水時(shí)間。測(cè)量動(dòng)水位和抄錄回?fù)P水表讀數(shù)。

        4、關(guān)小1號(hào)閥門,開(kāi)啟2號(hào)進(jìn)水閥至壓力為0.1~0.15MPa時(shí),停泵和關(guān)閉1號(hào)閥,測(cè)量真空度。

        5、逐步開(kāi)啟1號(hào)閥和5號(hào)閥,開(kāi)大2號(hào)閥,控制小時(shí)回灌量為該井小時(shí)出水量的三分之一到五分之一左右?;毓鄳?yīng)由小逐步加大,決不能相反操作。否則易使濾網(wǎng)沖壞和填料層級(jí)配沖亂,造成透水性減小或出砂現(xiàn)象。

        6、每天定時(shí)測(cè)定回灌水位、真空度或壓力、回灌水量、回灌水溫和回?fù)P水量等資料,以便及時(shí)分析回灌井的參數(shù)變化規(guī)律。

        7、每回灌24h,要回?fù)P沖洗一、二次,以便及時(shí)將沉積物或膠狀物排出,以疏通水路,保持正?;毓唷?/p>

        8、回灌沖洗后按2到6的步驟,繼續(xù)第二次的回灌程序。在回灌過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)有異?,F(xiàn)象,如回灌量明顯減少,回灌水位上升,動(dòng)水位下降,回?fù)P量增加等,則應(yīng)停止回灌,或減少回灌量和增加回?fù)P次數(shù)。如情況未能好轉(zhuǎn),則必須停止回灌,進(jìn)行檢查,找出毛病,進(jìn)行修理。

        三、提高地下水人工回灌效益的方法

        地下水人工回灌效益系指采用管井對(duì)地下含水層進(jìn)行合理的補(bǔ)給時(shí),在保證回灌設(shè)備正常完好的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下,達(dá)到地下水采、補(bǔ)平衡,使地下水資源處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),對(duì)社會(huì)效益和環(huán)境效益起著積極的作用而言。而同時(shí),開(kāi)采動(dòng)態(tài)下的水質(zhì)得到改善;水量得到更大的滿足;獲取冷(或熱)量進(jìn)一步提高;以促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。提高地下水人工回灌效益的方法如下。

        1、回灌井結(jié)構(gòu)應(yīng)嚴(yán)格要求,詳見(jiàn)本章第五節(jié)地下水人工補(bǔ)給。

        2、充分利用天然的補(bǔ)給水條件,在考慮計(jì)劃灌用前提下,尋求合理的臨界水位,使今后各層水位在臨界水位上下幅度進(jìn)行波動(dòng),而不致引起沉降的后果。

        3、充分發(fā)揮回灌儲(chǔ)能的作用,在計(jì)劃灌用的前提下,使各開(kāi)采含水層的水位盡量保持在最小幅度內(nèi)變動(dòng),以使各土層產(chǎn)生盡量小的殘余變形值,以求地面沉降達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。

        4、在一定的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)的條件下,充分考慮不同土層的結(jié)構(gòu)狀態(tài)及其沉降規(guī)律的差異,而實(shí)在不同的灌、采計(jì)劃。

        5、充分利用天然氣溫和制冷條件,提高回灌壓力,以增加注水率,縮短灌期,延長(zhǎng)井的壽命。

        6、提高回灌水水質(zhì),必要時(shí),可將回灌水預(yù)先經(jīng)靜電水質(zhì)穩(wěn)定器或磁化器處理,以防止回灌水氧化產(chǎn)生沉淀物,堵塞濾網(wǎng),這樣可提高注水率。

        7、為了提高小時(shí)回灌量,可在低水頭下進(jìn)行回灌,采用平衡方法,這樣可大大減少自然水頭的流泄和自然沉降的趨勢(shì),從而可提高單位回灌量,含水層儲(chǔ)冷(或熱)量和對(duì)控制地面沉降都起著很好的作用。

        8、為采冷源所需,降低回灌水水溫是提高含水層儲(chǔ)冷量效率的重要因素。但是,地下水人工回灌時(shí)應(yīng)考慮多方面的因素,如為控制地面沉降,通過(guò)回灌使土層回彈,克服土層殘余變形量,而應(yīng)盡量增加回灌量,延長(zhǎng)灌期,為此,須使回灌水溫升高,這就要降低儲(chǔ)冷效能。目前降低回灌水的溫度的方法,通常采用冷卻塔或用制冷機(jī)采用夜間低峰用電時(shí)來(lái)將回灌水先冷卻降溫后進(jìn)行回灌,這樣可大大提高儲(chǔ)冷效能。

        9、灌用井布局合理,避免井群干擾或污染地下水水質(zhì)其井距可根據(jù)影響半徑來(lái)確定,或根據(jù)回灌井所處的水文地質(zhì)情況,按不同巖性定奪之。

        李萍女 安陽(yáng)市計(jì)劃節(jié)約用水辦公室 助理工程師。

        安宏男 安陽(yáng)市計(jì)劃節(jié)約用水辦公室 工程師。

        張麗莉 女 安陽(yáng)市計(jì)劃節(jié)約用水辦公室 館員。

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