开封市超深层地下水回灌研究.pdf

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1、第32卷第9期人民黄河Vo1．32，No．92010年9月YELL0WRIVERSep．，2010【水资源】开封市超深层地下水回灌研究白宏洁，方永伦，郭健。(1．黄河水利职业技术学院，河南开封475004；2．河南永固岩土工程有限公司，河南开封475001；3．开封市水利建筑勘察设计院，河南开封475001)摘要：选择某小区超深层地下水井为回灌井，利用浅层地下水和自来水的混合水为回灌水源，对开封市超深层地下水进行了自然回灌试验。结果表明：在自然回灌条件下，回灌井可以满足37m。／h的回灌要求，但回灌能力会随时间衰减，当渗透系数衰减到某值

2、时，回灌能力将变得很弱，导致回灌难以持续进行。关键词-超深层地下水；回灌；渗透系数；吸水指数；开封市．中图分类号：TV213文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．09．020一．IⅧ毒隘、翳薅覃}锻篙凰采赠*超深层地下水是指埋深450～2550m的深层地下水资源，绘制历时曲线，见图1。∞如∞∞加mO水温一般为25～94℃，含有多种对人体有益的微量元素，是较第二次回灌试验平均回灌水量为36．7m／h，井水位埋深理想的饮用水和浴疗用水，具有较高的开发利用价值。近年18．22m。依据试验数据绘制历时

3、曲线，见图2。来，开封市在超深层地下水开发利用方面得到长足的发展，同表1回灌试验基本情况时也出现了地下水位持续下降的问题，特别是开发利用最多的埋深1000—1350ITI储水层，10a内水位下降了32ml】j。根据国内外经验，超深层地下水出现水位持续下降等问题时，回灌是保证其水资源可持续开发利用的重要手段J。为解决新近系热储回灌的问题，保证超深层地下水资源的可持续开发，发挥超深层地下水资源经济、环保的优势，笔者通过了解超深层地下水动力场的特征，初步评估了开封市超深层地下水的回灌能力。1回灌试验井的选定及其基本情况lO∞200030∞40

4、0050106000时间／rain回灌井的选定主要考虑以下几个方面：①地压力有所释图1第一次回灌试验历时曲线放；②周围有一定数量超深层地下水井分布，但不宜过多，便于回灌后观测；③回灌的目的层应有较厚的含水砂层，孔隙度和渗透率较好。皇魅选择某小区超深层地下水井为回灌井，该井井深为1031量裂m，单位用水量为2．96m／(h·m)，水温为48℃，抽水渗透系*张赠椒回*数为0．88m／d。回灌方式为自然回灌，水源为浅层地下水和自来水的混合水。时间Inan回灌井在试验前装入60m回灌管。试验过程中通过阀门图2第二次回灌试验历时曲线控制回灌水量，

5、用机械水表观测水量，用温度计测量回灌水的温度，用测绳、卷尺和电流表测量水位埋深。3结果分析2回灌试验过程3．1回灌过程从地下水的运移过程看，回灌是抽水的逆过程。回灌和抽回灌试验共进行了两组，基本情况见表1。第一次回灌试验回灌前井水位埋深48．1m。回灌流量初收稿日期：2010—04—15作者简介：白宏洁(1975一)，女，河南巩义人，讲师，硕士，研究方向水利水电工始设定为20m。／h，后逐渐增加至约30m／h，至试验结束时，井程规划、设计、施工、监理和节水技术。水位埋深31．24m，平均回灌流量为26．9m／h。依据试验数据E-mail

6、：ktbhjl@163．corn·48·人民黄河2010年第9期水的不同在于，前者是发散的径向流，后者是收敛的径向流，同K．(t)=1．836e(3)时两者的物理条件也有所区别。当超深层地下水井抽水时，由()：0．806e⋯(4)于过水断面小，流速较大，岩层中的细颗粒将随水进入井内，因随着回灌时间的推移，渗透系数不断减小，回灌效果逐渐此抽水初期的水往往是混浊的，这样持续一段时间，水就会逐减弱。渐变清，此时在井中滤水管周围会形成一个渗透性增大的地3．3吸水指数带。而回灌时情况正好相反，水由井向含水层流动，速度逐渐为了分析回灌后地层『J及水

7、能力的变化情况，笔者引入了吸减小，水中携带的细颗粒将沉淀在含水层中，水中带有的某些水指数的概念。吸水指数即单位时间回灌水量与井底压差的溶解物质可能和岩石骨架或含水层中原有的水发生反应，水中比值，是衡量回灌井吸水能力的重要指标，其计算公式为的气泡也很可能会停留在微小孔隙中，从而导致含水层的阻塞nⅣ：(5)和渗透性的降低，因此在井周围就产生l『一个渗透性降低的地2‘l带。该地带呈圆柱状包在井管外围，渗透系数比原来的渗透系式中：Q为单位时问回灌水量，m／h；P为灌水后的井底压力，数小，并随着距井轴的距离而变化，距井轴越近，阻塞程度越MPa；P

8、，为灌水前的井底压力，MPa。．高，渗透系数越小。两次回灌试验的吸水指数变化曲线见图5。两条曲钱的走3．2注水渗透系数势说明了在回灌流量一定时，其回灌能力随着时间推移不断减地下水回灌是抽水的逆过程，对于同一