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银川地区地下井水说明土建水利学的论文
一、区域条件简述
(一)气象环境简述
银川地区属中温带干旱大陆性高原气候区,气候干旱,雨雪稀少,日照充分,蒸发强烈,风大沙多,夏季炎热而短促,冬季寒冷而漫长,冷热变化急剧,年温差,日温差大,属典型的大陆性气候。
七——九月份为雨季,占全年降雨量的70—80%,一般年平均降雨量为218.6mm,年平均蒸发量为1574 mm,年最高气温36.5℃左右,七月份平均气温24℃左右,每年十一月开始冰冻,翌年三月解冻。
(二)区域地质条件简述
场区位于银川平原中部,喜玛拉雅山运动使贺兰山褶皱与鄂尔多斯地台相对上升,形成“银川地堑”。该地堑长约170km,宽50 km,呈北东向延伸。地堑在新构造运动期一直处于比较活跃状态,经历多次构造运动,导致断裂发育,历史上地震活动频繁。银川地堑从第三纪起就形成广阔的湖盆,湖盆内为白垩系一第三系的碎屑沉积物。银川平原就在此基础形成。在银川平原范围内,覆盖在第三系地层之上为第四系砂层与粘土层,厚度约1600余米。
(三)区域水文地质条件简述
银川平原是一个分布广阔的水文地质单元体,赋存多层的承压水。基底岩层的地质构造带中,赋存矿化度较高的热水资源。
在深度200米以上的第四系土层中,在细砂、粉细砂层中赋存丰富的承压水,除表层为(60m以上)为潜水一微承压水,水质稍差外,其它各砂层中的承压水的水量丰富、水质好。
地下水的补给主要为盆地周围的山区的侧向补给,表层潜水也接受大气降水补给,但由于大气降水量小,如人为开采量大,其开采量将远大于补给量,势必造成地下水水位下降,但因水文地质单元面积大,含水层较厚,故区域地下水水位下降速度较缓慢。
二、场地水文地质条件
(一)潜水——微承压水:场地内赋存于深度9.0-11.0m下的细砂、粉细砂层中,水位埋深为3.0-6.0m,砂层厚度42.0-45.0m,其中夹有一层4.0-4.5m厚的粉质粘土,此层表层为填土和粉质粘土,在场地范围内厚度变化较大,其水质不详。
(二)承压水,埋藏于深度75.0-76.0m的粘土层以下的细砂层中,细砂为中密一密实,颗粒大小较均匀,静止水位的埋藏深度12.5-13.5m,透水性中等,渗透系数1-2m/d,含水层厚度25.0-28.0m。含水层厚度在场区内变化较小,水质较好,为低矿化度水。
三、水源热泵技术的井水使用情况
2005年以前,银川地区共有水源热泵项目19个,根据用户反映,这19个项目的井水都不能完全回灌或者完全不能回灌。所以,过去在银川的基本结论是银川地区不适用水源热泵技术。否则就会造成水资源浪费。根据我们在宁夏发电集团办公楼工程的实际经验,银川的地质情况是比较难回灌,但不是不能回灌。对于普通常用的回灌技术,在银川是不适用的,但如果采用合适的打井技术,以及减少系统的用水量,银川地下丰富的水资源定能为银川地区带来安全、高效、节能的空调冷暖能源。
我们在宁夏发电集团办公楼工程中,原计划打5口井,采用2抽3灌的方式。在采用了西亚特技术后,最后打了4口井,2用2备,1口回灌井实现100%井水回灌。抽水井每口井抽水量80吨/小时,回灌井回灌量80吨/小时。实际使用说明只要技术处理合理,银川的地下井水回灌是有保证的。
四、抽水试验与回灌试验结果
1、对抽水井进行抽水试验,2005年9月11日开始抽水,抽水前测得静止水位(从井管口起算)埋深73m,15时13分开泵至23时13分稳定,至9月12日7时13分停泵,稳定水位埋深29.40m,水位下降值为14.6m,此时涌水量为60.0 m3/h,单位涌水量5.62 m3/h.m。
抽水井为非完整井,含水层厚度20.0m埋深,过滤器长度18.0m,埋深53.0m-71.0 m。
2、抽水一回灌联合试验,共进行两次试验,第一次试验2005年9月12日12时至9月13日12时,历经24小时。第二次试验9月14日10时至9月17日10时,历以72小时。从3号井以抽水量59 m3/h,向1号井连续回灌。
第一次抽水回灌试验时,抽水井动水位25.10 m,水位下降值为14.6m,此时回灌井动水位5.8 m,上升8.2 m,抽水井的单位涌水量为5.73 m3/h·m,而回灌井的单位回灌量为5.20 m3/h.m。第二次抽水一回灌试验时,抽水井动水位为24.37m,水位下降值为10.11m,此时,回灌井动水位为3.64m,上升10.07m,抽水井的单位涌水量为5.86m3/h.m,而回灌井的单位回灌量为5.85m3/h.m,回灌井的回灌效率比抽水井的抽水效率只大0.4%。
五、结论与建议
1、通过1号井和3号井的抽水一回灌试验说明,3号井作为抽水井,抽水量在60m3/h时,单位涌水量为5.2m3/h.m。1号井(回灌井)在自然状态下(未加压)时,单井回灌量可满足60m3/h·m(受回灌有一定影响),单位回灌量为5.86-7.20m3/h,可以满足工程的要求。
2、第二次回灌试验的单位回灌量比第一次回灌试验的单位回灌量小约19%,说明今后空调长期用水中,对回灌井回扬的重要性。
3、长期运行时,回灌系统按有限压力回灌法进行装置,回灌压力限制在0.1MPa,只要排气得当和定期回扬,是能确保长期按量回灌100%。
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