摘要：目的通過兩礦區增加水源井開采量具體實施方案的實踐經驗證明，利用自然資源，充分撐握現有水源潛力通過改擴建水源井的方法是現實有效的。

　　關鍵字：水源井的開采量,開采深度,井徑,最大開采量,臨界深度

　　前言

　　水源供水不足已嚴重影響礦區“八礦二廠”的正常生產和職工生活，因此，解決水源供水狀況是目前的當務之急。實踐經驗證明只有兩種解決方案，第一種是重新普查勘探，查找新的水源，第二種是改建或擴建現有水源井。由于前者經費高、時間長，實施困難，而后者可因地解決，但必須有可增加開采量的條件。所以，我們設計以下方案著手準備進一步查清現有水源區的水文地質條件，充分評價開采量，挖掘水源潛力，改造老水井，曾在灣溝和松樹兩地進行了實踐，取得了一定效果，本文就擴大水源井開采量的具體實踐活動進行初步探討。

　　一、增加水源井開采量的理論基礎

　　地下水屬于液體礦床，不同于固體礦床，除按一定的儲水空間形成靜儲量外，還通過地下水的運動得到天然補給而形成動儲量，動儲量則是開采的主要對象。對地下水儲量的評價多局限于天然狀態下的補給量（動儲量），而忽視了開采后地下水運動狀態的改變，所引起開采補給量的變化。因而，往往得到偏小的結果。影響開采補給量的因素有二：一是地下水的埋藏條件，包括含水層的巖性、厚度、滲透性、分布面積補給與逕流等；二是地下水的開采條件，包括取水構筑物類型、取水設備等。前者是自然屬性，相對說來具有不可變性，而后都則是人為規定，是可變的。所以對特定的含水層而言，當改變開采條件后，必然會改變地下水的開采量。

　�。ㄒ唬╅_采量和開采深度的關系

　　一般來說在含水層有效厚度帶內，當增加了地下水的開采深度后，便擴大了地下水向水源井匯集的空間。在降落漏斗范圍內將改變地下水天然運動狀態，使水力坡度變陡，水流運動阻力減少，流速變快，這時向水源井匯集的補給量必然會大于天然流量或淺部開采時的開采量。

　　（二）井徑與開采量的關系

　　多年來，在地下水的開采利用中，我們忽視了水井口徑的改變對產水量的影響，也影響了開采量評價的精度。實際上擴大水井直徑即是擴大了地下水向水井內匯集的斷面積，也就減少了水流運動的阻力，使地下水能充分地向水井內運動。

　　二、擴大水源井開采量的初步嘗試

　　根據增加開采嘗試和擴大井徑可增加水井開采量這一原理，對松樹和灣溝兩礦水源井進行了改造，擴大井徑和增加采深，可增加開采量。

　�。ㄒ唬┧蓸涞V水源的改建方案

　　該水源取奧陶紀石灰巖巖溶裂隙水，取水構筑物淺部為深3米，直徑6米的大口徑集水井。大井內設一直徑219毫米、深50米的鉆孔溢水，枯水期最大開采量為63m3/時。該處水文地質有以下特點：①鉆孔揭露5~8米巖溶最發育。②地下水具有一定的承壓性，水位高于周圍地面0.5米左右，可自流。③洪水期井水不渾，說明主要補給來源于深部，雖然鉆孔揭露深處巖溶充填物增多，這一點不能排出深部來水的可能性。

　　現水源井用離心泵抽水，開采深度受大井結構所限，枯期為1.5米，豐期為2.6米。若將巖溶最發育深度定為臨界深度H臨，即H臨為8米，開采深度小于臨界深度，說明該水源井尚有潛力可挖，增加地下水的開采深度，可增加開采量。為此對該水井做了簡單改造，設法增加水位開采深度。并于1980年2月做了抽水試驗，抽水數據和開采量預計值見表1。

　　表1：

　　最大預計可采量為154.56m9/時，比原水井開采1.53米時增加145%。

　　（二）灣溝北翼水源的改建方案

　　該水源亦取奧陶紀灰巖巖溶水。取水構筑物淺部為直徑6米，深6米的大口井。井內設直徑為220毫米的管井溢水。吸水設備為離心泵�？萜陂_采深度為5.7米，最大開采量為64米3/時。該處含水層在20米內巖溶很發育，水位高于地面0.3米，微有承壓性，開采深度遠遠小于臨界深度。所以增大采深亦有增加開采量的可能。淺部抽水試驗成果表明：Q=f(s)曲線仍為指數弄，按指數方程預計臨界深度內不同深度的開采量見表2。

　　表2：

　　當最大預計采深為0.75H臨，即采深為15米時，預計開采量為133米3/時，比原水井開采量增加105%。

　　松、灣兩水源的初步實踐證明，在含水層臨界深度內擴大開采深度是擴大開采量較好的方法。

　　（三）擴大井徑后的開采量預計值方案實踐活動

　　前面已提到井徑與開采量的關系，為了充分挖掘水源潛力，亦想再通過擴大井徑來增加水源井的開采量，并對松樹、灣溝兩水源進行擴徑后的涌水量預計。

　　松、灣兩水源井徑均為220毫米，預擴井徑325毫米，相對不同深度開采量的增加值見表3。

　　表3：

　　由表3可見，當井徑由220毫米擴到325毫米時，開采量增加率均為4.5%~6.4%。因為所選取計算方程屬對數型，計算結果是偏小的，而實際開采量的增加率還會大一些。可見擴大井徑后引起開采量的增加值也是不可忽視的。

　　三、討論

　　1、通過松樹、灣溝兩水源改擴建而增加開采量這一具體實施方案深深感到，對水源井開采條件的評價是十分重要的。特別是對老礦區，重新找水另建水源，難度很大，就更應當充分挖掘現有水源潛力，利用自然資源，如果輕易報廢一個水源，會給國家造成浪費。

　　2、擴大水井口徑和增加開采深度后，松樹水源井最大預計開采量為161.76米3/時，比現有水源井開采量增加155%。灣溝水源進最大預計開采量為139.42米3/時，比現有開采量增加117%，可以解決水源不足這個問題。因此對該兩處水源已確定重新施工大口徑深管井，用深井泵取水。

　　3、應當注意，增加開采深度不是無止境的，只有在含水層的臨界深度以上，補給量比較充沛時，增加水位降深方可增加開采量。當開采深度達到臨界點后，再繼續增加開采深度就無意義了。所以準確確定含水層的厚度對開采量的預計是十分重要的。經實踐經驗證明，對最大預計可采深度值取含水層厚度的0.75~0.8倍較為合適。

　　5、通過松、灣兩水源擴大開采量的實踐說明，當開采深度小于含水層的臨界深度，水源井徑又較小時，完全可以通過擴大開采深度和井徑來增加開采水量這一理論基礎，建議對有類似條件的水源、溫泉、二道江區鐵廠鎮、五道江鎮水源井均可通過增加采深和擴井徑來增加水源的開采量，預計將會得到較好的結果。

　　本文選自核心級期刊《水電能源科學》，《水電能源科學》創刊于1983年，由教育部主管，中國水力發電工程學會、華中科技大學、國測水電技術研究院主辦，面向國內外公開發行，目前為全國中文核心期刊（2008版，水利水電類核心期刊排名第6）及中國科技核心期刊，也為華中科技大學D類期刊之一。