20-25 5-10 备注;根据《供水水文地质手册》第二册516页表249资料(地质出版社1977年出版) 大量事实说明,在透水性较好(中砂以上)的大厚度含水层中分段(层)取水,既可有 效开发地下水资源,提高单位面积产水量,又可节省建井投资(不用扩建或新建水源地)并 减轻浅部含水层开采强度。据北京、西安、兰州等市20多个水源地统计,由于采用了井组 分段(层)取水方法,水源地的开采量都获得了成倍增加。当然,井组分段(层)取水也是 有一定条件的。如果采用分段取水,又不相应地加大井组之间的距离,将会大大增加单位面 积上的取水强度,从而加大含水层的水位降深或加剧区域地下水位的下降速度。因此,对补 给条件不太好的水源地要慎重采用分段取水方法 三、井数和井间距离的确定 水井的平面及垂向布局确定之后,取水建筑物合理布局所要解决的最后一个问题是,在 满足设计需水量的前提下,本着技术上合理且经济、安全的原则,来确定水井的数量与井间 距离。取水地段范围确定之后,井数主要决定于该地段的允许开采量(或者设计的总需水量) 和井间距离。由于集中式供水和分散间歇式的农田灌溉供水,水井的布局上有很大差别,故 其井数与井间距离确定的方法也不同,分述如下: (一)集中式供水井数与井间距离确定方法 该种供水方式的井数和井间距离一般是通过解析法井流公式和数值法计算而确定的。解 析法仅仅适用于均质各向同性,且边界条件规则的情况下。为了更好地逼近实际,在勘探的 基础上,最好采用数值模拟技术来确定井数与井间距离。一般工作程序为:首先在勘探基础 上,概化水文地质概念模型,建立地下水流数学模型(必要时要建立水质模型),对建数学 模型进行检验与识别。其次,根据水源地的水文地质条件、井群的平面布局形式、需水量的 大小、设计上允许的水位降深等已给定条件,拟定出几个不同井数和井间距离的开采方案 然后分别计算每一布井方案的水井总出水量和指定点或指定时刻的水位降深;最后选择出出 水量和指定点(时刻)水位降深均满足设计要求、井数最少、井间干扰强度不超过要求、建 设投资和开采成本最低的布井方案一一即为技术经济上最合理的井数与井距方案。(有关解 析法和数值法评价集中供水水源地可采资源,可参考有关地下水动力学和数值法书籍等)。 对于水井呈面状分布(多个井排或在平面上按其它几何形式排列)的水源地,因各井同 时工作时,将在井群分布的中心部位产生最大的干扰水位降深,故在确定该类水源地的井数 时,除考虑所选用的布井方案能否满足设计需水量外,主要是考虑中心点(或其它预计的干 扰强点)的水位是否超过设计上允许的降深值。 (二)分散间歇式农田灌溉供水的井数与井间距离的确定方法 对灌溉供水井的布局,主要是确定合理井间距离。因某一灌区内应布置的井数,主要决 定于单井灌溉面积,亦即决定于井间距离。确定灌溉水井的合理间距时,主要考虑的原则是 单位面积上的灌溉需水量必须与该范围内地下水的可采量相平衡。下面介绍几种常用灌溉水 井井距与井数的确定方法 1.单井灌溉面积法 当地下水补给充足、资源丰富能满足土地的灌溉需水量要求时,则可简单地根据需水量 来确定井数与井距
4 〉100 3 20-25 5-10 ≥5 备注:根据《供水水文地质手册》第二册 516 页表 2-4-9 资料(地质出版社 1977 年出版) 大量事实说明,在透水性较好(中砂以上)的大厚度含水层中分段(层)取水,既可有 效开发地下水资源,提高单位面积产水量,又可节省建井投资(不用扩建或新建水源地)并 减轻浅部含水层开采强度。据北京、西安、兰州等市 20 多个水源地统计,由于采用了井组 分段(层)取水方法,水源地的开采量都获得了成倍增加。当然,井组分段(层)取水也是 有一定条件的。如果采用分段取水,又不相应地加大井组之间的距离,将会大大增加单位面 积上的取水强度,从而加大含水层的水位降深或加剧区域地下水位的下降速度。因此,对补 给条件不太好的水源地要慎重采用分段取水方法。 三、井数和井间距离的确定 水井的平面及垂向布局确定之后,取水建筑物合理布局所要解决的最后一个问题是,在 满足设计需水量的前提下,本着技术上合理且经济、安全的原则,来确定水井的数量与井间 距离。取水地段范围确定之后,井数主要决定于该地段的允许开采量(或者设计的总需水量) 和井间距离。由于集中式供水和分散间歇式的农田灌溉供水,水井的布局上有很大差别,故 其井数与井间距离确定的方法也不同,分述如下: (一)集中式供水井数与井间距离确定方法 该种供水方式的井数和井间距离一般是通过解析法井流公式和数值法计算而确定的。解 析法仅仅适用于均质各向同性,且边界条件规则的情况下。为了更好地逼近实际,在勘探的 基础上,最好采用数值模拟技术来确定井数与井间距离。一般工作程序为:首先在勘探基础 上,概化水文地质概念模型,建立地下水流数学模型(必要时要建立水质模型),对建数学 模型进行检验与识别。其次,根据水源地的水文地质条件、井群的平面布局形式、需水量的 大小、设计上允许的水位降深等已给定条件,拟定出几个不同井数和井间距离的开采方案; 然后分别计算每一布井方案的水井总出水量和指定点或指定时刻的水位降深;最后选择出出 水量和指定点(时刻)水位降深均满足设计要求、井数最少、井间干扰强度不超过要求、建 设投资和开采成本最低的布井方案——即为技术经济上最合理的井数与井距方案。(有关解 析法和数值法评价集中供水水源地可采资源,可参考有关地下水动力学和数值法书籍等)。 对于水井呈面状分布(多个井排或在平面上按其它几何形式排列)的水源地,因各井同 时工作时,将在井群分布的中心部位产生最大的干扰水位降深,故在确定该类水源地的井数 时,除考虑所选用的布井方案能否满足设计需水量外,主要是考虑中心点(或其它预计的干 扰强点)的水位是否超过设计上允许的降深值。 (二)分散间歇式农田灌溉供水的井数与井间距离的确定方法 对灌溉供水井的布局,主要是确定合理井间距离。因某一灌区内应布置的井数,主要决 定于单井灌溉面积,亦即决定于井间距离。确定灌溉水井的合理间距时,主要考虑的原则是, 单位面积上的灌溉需水量必须与该范围内地下水的可采量相平衡。下面介绍几种常用灌溉水 井井距与井数的确定方法。 1. 单井灌溉面积法 当地下水补给充足、资源丰富能满足土地的灌溉需水量要求时,则可简单地根据需水量 来确定井数与井距
首先根据下列公式(1)计算出单井可控制的灌溉面积F(亩) Q.7·t·n 式中:O一一单井的稳定出水量(m/h):T一一次灌溉所需的天数:t一一每天抽水 间(h):W——灌水定额(m/亩);n-—渠系水有效利用系数 如果水井按正方网状布置,则水井间的距离(D)应为 D=√667F W 如果水井按等边三角形排列,则井间距离(D)应为: D 公式(2)和公式(3)中的符号同式(1) 整个灌区内应布置的水井数(n),将等于: S·B (4) F 公式:S-灌区的总面积(亩):β-土地利用率(%):F-单井控制的灌溉面积(亩) 从以上各公式可知,在灌区面积一定的条件下,井数主要决定于单井可控制的灌溉面 而单井所控制的灌溉面积(或井距),在单井出水量一定条件下,又主要决定于灌溉定额。 因此,应从平整土地,减少渠道渗漏,采用 先进灌水技术等方面来降低灌溉定额,以达 到加大井距,减少井数,提高灌溉效益的目 2.考虑井间干扰时的井距确定方法 严格的说,均匀分布的灌溉水井同时工 作时,井间的干扰作用是不可避免的。当井 距比较小时,这种干扰作用使单井水量削减 更是不可忽略。因此,考虑井间干扰作用的 井距计算方法比前一种方法可靠,但比较复图5水井按等边三角形均匀布置的井网平面 这种计算方法的思路是,首先提出几种可能的设计水位降深和井距方案,分别计算出不 同降深,不同井距条件下的单井干扰出水量,最后通过干扰水井的实际可灌溉面积与理论上 应控制灌溉面积的对比试算确定出合理的井距。 现以井灌工程设计中常见的等边三角形均匀布井(即梅花状布井)为例,来说明该方法 的计算过程(图5)
首先根据下列公式(1)计算出单井可控制的灌溉面积 F(亩): W Q T t F = (1) 式中: Q ——单井的稳定出水量(m 3 /h); T —一次灌溉所需的天数; t ——每天抽水 时间(h); W ——灌水定额( m 3 /亩); ——渠系水有效利用系数。 如果水井按正方网状布置,则水井间的距离(D)应为: W QTt D F 667 = 667 = (2) 如果水井按等边三角形排列,则井间距离( D )应为: W F QTt D 3 2 3 2 = 或 = (3) 公式(2)和公式(3)中的符号同式(1) 整个灌区内应布置的水井数( n ),将等于: F S n = (4) 公式:S-灌区的总面积(亩);β-土地利用率(%);F-单井控制的灌溉面积(亩)。 从以上各公式可知,在灌区面积一定的条件下,井数主要决定于单井可控制的灌溉面积; 而单井所控制的灌溉面积(或井距),在单井出水量一定条件下,又主要决定于灌溉定额。 因此,应从平整土地,减少渠道渗漏,采用 先进灌水技术等方面来降低灌溉定额,以达 到加大井距,减少井数,提高灌溉效益的目 的。 2. 考虑井间干扰时的井距确定方法 严格的说,均匀分布的灌溉水井同时工 作时,井间的干扰作用是不可避免的。当井 距比较小时,这种干扰作用使单井水量削减 更是不可忽略。因此,考虑井间干扰作用的 井距计算方法比前一种方法可靠,但比较复 杂。 这种计算方法的思路是,首先提出几种可能的设计水位降深和井距方案,分别计算出不 同降深,不同井距条件下的单井干扰出水量,最后通过干扰水井的实际可灌溉面积与理论上 应控制灌溉面积的对比试算确定出合理的井距。 现以井灌工程设计中常见的等边三角形均匀布井(即梅花状布井)为例,来说明该方法 的计算过程(图 5)。 D 图 5 水井按等边三角形均匀布置的井网平面图