井灌節(jié)水工程常識(shí)

井灌節(jié)水工程常識(shí)井灌節(jié)水工程管理常識(shí)包括機(jī)井種類，機(jī)井性能，影響機(jī)井出水量的因素，成井與驗(yàn)收，井灌節(jié)水線程特點(diǎn)，管灌系統(tǒng)組成與類型等。本章將分別予以介紹。一、機(jī)井的種類機(jī)井是開發(fā)提取地下水進(jìn)行農(nóng)田灌溉的一種建筑互程，由動(dòng)力機(jī)械、水泵和井體三部分構(gòu)成。機(jī)井的井體結(jié)構(gòu)型式較多，在我市主要有四種。1、 水泥管井在山前平原第四系沖洪積扇群分布區(qū)，適宜水泥管井和磚石筒井。滕西平原屬第四系沖洪積扇分布區(qū)，第四系存度至東向西逐漸加厚，由10余米至100米不等，主要巖性為亞粘砂土，亞砂土和砂層各種砂層特別是中粗砂層是良好的含水層。利用人力鉆或動(dòng)力由旋鉆機(jī)打水泥管效果很好。井深一般30米左右，使用方便，效果很好。這種井的主要特點(diǎn)是易淤積或因管壁破碎而報(bào)廢。2、 平塘或長(zhǎng)條井在山前坡地沖積物分布共，適宜大型平塘或橫向取水建筑物（俗物長(zhǎng)條井或千米井）。在山并地帶第四系地層多由沖積、坡積物所組成，巖性多粘土，亞粘土、亞砂土，并夾有姜結(jié)石層。一般沒有良好的含水層，這種地帶下水位一般3至5米，常形成偎山澇，不適合水泥管井或磚石筒井，大型平塘或“千米井”是較合適的井型。兼有蓄水作用，對(duì)解決山前坡地的抗旱有較重要的作用。其缺點(diǎn)是投互、占地多，且管理不方便。3、 基層大口井或鉆孔深井在下古生代以石灰?guī)r為主的地層分布區(qū)，適宜基巖大口井或鉆孔深井。我市東部及北部山地丘陵地區(qū)，廣泛地分布著寒武奧陶系地層?；鶐r性以各種石灰?guī)r為主，夾有泥灰?guī)r及砂頁(yè)巖，各種石灰?guī)r層為該區(qū)的主含水層。依據(jù)其裂隙、巖溶發(fā)有條件及地上水位埋深情況，在有利部門選擇基巖大口井或鉆孔深井，效果較好。這種井的特點(diǎn)是施工難度大，互期較長(zhǎng)，但機(jī)井壽命長(zhǎng)，配套作用、管理方便，很受群眾歡迎。4、 大口井或截潛工程在前震旦系變質(zhì)巖及巖漿巖地層分布區(qū)，適宜大型大口井或截潛流互程。我市北部一帶分布著前震旦系變質(zhì)巖，并有部分巖漿巖侵入體分布。主要巖性為混合花崗巖及花崗片麻巖等，主要含水層為基層的全風(fēng)化帶及現(xiàn)代河床的沖積砂層。這種類型的地區(qū)適宜較大口徑的大口井、平塘或截潛流互程，這種大口井兼有蓄水作用，其特點(diǎn)是開挖和護(hù)砌程量大。二、機(jī)井的主要性能指標(biāo)了解和掌握機(jī)井的性能是管好用好機(jī)井的前提。與管理互作密切相關(guān)的主要性能指標(biāo)有：1、水位及抽水降深機(jī)井水位即機(jī)井的水面標(biāo)高。水位有靜水位、動(dòng)水位之分，開機(jī)抽水前的水面標(biāo)高稱靜水位，此時(shí)，水面距地表的垂直高度稱靜水位埋深。開機(jī)抽水時(shí)，機(jī)井水面隨抽水時(shí)間下降（或在停止抽水后水面又很快升高），這個(gè)變化的水面標(biāo)高稱為動(dòng)水位。在水泵出水量相對(duì)固定，水面降到某一深度穩(wěn)定下來不再下降時(shí)，這個(gè)水面標(biāo)高稱穩(wěn)定動(dòng)水位。穩(wěn)定動(dòng)水位至地表的垂直高度為穩(wěn)定動(dòng)水位埋深。由于說靜、動(dòng)水位埋深不如說靜、動(dòng)水位方便，所以人們把水位埋深叫做“水位”，或靜水位或動(dòng)水位。從靜水位至動(dòng)水位的垂直高度—抽水過程中水位下降的深度叫水位降深或抽水降深。2、 影響半徑機(jī)井的抽水時(shí)，水位下降，井周圍附近含水層的水向井內(nèi)流動(dòng),形成一個(gè)以抽水井為中心的水位下降漏斗的半徑叫影響半徑。3、 出水量機(jī)井出水量又稱涌水量，是指機(jī)井在單位時(shí)間（秒或小時(shí)）內(nèi)的出水能力，一般以立方米/小時(shí)或升/秒計(jì)。機(jī)井的出水量有最大的出水量，最大允許出水量，機(jī)井的最大出水量是指無論抽水降深怎樣加大，不再增加的出水量，最大允許出水量系指由于成井質(zhì)量或水文地質(zhì)條件不好，出水含砂過高，通過降低出水量，使含砂量減少到規(guī)定范圍內(nèi)所對(duì)應(yīng)的機(jī)井出水量。4、 地下水均衡與地下水資源地下水是指埋藏在地面以下砂層或巖層空隙中并自由運(yùn)動(dòng)的水。地下水可以接受大氣降水，地面水垂直入滲和側(cè)向補(bǔ)給等，開采利用及其它流換途徑所消耗的水，能經(jīng)常不斷地得以補(bǔ)充，這種數(shù)量上循環(huán)過程叫做地下水的循環(huán)或均衡過程。在一定年度內(nèi)，若補(bǔ)給量大小于開采量，地下水盈余，水位上升；這種在與開采量相等，地下水位不上升也不下降。這種在計(jì)算上能收支平衡，平均每個(gè)年度可供開采的地下水總量，即稱地下水資源。一定區(qū)域內(nèi)地下水資源是有一定限度的。如果超量開采過多，并長(zhǎng)期得不到恢復(fù)，就會(huì)帶來不良后果。所以，在進(jìn)行機(jī)井建設(shè)規(guī)劃及制定用水計(jì)劃時(shí)，須充分考慮這點(diǎn)，在有條件的地方，為了增加每年可供可采的地下水，采取適當(dāng)措施進(jìn)行人互補(bǔ)給是必要的。三、影響機(jī)井出水量的因素機(jī)井出水量是影響涉及方面很多、配套合理性及管理互作好與否，都對(duì)出水量有一定影響。這里僅對(duì)影響新打成機(jī)井出水量的主要因素做一介紹。1、 水文地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件指自然降雨量、地表水的徑流量，含水層的富水性，巖性（砂粗細(xì)程度），含水層厚度和大力性質(zhì)（承壓或潛水一一非承壓）等降雨多，有地表徑流，含水層砂精、空隙、厚度寺，水壓高則出水量大；反之出水量小。2、 機(jī)井的深度與口徑在一定的水文地質(zhì)條件的情況下，出水量隨井深與口徑的加大而增加，但是，當(dāng)井深或口徑增至某一限度后，水量也就不再增加了。3、 成井工藝成井工藝是指整個(gè)打井過程中的施工方法，施工程度，精度要求或應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)等。比如濾水管的孔隙、砂料直徑及填礫能否附合要求，都對(duì)出水量的大小有直接關(guān)系?？紫哆^小，填礫不夠或洗井換漿不徹底，堵塞了濾水設(shè)施的進(jìn)水通道，均會(huì)影響出水量。濾水設(shè)施在能有效地控制水中泥沙進(jìn)入井內(nèi)的情況下，使其空隙率大些，在得增大出水量。4、 水位降深同一眼機(jī)井，水位降深大，出水量大，水位降深小，由水量也小。承壓井（靜水位高于含水層頂板），出水量與水位降深一般成正比，當(dāng)水位降深較大時(shí)，則略小于正比關(guān)系。潛水井（地下下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層之上，且自由水面就是靜水位的井），當(dāng)水位降深較小時(shí)，每增加一米降深便可增加較多水量，降到一定程度后，水量的增加不顯著，或不再增加了。四、成井與驗(yàn)收機(jī)井建成后，為了讓用戶了解機(jī)井的有關(guān)情況，便于今后維護(hù)管理和使用，施工單位要進(jìn)行詳細(xì)的驗(yàn)收互作。驗(yàn)收成井的標(biāo)準(zhǔn)是：1、 出水量一般要求連續(xù)抽水24小時(shí)，在水量、水位相對(duì)穩(wěn)定情況下，降深不超過6?8米，出水量不少于40立方米/小時(shí)。山區(qū)或貧水地區(qū)，可根據(jù)情況適當(dāng)降低要求。2、 含砂量逐用機(jī)井技術(shù)規(guī)范(SD188—86)規(guī)定：機(jī)井濾水結(jié)構(gòu)必須有效的防止涌砂。機(jī)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后15分鐘采取水樣，用容積測(cè)定的含砂量：中、細(xì)砂含水層不得超過萬分之一；粗砂、卵、礫石含水層不得超過五萬分之一。3、 水質(zhì)農(nóng)田灌溉用機(jī)井的水質(zhì)，要求無害于農(nóng)作物為準(zhǔn)。一般透明、無色、無味、無沉淀物。作物用水含鹽量不得超過千分之二。灌溉和飲水兩用井，應(yīng)符合衛(wèi)生部門規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)井驗(yàn)收過程中，一些主要項(xiàng)目的數(shù)據(jù)須通過抽水試驗(yàn)測(cè)出。如靜水位、動(dòng)水位、出水量、含砂量、井深等。水的質(zhì)量應(yīng)取水樣進(jìn)行化驗(yàn)。驗(yàn)收合格后，由施工單位負(fù)責(zé)整理資料，并填寫機(jī)井管理卡片，同其它原始資料一起整訂建檔，交使用單位，并將機(jī)井卡片上報(bào)水利站存檔。機(jī)井卡片填定內(nèi)容應(yīng)包括：井屬單位，座落方位，井深、井徑、孔徑、管材及濾水結(jié)構(gòu)的礫料規(guī)格與級(jí)配、采水層厚度及顆粒大小，成井時(shí)間、施工單位、抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)、配套機(jī)泵的規(guī)格型號(hào)等。機(jī)井的原始技術(shù)資料包括：鉆井班報(bào)表、地層記錄表及各項(xiàng)水文地質(zhì)測(cè)試記錄、水文地質(zhì)柱狀圖、成井結(jié)構(gòu)圖、電測(cè)井曲線圖以及水質(zhì)化驗(yàn)分析報(bào)告等資料。五、井灌節(jié)水工程特點(diǎn)1、 基本概念與特點(diǎn)低壓管道輸送灌溉簡(jiǎn)稱“管灌”，是一種節(jié)水型的地面灌溉新方法。灌水時(shí)不用田間渠道也不用噴頭、嘀頭，而是利用低能耗的水泵（或天然水頭）和低壓管道系統(tǒng)把水送入田間，以滿足農(nóng)作物的需水要求?！暗蛪骸笔侵柑镩g未能灌水管出水口的互作壓力遠(yuǎn)低于噴灌或微灌噴灑口的互作壓力而言，一般控制在2KPa（水頭0.3米）左右。在平原提水灌區(qū)，管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)互作壓力常小于0.1MPa，在山嶺地區(qū)一般不超過0?2MPa。舊的灌溉方法水的利用率很低，灌水周期長(zhǎng)，占地、費(fèi)互和管理不便。而管灌可將輸水損失減少到最低程度，灌水均勻，節(jié)約用水；還可縮短灌水周期，灌水及時(shí)，節(jié)省用互；在坡度較大的地方能防止水土流先；施工技術(shù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方便；用管道取代渠道節(jié)省耕地，對(duì)于機(jī)井和提水站灌區(qū)，通赤節(jié)水達(dá)到節(jié)能；對(duì)水高田低有自壓條件的灌區(qū)可實(shí)行自壓管灌，從而節(jié)省渠系建筑和牡區(qū)供水的一種好方法?？梢姡芄噙m宜我國(guó)尤其是北方地區(qū)自然條件符合農(nóng)村生產(chǎn)形勢(shì)和水資源不足的現(xiàn)狀，很有推廣價(jià)值。2、 主要優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)踐證明，管灌優(yōu)點(diǎn)較多，效益也很明顯。根據(jù)資料分析綜述如下:節(jié)約用水采用管灌輸水，水的利用系數(shù)可達(dá)0.95-0.97，比土渠提高30?40%；再加管灌灌水速度快且均勻，可使灌水定額減至40立注/畝以下。綜合上述因素，管灌比渠灌節(jié)水40%左右，如我市張汪示范區(qū)節(jié)水40%。節(jié)省能源在機(jī)井或提水站供水情況下，水泵出口接管道比接渠道，雖單位能耗略有增加，但管道輸水可節(jié)約大量的水，并縮短了灌水時(shí)間，因而管灌比渠灌可節(jié)能30%以下，如張汪示范區(qū)平均畝次耗電9KWH，改用管道灌溉后，耗電只有5KWH左右。省工省時(shí)管灌不僅能減少田間工程量，加速配套進(jìn)度，節(jié)省大量勞動(dòng)力，而且管道輸水速度快，灌溉效率高，時(shí)間縮短近一半。(5)成本低交通高在已有機(jī)泵的條件下，移動(dòng)式軟管灌溉平均每畝需塑料軟管5?6米，投資4?6元，可使用1.5年；若配用輕型維塑料軟管每畝約合25元，使用壽命可達(dá)5年，半固定式管道系統(tǒng)每畝造價(jià)70?90元(不含機(jī)泵)。在同樣水源條件下，由于管灌比渠灌可以擴(kuò)大灌溉面積或增加灌水次數(shù)，且灌水適時(shí)，所以一般年份可增產(chǎn)15%干旱年份增產(chǎn)20%以上。但另一方面，管灌目前存在不少缺點(diǎn)和問題，例如：塑料管材質(zhì)量差，價(jià)格高，管件與給水栓配套不完善；管網(wǎng)多優(yōu)化缺乏成熟經(jīng)驗(yàn)；設(shè)計(jì)與施工尚無技術(shù)規(guī)定；軟管灌溉在作物后期運(yùn)用較麻煩，管理工作跟不上等等，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這些問題今后將會(huì)逐步解決。六、管灌系統(tǒng)的組成與類型1、 管灌系統(tǒng)的組成管灌工程包括地下管道輸下和地面軟管灌溉所有設(shè)施，是各種管灌系統(tǒng)的總體。管灌系統(tǒng)一般由水源、動(dòng)力、水泵、輸配水管道、出水口與附屬管件以及田間灌水技術(shù)等所組成。同時(shí)，還需根據(jù)管道系統(tǒng)各自的不同要求及特定條件，增設(shè)必要的安全，防淤和防凍措施。水源工程：管灌的水源有機(jī)井、塘壩、水庫(kù)和河渠等；同時(shí)，水質(zhì)要符合農(nóng)田灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)管灌以平原井灌區(qū)為重點(diǎn)，水質(zhì)較好。但引河、渠水時(shí)，要特別注意沉沙和排淤問題，引用生活污水時(shí)，必須進(jìn)行凈化處理。機(jī)泵設(shè)備：根據(jù)用水量和揚(yáng)程大小，選擇適宜的水泵，如：離心泵、潛水泵、深井泵等。帶動(dòng)水泵的動(dòng)力，可按實(shí)際需要選用功率適宜的電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī)。管道系統(tǒng)：在水源充足，灌溉面積較大的灌區(qū)，常分設(shè)干、支、農(nóng)多級(jí)管道；當(dāng)水源不充足，灌溉面積校小，一般采用單機(jī)、單管灌水即可。管材的種類很多，如混凝土管、水泥砂管、石棉水泥管、玻璃鋼管，以及各種塑料硬管和軟管等。為了連續(xù)管道和控制水流，還需裝配閘閥、彎管、三通、接頭和給水栓等。2、 管道系統(tǒng)的分類管道系統(tǒng)的類型隨各地條件的變化而異，大致可分為：移動(dòng)式、固定式和半固定式三種，要因地制宜予以選擇。（1）移動(dòng)式除水源外，機(jī)泵和地面灌水管道都是可移動(dòng)的，這種型式適合小火源、小機(jī)組和小管徑的塑料軟管配套應(yīng)用，也可用于出水量較大的機(jī)組和多軟管連接的管道系統(tǒng)，工作壓力一般主0.020.04MPa。其特點(diǎn)是投資少，見效快，適應(yīng)性強(qiáng)，群眾管理方便。目前移動(dòng)式軟管灌溉，在貧水提水灌區(qū)較普遍，已成為廣大農(nóng)民重要的增產(chǎn)措施。固定式指地下輸水(配)水管道系統(tǒng)，包括機(jī)泵管道及出水口等都是固定的，工作壓力約為0.04?1MPa。完全固定式是高標(biāo)準(zhǔn)的管道化系統(tǒng)，未級(jí)固定管道間距50cm左右，給水口直接入畦，田間無土渠，運(yùn)用很方便，堪稱“田間自來水”。它適用于經(jīng)濟(jì)條件較好，灌水較頻繁和水源可靠的灌區(qū)。不過，這種形式造價(jià)較高