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銀川地區(qū)地下井水說明土建水利學的論文
一、區(qū)域條件簡述
(一)氣象環(huán)境簡述
銀川地區(qū)屬中溫帶干旱大陸性高原氣候區(qū),氣候干旱,雨雪稀少,日照充分,蒸發(fā)強烈,風大沙多,夏季炎熱而短促,冬季寒冷而漫長,冷熱變化急劇,年溫差,日溫差大,屬典型的大陸性氣候。
七——九月份為雨季,占全年降雨量的70—80%,一般年平均降雨量為218.6mm,年平均蒸發(fā)量為1574 mm,年最高氣溫36.5℃左右,七月份平均氣溫24℃左右,每年十一月開始冰凍,翌年三月解凍。
(二)區(qū)域地質(zhì)條件簡述
場區(qū)位于銀川平原中部,喜瑪拉雅山運動使賀蘭山褶皺與鄂爾多斯地臺相對上升,形成“銀川地塹”。該地塹長約170km,寬50 km,呈北東向延伸。地塹在新構(gòu)造運動期一直處于比較活躍狀態(tài),經(jīng)歷多次構(gòu)造運動,導致斷裂發(fā)育,歷史上地震活動頻繁。銀川地塹從第三紀起就形成廣闊的湖盆,湖盆內(nèi)為白堊系一第三系的碎屑沉積物。銀川平原就在此基礎(chǔ)形成。在銀川平原范圍內(nèi),覆蓋在第三系地層之上為第四系砂層與粘土層,厚度約1600余米。
(三)區(qū)域水文地質(zhì)條件簡述
銀川平原是一個分布廣闊的水文地質(zhì)單元體,賦存多層的承壓水。基底巖層的地質(zhì)構(gòu)造帶中,賦存礦化度較高的熱水資源。
在深度200米以上的第四系土層中,在細砂、粉細砂層中賦存豐富的承壓水,除表層為(60m以上)為潛水一微承壓水,水質(zhì)稍差外,其它各砂層中的承壓水的水量豐富、水質(zhì)好。
地下水的補給主要為盆地周圍的山區(qū)的側(cè)向補給,表層潛水也接受大氣降水補給,但由于大氣降水量小,如人為開采量大,其開采量將遠大于補給量,勢必造成地下水水位下降,但因水文地質(zhì)單元面積大,含水層較厚,故區(qū)域地下水水位下降速度較緩慢。
二、場地水文地質(zhì)條件
(一)潛水——微承壓水:場地內(nèi)賦存于深度9.0-11.0m下的細砂、粉細砂層中,水位埋深為3.0-6.0m,砂層厚度42.0-45.0m,其中夾有一層4.0-4.5m厚的粉質(zhì)粘土,此層表層為填土和粉質(zhì)粘土,在場地范圍內(nèi)厚度變化較大,其水質(zhì)不詳。
(二)承壓水,埋藏于深度75.0-76.0m的粘土層以下的細砂層中,細砂為中密一密實,顆粒大小較均勻,靜止水位的埋藏深度12.5-13.5m,透水性中等,滲透系數(shù)1-2m/d,含水層厚度25.0-28.0m。含水層厚度在場區(qū)內(nèi)變化較小,水質(zhì)較好,為低礦化度水。
三、水源熱泵技術(shù)的井水使用情況
2005年以前,銀川地區(qū)共有水源熱泵項目19個,根據(jù)用戶反映,這19個項目的井水都不能完全回灌或者完全不能回灌。所以,過去在銀川的基本結(jié)論是銀川地區(qū)不適用水源熱泵技術(shù)。否則就會造成水資源浪費。根據(jù)我們在寧夏發(fā)電集團辦公樓工程的實際經(jīng)驗,銀川的地質(zhì)情況是比較難回灌,但不是不能回灌。對于普通常用的回灌技術(shù),在銀川是不適用的,但如果采用合適的打井技術(shù),以及減少系統(tǒng)的用水量,銀川地下豐富的水資源定能為銀川地區(qū)帶來安全、高效、節(jié)能的空調(diào)冷暖能源。
我們在寧夏發(fā)電集團辦公樓工程中,原計劃打5口井,采用2抽3灌的方式。在采用了西亞特技術(shù)后,最后打了4口井,2用2備,1口回灌井實現(xiàn)100%井水回灌。抽水井每口井抽水量80噸/小時,回灌井回灌量80噸/小時。實際使用說明只要技術(shù)處理合理,銀川的地下井水回灌是有保證的。
四、抽水試驗與回灌試驗結(jié)果
1、對抽水井進行抽水試驗,2005年9月11日開始抽水,抽水前測得靜止水位(從井管口起算)埋深73m,15時13分開泵至23時13分穩(wěn)定,至9月12日7時13分停泵,穩(wěn)定水位埋深29.40m,水位下降值為14.6m,此時涌水量為60.0 m3/h,單位涌水量5.62 m3/h.m。
抽水井為非完整井,含水層厚度20.0m埋深,過濾器長度18.0m,埋深53.0m-71.0 m。
2、抽水一回灌聯(lián)合試驗,共進行兩次試驗,第一次試驗2005年9月12日12時至9月13日12時,歷經(jīng)24小時。第二次試驗9月14日10時至9月17日10時,歷以72小時。從3號井以抽水量59 m3/h,向1號井連續(xù)回灌。
第一次抽水回灌試驗時,抽水井動水位25.10 m,水位下降值為14.6m,此時回灌井動水位5.8 m,上升8.2 m,抽水井的單位涌水量為5.73 m3/h·m,而回灌井的單位回灌量為5.20 m3/h.m。第二次抽水一回灌試驗時,抽水井動水位為24.37m,水位下降值為10.11m,此時,回灌井動水位為3.64m,上升10.07m,抽水井的單位涌水量為5.86m3/h.m,而回灌井的單位回灌量為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、結(jié)論與建議
1、通過1號井和3號井的抽水一回灌試驗說明,3號井作為抽水井,抽水量在60m3/h時,單位涌水量為5.2m3/h.m。1號井(回灌井)在自然狀態(tài)下(未加壓)時,單井回灌量可滿足60m3/h·m(受回灌有一定影響),單位回灌量為5.86-7.20m3/h,可以滿足工程的要求。
2、第二次回灌試驗的單位回灌量比第一次回灌試驗的單位回灌量小約19%,說明今后空調(diào)長期用水中,對回灌井回揚的重要性。
3、長期運行時,回灌系統(tǒng)按有限壓力回灌法進行裝置,回灌壓力限制在0.1MPa,只要排氣得當和定期回揚,是能確保長期按量回灌100%。
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