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苏锡常地区浅层地下水的合理开发利用


图 1 子母井示意图 注:该剖面图上数据为黄埭子母井的实际尺寸
完工后分别进行长期抽水试验,结果表明,试验井的涌水量较以往小口径井有明显的提 高,试验结果见表 1。
表 1 微承压含水层抽水试验结果一览表
试验位置 抽水地点
(m-m)
含水层 含水层 静水位 厚度(m) 岩性 (m)
浅层地下水的开采延长了污染物在包气带中运移的途径和时间,使得污染物与包气带介 质间作用更充分,提高了包气带自净能力,增大了它的环境容量、提高地水资源保护能力。
浅层地下水水位降低导致部分含水层疏干,夺取了地下水蒸发量;增加了大气降水的 入渗补给,提高大气降水的利用率;大气降水入渗会促使原堆积在土壤中的盐分减少,盐碱 化进度不断减弱,也可使盐碱地逐步得到改良。
浅层地下水的利用促进雨水、地表水、土壤水、地下水间的转化,减少深层地下水的 开采,减缓了地面沉降的发生。
6 小结
苏锡常地区浅层地下水资源量较为丰富、水质较好, 具有较好的开发利用前景,采用 合理的开采方式能较大程度地提高单井涌水量,根据浅层地下水水质、水量可采取分质、分 类供水,对于保护深层水资源,防止地面沉降及土壤盐渍化有十分重要的意义。值得一提的 是:本次仅采用两种井型(子母井、大口井)进行试验,有待于在今后的工作中考虑多种适 宜于苏锡常地区的浅层地下水开采试验井形式进行试验,在成井工艺上探索一套新的方法, 力求在控制一定水位降的条件下获取最大的涌水量。 参考文献:
地下水的水质决定了资源的使用价值,在浅层地下水的开发利用方面,水质是该项目考 虑的一个十分重要的因素。据水质分析资料显示,除局部受到“三氮”的轻微污染外,大部 分水质较好,区内孔隙潜水遭受“五项毒物”的污染程度极轻,氰化物、汞、砷等组分在水 _____________________
作者简介: 王彩会,女,(1973—),硕士,工程师,主要从事水文、工程、环境地质方面的工作。
中均未检出。由于含水介质所处的原生沉积环境影响,造成部分地区铁、锰超标,总的看来: 水质基本满足一般生活供水的水质要求。
3 浅层地下水开采方式
由于浅部微承压含水层往往厚度薄、颗粒较细、渗透系数小,一般开采井的出水量受到 限制,为克服这种矛盾,须通过增大过水断面的面积,以提高地下水进入井孔的能力。目前 对于浅层地下水的开采,国内外采用的开采井类型主要有坎儿井、辐射井、水平井、子母井、 大口井等多种,苏锡常地区浅部微承压含水层岩性为粉砂、粉细砂 ,结构松散,多呈流砂性 质,水平井和辐射井施工较为困难,可以考虑子母井、大口井、串联井等方案。其中子母井 的结构——中心打一“母井”供抽水用,母井内打一群“子井”,地下水通过“子井”流入 母井,在母井中用水泵抽取[2]。
1 序言
由于以往普遍认为浅层地下水水质受到污染,且受到开采工艺限制,出水量小,多年来 开发利用程度很低,但实际上浅层地下水在苏锡常地区广泛分布,承接垂向越流补给,水量 较丰富,水质大部分较好。在苏锡常地区深层地下水全面禁采的情况下,急需采取合理的开 采方式对浅层地下水进行开发和综合利用。
区内地下水可划分为三种类型,即松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水、碎屑岩类 裂隙水。而松散岩类孔隙水又可分为四个含水层组:潜水、微承压含水层组、第Ⅰ承压含水 层组、第Ⅱ承压含水层组、第Ⅲ承压含水层组。
2002 年 8 月,在苏锡常地区选择典型地段(苏州市相城区)进行开采试验井施工,井 型分别为子母井(图 1)、大口井。其中子母井上部母井口径为 2.0 米,深度 8.0 米,下部 由三个取水井组成,成井深度 30 米左右,计成井进尺 90 米。其中三个子井作为取水井,增 加了过水断面面积,通过母井的深度控制水位降深,使得浅层地下水含水层一直呈承压性质, 能较好地控制了地面沉降发生。
降深 (m)
涌水量 (m3/d)
备注
苏州甪直 7.01-47.66 40.65 粉细砂 1.73 5.32 338.8 86 年资料[3](小口径)
苏州市 7.00-16.6 9.6 粉细砂 2.1 2.68 43.03 86 年资料[3] (小口径)
苏州黄埭 11.0-18.5 7.5 粉细砂 1.65 5.0 211
4 浅层地下水的利用方向
综合考虑浅层地下水的水质、水量等方面的ห้องสมุดไป่ตู้素进行分析,采用分质、分类供水。 在基岩山区外围,含水层厚度较小,但由于受到污染较小,水质较好,可直接作为饮用 水,以分散开采的形式进行。 对于区内含水层厚度较小,单井涌水量小,同时由于受到地表水污染,水质受到不同程
度的污染,不再适合做饮用水源,但可以用做生活洗涤或农业灌溉。 在水量大且水质不好的地区,如张家港、昆山、太仓以北沿江地带,矿化度大于 1g/l,
不适宜用作饮用水,但是其水质与相关标准比较完全可以用于生活杂用、农业灌溉及部分工 业用水,由于其温度较低,为 17.8℃,可考虑作为冷却用水用于工业。
在水质好、且水量较大的地区,如常州北部沿江地带,既可用做生活用水,也可用做工 业用水。水量基本可以解决某一个村镇或地方厂家的用水需求。
5 开采浅层地下水具有良好的环境效应[1]
苏锡常地区浅层地下水的合理开发利用
王彩会
(江苏省地质调查研究院,南京,210049) 摘要 :本文通过在苏锡常地区选择典型地段进行浅层地下水开采试验工作,从浅层地下水水文地质条件(含
水层展布、岩性、厚度、水质)综合分析其开发利用前景,提出了合理的浅层地下水开采方式及地 下水的利用方向,对于保护深层水资源,防止地面沉降及土壤盐渍化有十分重要的意义。 关键词 :浅层地下水 开发利用 开采试验井 苏锡常地区
报告[R]. 1987.
1、子母井 子母井施工容易,且洗井较好,出水量增加明显。同时通过母井的深度控制水位降深, 使得浅层地下水含水层一直呈承压性质,较好地控制了地面沉降发生。在井径的控制上,为 减少施工难度,母井井径不宜过大,以 2m 为宜,子井数量最好为 3 个,片面增加子井数量, 增加了施工成本,但出水量增加不很明显。 2、大口井 在本次施工时,因大口井井径较大,且为多径扩孔成井,扩孔时间较长,泥浆较稠,给 洗井造成一定的困难,影响了出水量。如果在大口井施工时,采用较合适的井径,且缩短大 口井扩孔时间,及时洗井,其出水量会有较大的提高。但大口井投入使用后,需严格按照最 大允许水位降深取水。 3、串联井 串联井是由一系列的井沿直线布置,上部连通,一泵抽水,多井汇流,较适合于苏锡常 地区,且能够增加单井涌水量。此方法在基坑排水工程中广泛应用,对颗粒较细的含水砂层, 可最大限度地提高其出水能力,拟在今后的浅层地下水开采示范试验中采用。
子母井
可以看出:苏州市区与黄埭镇微承压含水层厚度相差不大,分别为 9.6 米、7.5 米,但 子母井的涌水量远远大于苏州市区小口径井涌水量,同时苏州甪直微承压含水层厚度约为黄 埭的 5 倍,而涌水量仅为子母井的 1.6 倍。由此可见,对于微承压含水层而言,井型的选择 较为重要,它在很大程度上影响单井涌水量。总结本次施工的经验,确定苏锡常地区浅层地 下水开采井类型。
[1] 田宁宁, 王凯军. 大有利用前景的水资源:浅层地下水[M]. 环境保护. 2001(7):45-46. [2] 陈崇希. 地下水开采—地面沉降数值模拟及防治对策研究[M ]. 武汉: 中国地质大学出版社, 2001. [3] 江苏省地质矿产局第一水文地质工程地质大队. 1:50000 苏州市水文地质工程地质环境地质综合勘察
由于以往对浅层地下水的研究较少,目前对于浅层地下水的定义还未统一[1],根据本区 的水文地质情况,确定浅层地下水主要指 50m 以浅的潜水与微承压水。而区内实际具有开发 利用意义的主要为微承压水。
2 浅层地下水水文地质条件
潜水含水层岩性为亚粘土、粘土,一般富水性较差,适宜于民井开采,单井涌水量为 5 —10m3/d。微承压含水层一般由 1-2 层粉细砂层组成,区内广泛分布发育,其富水性主要取 决于含水层的厚度,受沉积环境控制,含水砂层厚度变化较大。除基岩山区及江阴、常熟等 地残丘周围含水层缺失外,皆有分布。常州西部、无锡 、锡山市以西及吴江南部的大部分地 区微承压含水层厚度较薄,一般小于 10m 。在区域北部沿江地带砂层厚度较大,均大于 20m, 其余大部分地区为 10m—20m,局部地区达到 40m。目前微承压水开采规模较小,水位埋深多 为 1~2m。
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