段維立
(陜西省寶雞峽引渭灌溉管理局南韓管理站,陜西 興平713100)
近年來,國家進一步加強農村工作提高農業(yè)綜合生產能力,在全國范圍內開展了土地開發(fā)整理工作。土地整理后,為提高農田生產效益,均進行了灌溉配套,常引用地表水或地下水進行灌溉。雖然國家對開采地下水有嚴格的規(guī)定,但仍有部分項目存在著不規(guī)范開采地下水現象。據此,本文對規(guī)范開采地下水和井灌區(qū)規(guī)劃進行了簡單的描述。
開發(fā)應用地下水資源,必須統一調度,互補余缺,合理開發(fā)利用,避免出現不良生態(tài)、地質環(huán)境現象。在興建或改建井灌區(qū)之前,必須按照以下原則進行全面系統地規(guī)劃。
(1)井灌區(qū)應在農業(yè)區(qū)劃和水利規(guī)劃的基礎上,以合理開發(fā)和綜合利用水資源、保護生態(tài)環(huán)境為原則進行規(guī)劃。在開發(fā)利用地下水的過程中,應保證井灌工作正常進行,即機井出水量不減少,提水條件不惡化。為此,必須在正確評價地下水可采資源的基礎上進行合理的井灌規(guī)劃。使地下水的開采量不超過可采資源,避免出現“地下水位區(qū)域下降漏斗”。
(2)地下水與地表水資源,應全面規(guī)劃,統籌安排??偟脑瓌t是充分利用地表水,合理開發(fā)地下水。規(guī)劃時,應根據地區(qū)地表水和地下水資源的分布情況,因地制宜統籌安排。在有良好含水層和補給來源充沛的地區(qū)可集中開采;補給來源有限的地區(qū),宜分散開采。
(3)地下水的開發(fā)利用,必須堅持淺、中、深結合,合理布局,分層取水。開發(fā)利用地下水,應優(yōu)先開采淺層水,嚴格控制開采深層水。淺層地下水,開采容易,水井建造費用較低,且消耗之后回補快,為此在淺層淡水層含水層較厚、補給充足,水井出水量較大的地區(qū),應優(yōu)先開發(fā)淺層地下水。中層和深層承壓水一般含水層厚度大,透水性好,單井出水量大,在開采利用之前有較大的承壓水頭,有些甚至可以自流,但由于側向和垂直補量小,一經開采,就會出現地下水位的下降。
(4)地下水的開發(fā)利用,必須與旱、澇、堿的治理統一規(guī)劃,兼顧興利與防害。地下水開發(fā)為灌溉提供了水源,同時又降低地下水位而起到防堿防漬的作用。汛前開采地下水,騰出地下水“庫容”,使汛期能更多地存蓄降雨和地面徑流.(通過地面入滲),因而也為除澇、治堿創(chuàng)造了有利條件。
(5)對地下水的利用和回補措施要同時考慮,做到有采有補,采補結合,以維持在開發(fā)期內地下水量的均衡。規(guī)劃時,應根據水文地質條件,考慮地下水監(jiān)測站網的布設。在長期超采引起地下水位持續(xù)下降的地區(qū),應采取回補措施或限量開采;對已造成不良后果的地區(qū),應停止開采。逐步做到,開發(fā)利用地下水的單位,治理上游水土流失,結合蓄、補、回灌等多種措施,控制地下水位連續(xù)下降。
機井的深度應根據當地水文地質條件和設計單井出水量來確定,具體方法和步驟如下:
(1)收集分析設計地區(qū)水文地質資料,如含水層的埋藏深度,含水層的巖性、厚度、層次結構、出水率,咸、淡水分層和水質條件等。
(2)根據當地打井經驗和抽水試驗資料,確定不同含水層的出水率。
(3)確定允許的抽水降深 S,采用離心泵時,一般取4~6 m。
(4)計算單井出水量(Q,m3/h)。其計算公式為:
式中:ml,m2,…,mi為各種砂層厚度,m;ql,q2,…,qi為各種砂層相應的單位出水率,t/(h·mm);S為計劃抽水降深,m。
(5)確定機井深度。根據設計的單井出水量(一般要求單井出水量在50~60 t/h以上,最少也應有 20~30 t/h),計算出需要取用的砂層厚度,結合考慮地層情況,再加上沉砂管的長度(約3~5 m),即可確定機井的深度。
機井間距是機井合理布局的主要環(huán)節(jié)。機井間距的確定,涉及到很多因素,除與單井出水量、可開采資源及地下水的補給條件等因素有關以外,還與灌水定額,輪灌天數,每天澆地時間等因素有關。因此要合理確定機井間距是一個比較復雜的問題,下面僅介紹幾種簡化方法。
(1)單井灌溉面積法。在大面積水文地質條件差異不大,地下水補給比較充足,地下水資源比較豐富,地下水靜水位降深在一定時間內可以達到相對穩(wěn)定的情況下(此時開采量與補給量基本平衡),機井間距主要決定于井的出水量和所能灌溉的面積。首先計算單井灌溉面積,其計算公式如下:
式中:A為單井灌溉面積,畝;Q為有井群干擾抽水時的單井出水量,m3/h;η為井灌渠系水利用系數;t為每天灌水時間,h/d;T為整個灌溉面積灌一次水所需時間,d;m為灌水定額,m3/畝。
若按正方形網狀布井,則機井間距 D(m)應為:
(2)開采模數法。根據資源評價,對單位面積允許開采量,即開采模數已經確定時,則可按下列公式計算機井的密度和井距:
式中:N為機井密度(每 l km2平均井數);ε為開采模數,m3/(km2·年);Q為單井出水量,m3/h;t、T年為機井每天工作時數和每年工作日數。
若按正方形網狀布井,則機井間距 D(m)為:
從以上所述可以看出,要合理確定機井密度和間距,必須搜集一定的資料并通過科學的分析和計算。
根據已確定的機井間距,結合當地的具體條件,經過現場查勘,逐井落實其位置,在具體選定井位時應注意:①井位的布置要服從農田基本建設總體規(guī)劃,一般井位應靠近溝、渠、路、林布置,設在田邊地角上,以利機耕、便于管理、少占耕地。②井位布置要與架設輸電線路的規(guī)劃相結合。使低壓線路順道路架設,以利線路檢查維護,變壓器的位置要建在電力負荷的中心,并使低壓線路成為放射狀布線,避免一條線上帶幾臺電機。③為了輸水方便,一般應把井位選定在較高處,以便于控制較大的灌溉面積。④為了提高單井出水量,井位要盡可能選在富水帶,如古河道沿線。⑤布置井位應以鄉(xiāng)、村為基本單位,要打破村組界限,在相鄰鄉(xiāng)、村或組交界處布井時,應本著團結精神,共同協商,合理布井。⑥在老井灌區(qū)布井,要優(yōu)先考慮舊井的改造利用,不要輕易廢除舊井以免造成浪費。⑦在井渠結合的灌區(qū),要把井位排列成直線,最好與渠道相間布置,這樣井灌抽水可以有效地降低地下水位有利于防治土壤鹽堿化。
在土地開發(fā)整理工程項目中,按以上原則進行灌區(qū)機井規(guī)劃,對改善農業(yè)生產條件,實現農業(yè)生產增產增效,增加有效耕地面積,緩解耕地面積減少趨勢 ,增強村級經濟和農民個人經濟實力,建設社會主義新農村具有重要意義。