井灌节水工程常识

井灌节水工程常识井灌节水工程管理常识包括机井种类，机井性能，影响机井出水量的因素，成井与验收，井灌节水线程特点，管灌系统组成与类型等。本章将分别予以介绍。一、机井的种类机井是开发提取地下水进行农田灌溉的一种建筑互程，由动力机械、水泵和井体三部分构成。机井的井体结构型式较多，在我市主要有四种。1、 水泥管井在山前平原第四系冲洪积扇群分布区，适宜水泥管井和砖石筒井。滕西平原属第四系冲洪积扇分布区，第四系存度至东向西逐渐加厚，由10余米至100米不等，主要岩性为亚粘砂土，亚砂土和砂层各种砂层特别是中粗砂层是良好的含水层。利用人力钻或动力由旋钻机打水泥管效果很好。井深一般30米左右，使用方便，效果很好。这种井的主要特点是易淤积或因管壁破碎而报废。2、 平塘或长条井在山前坡地冲积物分布共，适宜大型平塘或横向取水建筑物（俗物长条井或千米井）。在山并地带第四系地层多由冲积、坡积物所组成，岩性多粘土，亚粘土、亚砂土，并夹有姜结石层。一般没有良好的含水层，这种地带下水位一般3至5米，常形成偎山涝，不适合水泥管井或砖石筒井，大型平塘或“千米井”是较合适的井型。兼有蓄水作用，对解决山前坡地的抗旱有较重要的作用。其缺点是投互、占地多，且管理不方便。3、 基层大口井或钻孔深井在下古生代以石灰岩为主的地层分布区，适宜基岩大口井或钻孔深井。我市东部及北部山地丘陵地区，广泛地分布着寒武奥陶系地层。基岩性以各种石灰岩为主，夹有泥灰岩及砂页岩，各种石灰岩层为该区的主含水层。依据其裂隙、岩溶发有条件及地上水位埋深情况，在有利部门选择基岩大口井或钻孔深井，效果较好。这种井的特点是施工难度大，互期较长，但机井寿命长，配套作用、管理方便，很受群众欢迎。4、 大口井或截潜工程在前震旦系变质岩及岩浆岩地层分布区，适宜大型大口井或截潜流互程。我市北部一带分布着前震旦系变质岩，并有部分岩浆岩侵入体分布。主要岩性为混合花岗岩及花岗片麻岩等，主要含水层为基层的全风化带及现代河床的冲积砂层。这种类型的地区适宜较大口径的大口井、平塘或截潜流互程，这种大口井兼有蓄水作用，其特点是开挖和护砌程量大。二、机井的主要性能指标了解和掌握机井的性能是管好用好机井的前提。与管理互作密切相关的主要性能指标有：1、水位及抽水降深机井水位即机井的水面标高。水位有静水位、动水位之分，开机抽水前的水面标高称静水位，此时，水面距地表的垂直高度称静水位埋深。开机抽水时，机井水面随抽水时间下降（或在停止抽水后水面又很快升高），这个变化的水面标高称为动水位。在水泵出水量相对固定，水面降到某一深度稳定下来不再下降时，这个水面标高称稳定动水位。稳定动水位至地表的垂直高度为稳定动水位埋深。由于说静、动水位埋深不如说静、动水位方便，所以人们把水位埋深叫做“水位”，或静水位或动水位。从静水位至动水位的垂直高度—抽水过程中水位下降的深度叫水位降深或抽水降深。2、 影响半径机井的抽水时，水位下降，井周围附近含水层的水向井内流动,形成一个以抽水井为中心的水位下降漏斗的半径叫影响半径。3、 出水量机井出水量又称涌水量，是指机井在单位时间（秒或小时）内的出水能力，一般以立方米/小时或升/秒计。机井的出水量有最大的出水量，最大允许出水量，机井的最大出水量是指无论抽水降深怎样加大，不再增加的出水量，最大允许出水量系指由于成井质量或水文地质条件不好，出水含砂过高，通过降低出水量，使含砂量减少到规定范围内所对应的机井出水量。4、 地下水均衡与地下水资源地下水是指埋藏在地面以下砂层或岩层空隙中并自由运动的水。地下水可以接受大气降水，地面水垂直入渗和侧向补给等，开采利用及其它流换途径所消耗的水，能经常不断地得以补充，这种数量上循环过程叫做地下水的循环或均衡过程。在一定年度内，若补给量大小于开采量，地下水盈余，水位上升；这种在与开采量相等，地下水位不上升也不下降。这种在计算上能收支平衡，平均每个年度可供开采的地下水总量，即称地下水资源。一定区域内地下水资源是有一定限度的。如果超量开采过多，并长期得不到恢复，就会带来不良后果。所以，在进行机井建设规划及制定用水计划时，须充分考虑这点，在有条件的地方，为了增加每年可供可采的地下水，采取适当措施进行人互补给是必要的。三、影响机井出水量的因素机井出水量是影响涉及方面很多、配套合理性及管理互作好与否，都对出水量有一定影响。这里仅对影响新打成机井出水量的主要因素做一介绍。1、 水文地质条件水文地质条件指自然降雨量、地表水的径流量，含水层的富水性，岩性（砂粗细程度），含水层厚度和大力性质（承压或潜水一一非承压）等降雨多，有地表径流，含水层砂精、空隙、厚度寺，水压高则出水量大；反之出水量小。2、 机井的深度与口径在一定的水文地质条件的情况下，出水量随井深与口径的加大而增加，但是，当井深或口径增至某一限度后，水量也就不再增加了。3、 成井工艺成井工艺是指整个打井过程中的施工方法，施工程度，精度要求或应达到的标准等。比如滤水管的孔隙、砂料直径及填砾能否附合要求，都对出水量的大小有直接关系。孔隙过小，填砾不够或洗井换浆不彻底，堵塞了滤水设施的进水通道，均会影响出水量。滤水设施在能有效地控制水中泥沙进入井内的情况下，使其空隙率大些，在得增大出水量。4、 水位降深同一眼机井，水位降深大，出水量大，水位降深小，由水量也小。承压井（静水位高于含水层顶板），出水量与水位降深一般成正比，当水位降深较大时，则略小于正比关系。潜水井（地下下第一个稳定隔水层之上，且自由水面就是静水位的井），当水位降深较小时，每增加一米降深便可增加较多水量，降到一定程度后，水量的增加不显著，或不再增加了。四、成井与验收机井建成后，为了让用户了解机井的有关情况，便于今后维护管理和使用，施工单位要进行详细的验收互作。验收成井的标准是：1、 出水量一般要求连续抽水24小时，在水量、水位相对稳定情况下，降深不超过6〜8米，出水量不少于40立方米/小时。山区或贫水地区，可根据情况适当降低要求。2、 含砂量逐用机井技术规范(SD188—86)规定：机井滤水结构必须有效的防止涌砂。机泵正常运转后15分钟采取水样，用容积测定的含砂量：中、细砂含水层不得超过万分之一；粗砂、卵、砾石含水层不得超过五万分之一。3、 水质农田灌溉用机井的水质，要求无害于农作物为准。一般透明、无色、无味、无沉淀物。作物用水含盐量不得超过千分之二。灌溉和饮水两用井，应符合卫生部门规定的标准。机井验收过程中，一些主要项目的数据须通过抽水试验测出。如静水位、动水位、出水量、含砂量、井深等。水的质量应取水样进行化验。验收合格后，由施工单位负责整理资料，并填写机井管理卡片，同其它原始资料一起整订建档，交使用单位，并将机井卡片上报水利站存档。机井卡片填定内容应包括：井属单位，座落方位，井深、井径、孔径、管材及滤水结构的砾料规格与级配、采水层厚度及颗粒大小，成井时间、施工单位、抽水试验数据、配套机泵的规格型号等。机井的原始技术资料包括：钻井班报表、地层记录表及各项水文地质测试记录、水文地质柱状图、成井结构图、电测井曲线图以及水质化验分析报告等资料。五、井灌节水工程特点1、 基本概念与特点低压管道输送灌溉简称“管灌”，是一种节水型的地面灌溉新方法。灌水时不用田间渠道也不用喷头、嘀头，而是利用低能耗的水泵（或天然水头）和低压管道系统把水送入田间，以满足农作物的需水要求。“低压”是指田间未能灌水管出水口的互作压力远低于喷灌或微灌喷洒口的互作压力而言，一般控制在2KPa（水头0.3米）左右。在平原提水灌区，管道系统设计互作压力常小于0.1MPa，在山岭地区一般不超过0・2MPa。旧的灌溉方法水的利用率很低，灌水周期长，占地、费互和管理不便。而管灌可将输水损失减少到最低程度，灌水均匀，节约用水；还可缩短灌水周期，灌水及时，节省用互；在坡度较大的地方能防止水土流先；施工技术简单，运行管理方便；用管道取代渠道节省耕地，对于机井和提水站灌区，通赤节水达到节能；对水高田低有自压条件的灌区可实行自压管灌，从而节省渠系建筑和牡区供水的一种好方法。可见，管灌适宜我国尤其是北方地区自然条件符合农村生产形势和水资源不足的现状，很有推广价值。2、 主要优缺点实践证明，管灌优点较多，效益也很明显。根据资料分析综述如下:节约用水采用管灌输水，水的利用系数可达0.95-0.97，比土渠提高30〜40%；再加管灌灌水速度快且均匀，可使灌水定额减至40立注/亩以下。综合上述因素，管灌比渠灌节水40%左右，如我市张汪示范区节水40%。节省能源在机井或提水站供水情况下，水泵出口接管道比接渠道，虽单位能耗略有增加，但管道输水可节约大量的水，并缩短了灌水时间，因而管灌比渠灌可节能30%以下，如张汪示范区平均亩次耗电9KWH，改用管道灌溉后，耗电只有5KWH左右。省工省时管灌不仅能减少田间工程量，加速配套进度，节省大量劳动力，而且管道输水速度快，灌溉效率高，时间缩短近一半。(5)成本低交通高在已有机泵的条件下，移动式软管灌溉平均每亩需塑料软管5〜6米，投资4〜6元，可使用1.5年；若配用轻型维塑料软管每亩约合25元，使用寿命可达5年，半固定式管道系统每亩造价70〜90元(不含机泵)。在同样水源条件下，由于管灌比渠灌可以扩大灌溉面积或增加灌水次数，且灌水适时，所以一般年份可增产15%干旱年份增产20%以上。但另一方面，管灌目前存在不少缺点和问题，例如：塑料管材质量差，价格高，管件与给水栓配套不完善；管网多优化缺乏成熟经验；设计与施工尚无技术规定；软管灌溉在作物后期运用较麻烦，管理工作跟不上等等，随着科学技术的不断发展，这些问题今后将会逐步解决。六、管灌系统的组成与类型1、 管灌系统的组成管灌工程包括地下管道输下和地面软管灌溉所有设施，是各种管灌系统的总体。管灌系统一般由水源、动力、水泵、输配水管道、出水口与附属管件以及田间灌水技术等所组成。同时，还需根据管道系统各自的不同要求及特定条件，增设必要的安全，防淤和防冻措施。水源工程：管灌的水源有机井、塘坝、水库和河渠等；同时，水质要符合农田灌溉用水标准。目前，我国管灌以平原井灌区为重点，水质较好。但引河、渠水时，要特别注意沉沙和排淤问题，引用生活污水时，必须进行净化处理。机泵设备：根据用水量和扬程大小，选择适宜的水泵，如：离心泵、潜水泵、深井泵等。带动水泵的动力，可按实际需要选用功率适宜的电动机或柴油机。管道系统：在水源充足，灌溉面积较大的灌区，常分设干、支、农多级管道；当水源不充足，灌溉面积校小，一般采用单机、单管灌水即可。管材的种类很多，如混凝土管、水泥砂管、石棉水泥管、玻璃钢管，以及各种塑料硬管和软管等。为了连续管道和控制水流，还需装配闸阀、弯管、三通、接头和给水栓等。2、 管道系统的分类管道系统的类型随各地条件的变化而异，大致可分为：移动式、固定式和半固定式三种，要因地制宜予以选择。（1）移动式除水源外，机泵和地面灌水管道都是可移动的，这种型式适合小火源、小机组和小管径的塑料软管配套应用，也可用于出水量较大的机组和多软管连接的管道系统，工作压力一般主0.020.04MPa。其特点是投资少，见效快，适应性强，群众管理方便。目前移动式软管灌溉，在贫水提水灌区较普遍，已成为广大农民重要的增产措施。固定式指地下输水(配)水管道系统，包括机泵管道及出水口等都是固定的，工作压力约为0.04〜1MPa。完全固定式是高标准的管道化系统，未级固定管道间距50cm左右，给水口直接入畦，田间无土渠，运用很方便，堪称“田间自来水”。它适用于经济条件较好，灌水较频繁和水源可靠的灌区。不过，这种形式造价较高