第六章 地下水
水文地质学 第6章 地下水的补给与排泄

1、大气降水入渗机制
❖ “活塞式”入渗
—— 均匀砂土层
❖ “捷径式”下渗
t1
——空隙大小极悬殊
t2
活塞式与捷径式区别:
① 捷径式下渗,新水可以 超过老水,优先达含水 层;
② 捷径式下渗,不必包气 带达到饱和即可补给下 方含水层。
捷径式下渗图
6.1.1 大气降水对地下水的补给
2、降水补给的影响因素 ▪ P = R + E +ΔS + G ▪ 气候因素(P,E):
④ 井孔灌注。
6.2 地下水的排泄
❖ 地下水排泄的研究包括: ▪ 排泄方式、排泄机制、影响因素、排泄量的确定
❖ 排泄方式: ▪ 泉(点状排泄) ▪ 向地表水体泄流(河流—线状)、向相邻含水层的排泄 ▪ 蒸发蒸腾(面状排泄) ▪ 人工排泄
❖ 前三种排泄方式称为径流排泄,与蒸发排泄的区别:
▪ 径流排泄—水分(盐分)呈液态排出,盐随水去 ▪ 蒸发排泄—水分呈气态排出,盐分积累下来,水去盐留
▪ 天然:大气降水、地表水、凝结水及相邻含水层的补给等 ▪ 人类活动有关的:灌溉水入渗、水库渗漏及人工回灌
6.1.1 大气降水对地下水的补给
讨论:入渗机制?影响因素??补给量的确定???
1、大气降水入渗机制
▪ 包气带是降水对地下水补给的枢纽,包气带的岩性结 构和含水量状况对降水人渗补给起着决定性作用
2、下寒武为隔水层,仅断层带局部 导水;中寒武是较好的含水层;上寒 武基本上可看作隔水层。
3、奥陶系厚层灰岩中,地表水系不 发育;泉数量不多而涌水量大,为110L/s,个别大于10L/s;大多出露于 与其他地层交接处,说明富水性强, 是本区最好的含水层。 4、个别地段的断裂带出露泉而流量为 1-10L/s,说明断层有一定导水能力。
第六章_地下水的化学成分及其形成作用

• 地下水是宝贵的液体矿产: 含大量盐类(如NaCl、KCl)或富集某 些稀散元素(Br、I、B、Sr等)的地下水是
宝贵的工业原料;
某些具有特殊物理性质与化学成分的 水具有医疗意义;
盐矿、油田、金属矿床所形成特定化学元 素的分散晕圈是找矿的重要标志。 污染物在地下水中散布,也会形成晕圈。 这就需要查明有关物质的迁移、分散规律 ,确定矿床或污染源的位置。
8
矿化度与主要离子之间的关系?
四、地下水的总矿化度及化学成分表示式
• 总矿化度的概念: 地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量称为总矿 化度(总溶解固体),以每升水中所含克数(g/L)表示。 • 总矿化度的表征方式: a.习惯上以105 ℃一110 ℃时将水蒸干所得的干涸残余 物总量来表征; b. 在水质简分析中是用分析所得的阴阳离子含量相加, 然后减去HCO3
7
钾离子(K+): • 钾离子的来源: 含钾盐类沉积岩的溶解; 岩浆岩、变质岩中含钾矿物的风化溶解。 • 低矿化水中含量甚微,高矿化水中较多。 • K+大量地参与形成不溶于水的次生矿物(水云母、蒙脱 石、绢云母),并易为植物所摄取,因此,地下水中K+ 的含量要比Na+少得多。 • K+的性质与Na+相近,含量少,分析比较费事,故一般 情况下,将K+归并到Na+中,不另区分。
硫酸根离子(SO42-): • 不同矿化程度水中(SO42-)的含量: 高矿化水,含量仅次于Cl-,可达数g/L; 低矿化水,一般含量仅数mg/L; 中等矿化水, SO42-常成为含量最多的阴离子。 • 硫酸根离子(SO42-)来源: 含石膏或其它硫酸盐的沉积岩的溶解。 煤系地层含有黄铁矿;金属硫化物矿床附近。 化石燃料燃烧产生的SO2与氮氧化合物,构成富 含硫酸及硝酸的降水(酸雨),使地下水中SO42-增 加。
水文地质学基础 第六章 地下水的化学成分及其形成作用.

5. K+ ◆ 地下水中K+的含量只有Na+含量的4%~10%。 ◆ 一般将K+归并到Na+中进行分析,不另区分。
如Na+(+ K+ )
6. Ca2+(低矿化水的主要阳离子) ◆ 含量一般不超过数百mg/L ◆来源: ☆碳酸盐类沉积物及含石膏沉积物的溶解; ☆岩浆岩及变质岩中含钙矿物的风化溶解。 7. Mg2+ ◆ 化学性质及来源与Ca2 +相近,但地壳组成中 Mg2+比较少,因此含量通常较Ca2 +少。
化合物的当量=化合物分子量 / 阴(阳)离子价 meg/L=mg/L /离子的当量
☆德国度(H°) :相当于1L水中含10mgCa2+或 7.2mgMg2+的量。
1 meg/L=2.8 H°
4.地下水按硬度分类:
地下水类型 极软水 软 水 弱硬水 硬 水 极硬水
硬度(mg/L,以 CaCO3计)
<75
◆专项分析:
只分析一个或少数几个成分,分析项目根据具体任务确 定。
如:在对地下水质作动态观测时,可只选有代表性的离 子作定期分析;
为判明含水层之间是否有联系时,只需要作个别离子的 分析;
在为寻找饮用水源进行地下水调查时,需进行水中有毒 成分如As(砷)、Pb(铅)、F(氟)等项目的分析。
三、水化学分析资料整理
如:CO2可促进碳酸盐类的溶解。
二、地下水中主要离子成分
◆主要离子共7种: Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+
◆占主要地位离子随矿化度(含盐量)的变化: ☆低矿化水以HCO3-及Ca2+ ,Mg2+为主; ☆中等矿化水以SO42-及Na+为主,阳离子也可以
是Ca2+ ; ☆高矿化水以Cl-及Na+为主。
《水文地质基础》第六章 地下水的补给与排泄

第1节 地下水的补给
Groundwater recharge
补给方式:大气降水入渗、地表水入渗、凝
结水入渗、其他含水层或含水系统 、人工补 给
补给量(Incremeng of aquifer)的确定:
研究每一种补给方式的补给量大小
影响补给量大小的因素:讨论每一种补给
方式的影响因素
第1节 地下水的补给—大气降水入渗补 给
(Interaquifer flow; Flow across)
影响补给量大小的因素
两个含水层之间的水头差; 裂隙、断层的透水性; 弱透水层的透水性及厚度
越流补给量的确定:
K —— 弱透水层垂向渗透系数;
(Coefficient of permeability) I —— 驱动越流的水力梯度;
系:
地表水入渗补给量的确定
平原地区。选择符合下列条件的典型渗漏地段 ⑴ 无支流 ⑵ 无降水 ⑶ 无取水排水 ⑷ 河流两侧岩性均一
实测河段上、下游断面流量Q1和Q2
则渗漏量△Q为:
△Q = Q1 – Q2 根据△Q 的大小确定地表水与地下水的补排关系和 渗漏量。
此法不适用于间歇性河流及侧向径流强烈,潜水位 与河水位不相连的经常性河流。因为消耗于包气带的 水量占相当比例,误差较大。
人工回灌
采用有计划的人为措施补充含水量的水量称为人工
补给地下水 。其目的有:
补充、储存地下水资源; 抬高地下水位以改善地下水开采条件; 储存热源以用于锅炉用水; 储存冷源用于空调冷却; 控制地面沉降; 防止海水倒灌与咸水入侵含水层;
第2节 地下水的排泄
Groundwater discharge
按出露原因: 侵蚀泉、接触泉、溢流泉——下降泉 (Destructional spring;boundary spring, Contact spring; Overflowing spring) 侵蚀泉、断层泉、接触带泉——上升泉 (Fault spring)
水文地质学基础第六章地下水

■地下水不是纯的H2O,而是天然溶液,含有各种组分。 ■水是良好的溶剂,在空隙中运移时,可溶解岩石中的成分。在自然界
水循环过程中,地下水与大气圈、水圈与生物圈同时发生着水量和化 学成分的交换。 ■ 物理性质:温度、颜色、嗅、味、密度、导电性、放射性。 ■ 化学性质:气体成分、离子成分、胶体物 质、有机质等。 ■ 水是岩石中元素迁移、分散与富集的载体。研究许多地质作用时都不 能不涉及地下水的化学作用。 ■ 不同的用水目的在利用地下水时,对水的质量有一定要求 (如:饮用水、锅炉用水、地下水对混凝土的侵蚀性等) ■ 研究地下水的化学成分与作用必须与地下水的流动条件结合
摩尔百分数) ■分式后:水温(oC) ■特点是直观、表示简单也较全面,可以反映水的成因类
型(常用方法)
6.1 地下水的化学成分
一、地下水中常见的气体成分
■ 氧(O2)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)硫化氢 (H2S)、甲烷(CH4)
常见气体成分与地下水所处环境和地下水来源有关
二、地下水中主要离子成分
■地下水中含量多的有七种离子 ● 阴离子: HCO3-、 SO42- 、 Cl阳离子: Ca2+ 、 Mg2+ 、 K+ 、 Na+
地下水是如何保持它的溶解能力的?
地下水的流动(交替)性:
■ 地下水的径流速度和交替强度( V 与Q )
●停滞与流动很缓慢的地下水,溶解能力最终会降为零,溶滤作用 停止。
●水如果流动速度快,水交替(更新)迅速,CO2,O2不断被补 充,低TDS水不断更新—溶解能力已降低的水
■如果某地区地下水流动很快,水交替(循环)迅速,溶 滤作用很强烈,长期作用下去,地下水水化学特征如何?
第六章地下水的化学成分及其形成作用

水的 味道
咸味
涩味 苦味 清凉可口 味美适口
水中含有 NaCL
水中含有 Na2SO4 水中含有 MgCL2或 MgSO4 水中含有重 CO2 水中含有重碳酸钙、镁
六、比重(specific gravity) 地下水的比重取决于其中所溶解盐分的含量。地下淡水的比重通常认为与化 学纯水的比重相同,其数值为1。水中溶解的盐分越多,比重越大,有的可达 1.2--1.3。
四、嗅味(smell) 用鼻子闻,地下水一般是无气味的,但当其中含有某些离子或某种气体时, 则出现特殊的气味。例如:水中含有H2S气体时,具有臭鸡蛋气味;水中亚铁 盐含量很高时具有铁腥气味;含有腐殖质时具有腐草(沼泽)气味。水的气味 在低温时很难判断,加热到40 ℃时气味最明显。
地下水的物理性质
五、味道(sapor) 用嘴尝。地下水的味道取决于它的化学成分。
分 类 极软水 软水 微硬水 硬水 极硬水 Ca2+ 和Mg2+ 毫克当量 / L 德国度
<1.5 1---3 3---6 6---10 >10
< 4.2 4.2---8.4 8.4---16.8 16.8---25.2 > 25.2
6.2.4 地下水的总矿化度及化学表示式
酸碱度 PH=-lg[ H+ ]
测定地下水颜色的方法:取两支无色透明玻璃试管,一支装蒸馏水, 一支装被测地下水, 在管下衬以白纸,自上而下观测其颜色。
地下水的物理性质
三、透明度(diaphaneity) 地下水的透明度取决于水中固体与胶体悬浮物的含量。 地下水按透明度分为四 级:透明的、微浊的、混浊的和极浊的。 透明度的测定方法:通过盛水样的试管,以看清 3mm粗线的水深来确定。
第6章 地下水的补给与排泄

双环入渗试验装置 双环注水法--剖面图——连续降水
地中渗透仪结构图
a = G/Pr
6.1地下水的补给
3、降水入渗补给量 (2)山区降水入渗补给量的确定
可通过测定地下水的排泄量反求其补给量,包括河川基流 量(泉流量)、潜流量、开采量、蒸发量等,可以通过基流切 割法确定河川基流量。山区入渗系数为
式中Q ---- 地下水年排泄量(m3/a),余同上。
▪ 天然:大气降水、地表水、凝结水及相邻含水层的补给等 ▪ 人类活动有关的:灌溉水入渗、水库渗漏及人工回灌
6.1.1 大气降水对地下水的补给
讨论:入渗机制?影响因素??补给量的确定???
1、大气降水入渗机制
▪ 包气带是降水对地下水补给的枢纽,包气带的岩性结 构和含水量状况对降水人渗补给起着决定性作用
6.2 .1 泉 spring
❖ 定义:
泉是地下水的天然露头。
多为“点”状,属径流排泄
❖ 分类:根据补给泉的含水层类型可将泉划分为上升 泉、下降泉。
根据出露成因将上升泉可分为:侵蚀(上升)泉、断层泉和 接触带泉。
根据出露条件又将下降泉分为:侵蚀泉、接触泉、溢流泉
1.下降泉——出露潜水含水层中的泉
▪ 目前认为,松散沉积物的降水入渗有两种方式: 降水入渗的现象— 两类空隙的入渗过程——总结:
均匀砂土层——活塞式 (piston/diffuse) 含裂隙的土层——捷径式 (bypass)
山西黄土及其入渗
6.1.1 大气降水对地下水的补给
1、大气降水入渗机制
❖ “活塞式”入渗 ——适用条件: 均匀的砂土层
水文地质学
Hydrogeology
防灾科技学院 宋洋
第六章 地下水的补给与排泄
第6章 地下水及其对工程的影响_重庆大学_工程地质_课件

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6.3 地下水对工程的影响 6.3.1 土的渗透性 地下水在岩土空隙中的运动称为渗流(渗透)。 砂土是粒状固体颗粒与孔隙的集合体,土孔隙的存 在给非结合水(主要是重力水)提供了在水头差作 用下发生渗流的可能条件。土的渗透性是指土体被 水渗透的能力,它是土体渗透性、强度和变形特性 三大主要性质之一,是土体有别于其他致密工程材 料如钢材和混凝土等的独特性质。土的渗透性和土 中渗流对土体的强度和变形性能局有重要影响。
5
3. 承压水 1)承压水的概念 承压水是充满于两个稳定隔水层之间的含水层中具有静水压力的重 力水,如未充满则称无压层间水。承压水有上下两个稳定的隔水层,上 面的称为隔水顶板,下面的称为隔水底板。顶、底板之间的垂直距离为 含水层的厚度。
6
2)承压水的埋藏类型 承压水的形成主要取决于地质构造。形成承压水的地质构造主要是 向斜构造和单斜构造。 a.向斜构造
6.2.2
地下水化学性质
地下水的化学成分可以影响岩土的强度,从 而造成对建筑工程的侵蚀及其他危害。 1.地下水中常见的成分 地下水含有多种元素,有的含量大,有的含量 甚微。地壳中分布广、含量高的元素,如O、Ca、 Mg、Na、K等在地下水中最常见。有的元素如Si、 Fe等在地壳中分布很广,但在地下水中却不多;有 的元素如Cl等在地壳中极少,但在地下水中却大量 存在。这是因为各种元素的溶解度不同的缘故。所 有这些元素是以离子、化合物分子和气体状态存在 于地下水中,而以离子状态为主。
25
1.达西渗透定律 达西(H.Darcy)于1856年用如图7-9的试验装置,在稳定流和层流 条件下,用粗颗粒土进行了大量的渗透试验,测定水流通过土试样单位 截面积的渗流量,获得了渗流量与水力梯度的关系,从而得到渗流速度 与水力梯度(或水头能量损失)和土的渗透性质的基本规律,即渗流的基 本规律——达西渗透定律。
6第六章 地下水的化学成分及其形成作用

第六章 地下水的化学成分及其形成作用6.1 概 述地下水不是化学纯的H 2O ,而是一种复杂的溶液。
天然:人为:人类活动对地下水化学成分产生影响。
地下水的化学成分是地下水与环境、以及人类活动长期相互作用的产物。
一个地区地下水的化学面貌,反映了该地区地下水的历史演变。
水是最为常见的良好溶剂,可溶解、搬运岩土中的某些组分。
水是地球中元素迁移富集的载体。
利用地下水,各种行业对水质都有一定的要求→进行水质评价。
6.2 地下水的化学特征1.地下水中主要气体成分O 2 、N 2 、CO 2 、CH 4 、H 2S 等。
1)O 2 、N 2地下水中的O 2 、N 2主要来源于大气。
地下水中的O 2含量多→说明地下水处于氧化环境。
在较封闭的环境中O 2耗尽,只留下N 2,通常说明地下水起源于大气,并处于还原环境。
2)H 2S 、甲烷(CH 4)地下水中出现H 2S 、CH 4 ,其意义恰好与出现O 2相反,说明→处于还原的地球化学环境。
3)CO 2CO 2主要来源于土壤。
化石燃料(煤、石油、天然气)→CO 2(温室气体)→温室效应→全球变暖。
地下水中含CO 2愈多,其溶解碳酸盐岩的能力便愈强。
2.地下水中主要离子成分7大离子:Cl -、SO 42-、HCO 3-、Na +、K +、Ca 2+、Mg 2+。
低矿化水中(M<1 ~ 2g/L ):HCO 3-、Ca 2+、Mg 2+为主(难溶物质为主);发生化学反应岩石圈水圈交换化学成分中矿化水中(M=2 ~ 5g/L ):SO 42-、Na +、Ca 2+为主; 高矿化水中(M>5g/L ):Cl -、Na +为主(易溶物质为主)。
造成这种现象的主要原因是水中盐类溶解度的不同: 1)Cl -主要出现在高矿化水中,可达几g/L ~ 100g/L 以上。
来源:① 来自沉积岩氯化物的溶解;② 来自岩浆岩中含氯矿物的风化溶解; ③ 来自海水;④ 来自火山喷发物的溶滤;⑤ 人为污染:工业、生活污水及粪便中含有大量Cl -,因此居民点附近矿化度不高的地下水中,如Cl -含量超过寻常,则说明很可能已受到污染。
岩土工程渗流:第6章 地下水渗流理论计算

6.1 概 述
6.1.2 基本假定及计算条件简化 渗流所研究的一般是地下水中的重力水 一般作如下的规定:
(1)渗流服从达西(Darcy)定律。 (2)不考虑土体和水的压缩性,渗透时土体的空隙 大小和孔隙率不变。 (3)土体的饱和度不变。
4
本章渗流计算内容
闸、坝基渗流问题 ——按一维简化,考虑成层土层
ln
a0
H2 a0
(6.4.18)
按流量相同,迭代可求q,h0或a0
32
33
坝下游有排水 设备的情况
水平排水体
坝体内的自由水面线 为一条抛物线。 抛物线焦点在排水体伸入坝体的端点,坐标原点设在焦 点。上游三角形仍用宽度等于ΔL的矩形代替。
L
m1 2m1 1
H1
(6.4.7)
上游垂直面bc和y轴截面间水平长度为L0,两截面间的 水头差为H1-h0,平均过水断面面积为(H1+h0)/2,通过 该坝段的渗流量为:
《地下水渗流力学 》
第6章 地下水渗流理论计算
第6章 地下水渗流理论计算
6.1 概 述 6.2 均值透水地基的渗流计算 6.3 多层透水地基渗流计算 6.4 不透水地基上土坝渗流计算 6.5 不透水地基上心墙坝渗流计算 6.6 库水位下降时心墙坝渗流计算(不讲) 补充:均质地基复杂地下轮廓线的渗流近似
m
由(3.3.7)式在 K相同条件下
2H x2
H H1
2
0
M m (M m)m
(6.2.2)
边界条件: x , H H1
x L, H H2
9
第一区段:
x L
2H x2
H
H1
2
0
M m (M m)m
地下水的化学成分及其形成作用

总之,地下水的化学成份是地下水与环境以及 人类活动长期相互作用的产物。
第二节 地下水的化学特征
一、地下水中的主要气体成份
常见 O2 , N2 , CO2 , CH 4 , H2S 等,尤以前三种为 主。气体成份一方面能说明地下水所处的地球化 学环境;另一方面,有些气体能够增强水溶解盐 类的能力,促进某些化学反应。
有微生物参与了生物化学反应, (三)CO₂ 主要来源于土壤。 1、有机残骸发酵作用与植物呼吸作用使土壤
中不断产生CO₂溶入径流土壤的地下水中; 2、含碳酸盐类的岩石,在深部高温下,也可
变质生成CO₂:
CaCO3 400℃ CaO CO2
地下水中CO₂愈多,其溶解碳酸盐的能力越强。
其化学成分受岩性、气候、地形等因素的影响。 绝大部分地下水属于溶滤水。 二、沉积水 指与沉积物大体同时生成的古地下水。 河、湖、海相沉积物中的水具有不同的原始成份,
在漫长的地质年代中水质又经历了一系列复杂变化, 通常是一些高矿化的咸水。
三、内生水
20世纪初,曾把岩浆看作温泉分异的产物, 后来发现,在大多数情况下,温泉是大气降水 渗入到深部加热后重新升到地表形成的。近年 来,某些学者通过对地热系统的热均衡分析得 出,仅靠水渗入深部获得的热量无法解释某些 高温水的出现,认为应有10%—30%的水来自 地球深部圈层的高热流体的加入,这样,源自 地球深部圈层的内生水又逐渐为人们所重视。 但内生水的研究,至今尚不成熟。
(2)含钠矿物的风化溶解;
5、K⁺
来源:(1)含钾盐类沉积岩的溶解;
(2)变质岩、岩浆岩盐中含钾矿物的风化溶解。
6、Ca⁺²
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(三)井数校核
根据设计的井数计算总的开采量,同前边计算出的总需水量进 行比较,如可以满足需求,则说明设计井数合理;如不能满足 需求,则需增加井数以满足需要。
三、井群与井网布置
1.布置原则
SL256—2000《机井技术规范》中对井群和井网的布置原则
进行了说明。 井位应根据具体条件选定,水力坡度较大的地区,可沿等 水位线交错布井;水力坡度平缓区,应采用梅花形或网格形 布井。富水区宜集中布井。 地面坡度大或起伏不平,井位应布在高处;地势平缓时, 井位宜居中;沿河地带,平行河流布井。 布井应与输电线路、道路、林带、排灌渠系布设统筹安排。
(二)规划图件
规划图件一般有如下几种: 1.水文地质分区图 内容主要包括含水层组、岩性、富水性等。 图幅比例:一般为1/10000~1/50000。 2.水利设施现状图 包括各类水利工程(包括机井)的灌溉范围、高压线路、变压 器位置、道路、林网等。 图幅比例:规划面积小于5万亩者,以1/1万为宜;大于5万 亩者,可采用1/5万。 3.水质评价图 4.开采条件分区图 内容应包括多年平均地下水埋深、富水性、含水层厚度以 及开发利用措施等。
在规划时应考虑:
详细调查分析全灌区的地下水水质,土壤含盐情况,绘制含 盐成分和矿化度分区图,并将较严重的盐斑地段在分区图上 准确标出。 在有容泄区条件下,可结合渠灌系统,布置必要的支、干排 水沟以构成排水出路或集中排出。如无容泄区的条件,则可 掺淡灌溉使表层盐分垂直下移。 按各分区的水文地质条件,盐斑分布情况,分别选择合适的 井型和布置井群与井网。初期宜加强抽水,使含水层很快腾 出蓄存淡水的空间;布井时,对次生盐碱化区应以排为主考 虑;在严重盐斑区可布井群以加强排水;而在非盐碱化区和 轻度盐碱区,则应以灌为主。
布置,以达“以渠养井,以井补渠”的目的。
在地表水充足的灌区,地下水的开采应控制地下水位在致
害临界深度以下;而地表水如有季节或年际不足的渠灌区, 其地下水的开采量,则按致害深度为地下水最高起始调节水 位埋深。在多年调节下,可允许在此水位附近升降变化,但 不能持续下降。
在旧渠灌区改造时,除特殊情况外,一般渠系不要做大的
5.地下水可开采资源模数(亦称允许开采资源模数)分区图 6.井灌区规划图 内容包括灌区范围、井位、高压线和变压器位置,固定渠系、 道路、林带等。 7.分区典型地块井灌规划图 在规划区内分区选择典型地块,将机井、灌溉范围、渠系及 其建筑物、高低压输电线路及变压器等绘入图内。 8.不同井型结构典型设计图 针对各种不同井型,应选择典型井绘出结构设计图。 9.其他图件
η’ —— 灌溉水有效利用系数; η1 —— 干扰抽水的水量削减系数;
m2 —— 每亩每次综合平均灌水定额(m3/亩)。
(二)井距与井数的确定
1.井距的确定
根据布井方式,采用相应的几何计算公式。
2.井数的确定
依单井控制灌溉面积和规划区灌溉面积来确定。 井数主要取决于单井灌溉面积,而单井灌溉面积又主要决定于 灌水定额。因此,应从平整土地、减少渗漏、采用先进的灌水 技术等方面来降低灌水定额,以达到增大井距、减少井数、提 高灌溉效益的目的。
四、电网布设
1.电网布设应与井网、道路、林网等相互配合,务使线路短、 变压器位置适中、损耗小而经济效益高、整齐划一而又便于 管理。
2.一般高压线路沿井排布置,低压线路沿渠系或道路布置。
3.低压线路不宜过长(不超过1km),末端电压不应降至340V。 4.由于井灌区井点分散,除集中开采的井群外,一般不宜采用
§6-4 工程规划
在规划区分区规划、水资源评价和供需水量平衡计算 的基础上,便可根据规划区的水利现状和发展需要, 对全规划区进行机井和配套工程的规划。
一、井型选择和典型井的确定
(一)井型选择
井型选择主要根据规划区水文地质条件和技术经济条 件,水文地质条件包括含水层的埋深、厚度、岩性、 水质等,技术经济条件主要是指当地的习惯、经济能 力等因素。
二者在布置时,应统一考虑,互相照应,以达到尽可能的
协调。 为了充分发挥井渠结合的效益,在改造和规划时应考虑如 下的几个问题。 在地下水、地表水用水量统一平衡计算的基础上,宜将 地表水渠灌主要调配于高地和地下水资源贫缺或开采条件 较差的地区。 对地下水丰富,地下水位较高和开采条件较好的地区,
应以井灌为主。而渠系仍应全灌区布置,井点主要沿渠系
变动。井网多沿斗、农渠布置;部分也可沿干、支渠布置, 但需有专门的渠道或管道将抽出井水输送于斗、农渠。如系 新规划的灌区,则井网可与渠系相互配合布置。在低洼易涝 和地下水位高的地区,则应多布井,即以排为主。
二、综合治理的灌区
在旧的渠灌区,如因为地下水位上升,而产生了渍涝灾害
和轻度次生盐碱化时,如水质较好尚宜灌溉,一般可采取
二、单井灌溉面积、井距与井数的确定
(一)单井灌溉面积的确定
在我国部颁标准SL256—2000《机井技术规范》中,单井灌
溉面积的计算公式为:
Qt3T2 (1 1 ) F0 m2
式中
F0 —— 单井灌溉面积(亩); t3 —— 灌溉期间开机时间(h/d),通常取16~20h/d;
T2 —— 每次轮灌期的天数(d),通常取7~10d;
在富水性较差的分区或地段,单井出水量小,不仅单井灌 溉面积少,而且灌水效率低。在井旁修建调蓄池后,便可长 蓄短用,充分发挥机井效益,增大单井灌溉面积。 如条件许可,应与周围居民点的用水相结合。
井旁修建调蓄池要注意防渗和蒸发损失,还应考虑尽可能 不要二次提水。
在地下水温过低(低于16℃),对某些作物不宜直接灌溉时, 也要在井旁修建调蓄池,将抽出的水经过曝晒,增温后再用 于灌溉。
(二)典型井的确定
1.确定典型井的目的
确定单井灌溉面积。 单井灌溉面积是井灌工程规划中是最重要的技术指标和参数之 一。单井灌溉面积确定的偏小,会增加井数,加大投资;相反 则可能造成季节不能满足作物需水,影响产量。 便于计算材料、设备、劳力和投资等。
2.典型井的确定方法
通过抽水试验确定单井流量。 可以是已有的生产井,也可以是专门施工的试验井。 根据单井流量和灌溉定额确定单井灌溉面积。 影响灌溉定额的因素很多,如灌溉技术方法、作物种植结构、 土壤性质、农田平整程度、运营管理水平等。
六、规划成果的整编
规划成果包括规划报告和规划图件。
(一)规划报告
规划报告应包括以下主要内容: 1.灌区基本情况(包括自然地理、水文地质、农业生产、作物 种植、水利工程现状、社会经济等)。 2.地下水资源计算与评价(包括质、量两个方面)。 3.供需水量平衡计算。 4.井灌工程规划。 5.投资概算、经济效益分析。 6.实施方案。 7.附件(包括附图、附表及对某些专门问题的文字说明等)。
井渠结合,以排灌结合的方法处理,便可得到改善与治理。 在水源较充足的情况下,对低洼易涝区,还可配合改旱作 为水田或水旱轮作,则易奏效。 如灌区内地下水的水质较差,不能完全适应灌溉要求,且
已形成较严重的次生盐碱化时,这在种情况下,地下水在
开采(排出)初期不宜直接用来灌溉,或仅能少量灌溉。可采 取排、灌、洗相结合的方法进行综合治理。
大容量的变压器(多在100kVA以下)。对于井距近的小泵机井,
一台变压器可控制4~6眼机井;而对于大泵机井,多则控制 2~3眼机井,少则一眼机井要配1台变压器。
5.关于电网的输配系统,一定要与电业部门密切配合,务使其
经济适用、安全可靠。
五、辅助工程
常用的辅助工程有井旁调蓄池和回灌工程等,只简要介处开始,结合地下水流向和地形,确定井网第一 排线。再根据井距,初步排列井位。并结合地面建筑物、道 路、居民点和地形等,作必要的调整。 按大致的排距定出第二排、第三排、……的排线,用与第一 排相似的方法,排列各排上的井位。 初步将井网布完后,还需分别对井型再逐一检查,使不同井 型的布置井数与计划井数基本相等。如果由于地形和建筑物 的影响,使个别井的单井灌溉面积受到限制时,可适当增加 井数,但不能超过计划井数的3~5%。 布井结束后,到现场逐一落实井位。对有争议的井位,要充 分研究,协商解决。 在布置井网时,应顾及各分区内含水层的分布和富水状况。 尽管最末一级分区的水文地质条件比较相近,但仍有一定差 别,所以在相对贫水区内应尽可能少布井。
根据需要,如地下水位等值线图、地下水埋深等值线图、含 氟量等值线图等。
§6-5 井渠双灌和综合治理规划
一、井渠结合灌区
规划的新井灌区或已建成的老井灌区,当地下水资源难以完 全满足规划区需水的要求时,如当地或邻区在雨季或汛期尚 有一定量的地表水资源时,可考虑用于部分时间(季节或年度) 或部分面积的灌溉。 对于这种情况,为了充分利用当地的水资源,提高水资源利 用率和扩大灌溉面积或提高灌溉水的保证率,可考虑建设井 渠结合灌区。 在规划时必须对两种水资源综合调节利用,按总的可利用水 资源规划灌溉面积,分别布置井网和地表水渠系。