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大口井在解决山丘区农田节水灌溉工作中的推广应用

2019-03-16郭纪堂

农民致富之友 2019年2期
关键词:井径井点含水层

郭纪堂

目前,我国正在加大水利基础设施建设的投资力度,为提高水的利用率,着力解决高效节水灌溉问题,大口井因具有投资少、施工简便及运行成本低等特点,在适宜地区,作为一种重要的水源工程,被广泛推广和应用。

1. 大口井具有的优点

大口井是井径大于2米,井深一般不超过15m的水井,井径根据水量、抽水设备布置和施工条件等因素确定,一般为5~8m,不宜超过10m。地下水埋藏一般在10m内,含水层厚度一般在5~15m,适用于任何砂、卵、砾石层,渗透系数最好在20m/d以上,单井出水量一般500~10000m3/d,最大为20000~30000m3/d。

大口井虽然在开挖深度和开口直径上,因地理位置和地质结构的不同,有一定的局限性,但在淺层地下水水量较足,能够满足100亩左右的农田得到有效灌溉的情况下,与其它水源工程相比具有较大的优越性:一是工程投资低。因可就地取材,能降低部分成本,在鲁东南平原及丘陵区,建设一个日供水能力500立方米的水源地,需钻深井(井深100-150米)4~5眼,一般需投资12万元左右,而可供同样水量的大口井,工程投资仅需3万元左右,此外,深井提水设备一般配套投资需1.0万多元,而大口井提水设备仅需投资2~3千元。二是运行成本低。同深机井供水相比,大口井由于设备投资少,提水动力小,供水成本一般低于深井供水成本的1/3。三是施工工艺简单,易于群众掌握。与深井相比,大口井施工无需专用机具和复杂工艺,可就地露天开挖,施工简单。四是水质有保证。一般采用封闭式供水,不易被污染,水质可靠。

2、大口井的应用条件与设计要点

2.1 大口井的应用条件

2.1.1大口井适用于地下水埋藏较浅、含水层较薄且渗透性较强的地层取水,比较适合我县西部山丘区。

2.1.2地下水补给丰富,含水层渗透性良好的地段,对地下水水量、含水层渗透性要求相对较强。

2.2 大口井的设计要点

2.2.1开工前,前期水文地质勘察要做细,利用物探找水、抽水试验和水质化验等方法,测定所选井址的地下水水质及出水量,并通过观测井观测或依照有关水文地质资料推算出井址所在地的水位变幅和最大水位降深,以确定合理的结构尺寸。

2.2.2 井址的选择,既要考虑水文地质条件,又要考虑其应用环境。从经济角度考虑以既可节省供水管线投资,又可节省供电配套投资的地点为宜,同时要远离污染源,以免造成水质污染。

2.2.3大口井的几何形状应根据水文地质和工程地质条件、施工条件、施工方法和材料等因素确定。按几何形状可分为圆形和截头圆锥形两种。圆筒形大口井制作简单,下沉时受力均匀,不易发生倾斜,即使倾斜后也易校正,圆锥截头圆锥形大口井具有下沉时摩擦力小、易于下沉、但下沉后受力情况复杂、容易倾斜、倾斜后不易校正的特点。一般来说,在地层较稳定的地区,应尽量选用圆筒形大口井。

2.2.4 大口井的井径、井深、井壁厚度等尺寸,应符合农用机井的技术规范。井径应综合考虑用水量、施工方法、施工条件、工程造价等因素确定。井深要考虑地下水质、含水层厚度、地层岩性、水位埋深、水位变幅和施工因素确定。以灌溉为主的大口井,应着重考虑水位埋深和水位变幅两个因素。

3、大口井的施工与配套应用

3.1大口井的施工方法

在鲁东南低山丘陵区,一般采用大开槽人工开挖法和沉井法。近年来,随着挖掘机械的普及,利用挖掘机开挖大口井的施工方法已取得广泛普及和应用。

3.2挖掘机开挖大口井施工工艺

利用挖掘机开挖大口井宜配合集水井降水或井点降水一起进行施工,以提高施工工效,确保施工安全。

集水井降水法适用于粗粒土层或渗水量小的粘土层,在大口井开挖过程中,在井底设置集水井,沿井底周围或中央开挖排水沟,使水流入集水坑,然后用水泵抽走,所用水泵主要有离心泵、潜水泵和软抽水泵。集水坑应设置在地下水流向的上游,其深度要低于挖土面0.7~1.0米,并随挖土随挖随加深。

井点排水法适用于细砂或粉砂土层,在大口井开挖之前,预先在井基四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备抽水,使地下水位降到开挖面以下,并在大口井开挖过程中仍不断抽水,这样,可使所挖的土始终保持干燥状态,也可防止流砂发生。井点降水法有:轻型井点、电渗井点、喷射井点、管井井点及深井井点等。井点降水法由于设备要求高、工艺较复杂、费用高等特点,一般较少采用,在此土层条件下,多采用落盘井施工法。

挖掘机开挖大口井施工工艺及流程如下:

井址选定→场地整理→集水井降水→井筒底座浇砌→井筒砌筑→井壁进水滤料或土方回填→设置井底集水坑→铺设井底滤料→停止降水→蓄水→抽水试验→井口封盖→洗井→配套设备→投入运行。

3.3配套应用

大口井在解决农田灌溉工程中的配套应用,应视设计用水量、设计供水压力、井内动水位等因素确定。农田灌溉工程用水量大,供水压力较高,提水设备可选用功率高的普通Q型潜水泵,为管理方便,可选用投资较大的变频调速恒压供水设备;在井型结构上,井底可设集水坑,以提高井筒的蓄水空间,减小井深,降低工程造价,并为排水维修提供方便;井口应高出周围地面,在砂层和地面之间应铺设粘土或素砼井圈,近井口地面环井圈以外做1.5~3.0米的散水坡,以防表层地下水和地面污水侵入井内造成水质污染;井盖宜采用梁板式钢筋砼结构,出水口和维修口可设置在管理房内,以利于管理。

4、大口井的推广应用

目前,在解决我镇山丘区农田灌溉工作中,大口井作为一种重要的供水水源,得到了广泛推广和应用,从已经配套实施的16处工程看,取得了较好的经济效益和社会效益,具有较高的推广应用价值。

(作者单位;276312 山东省沂南县双堠镇农业综合服务中心)

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