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1、第五章第五章 地下水开发利用规划地下水开发利用规划5.1 5.1 地下水开发利用规划的重要性地下水开发利用规划的重要性为我国粮食安全和食物供给提供了重要保障为我国粮食安全和食物供给提供了重要保障为我国粮食安全和食物供给提供了重要保障为我国粮食安全和食物供给提供了重要保障 井灌区对我国粮食的贡献超过全国总量的井灌区对我国粮食的贡献超过全国总量的2525，经济作物和蔬菜超过总量的经济作物和蔬菜超过总量的5050，为保，为保障我国食安全和食物供给做出了巨大的贡献。障我国食安全和食物供给做出了巨大的贡献。一、开发利用地下水一、开发利用地下水在我国经济社会发展中在我国经济社会发展中 的作用的作用为改善生
2、态环境提供了重要支持为改善生态环境提供了重要支持为改善生态环境提供了重要支持为改善生态环境提供了重要支持 开发利用地下水开发利用地下水,既可弥补表水源的不足，又既可弥补表水源的不足，又可有效控制地下水位，防止土壤盐碱化，起到以可有效控制地下水位，防止土壤盐碱化，起到以灌代排的作用灌代排的作用,为区域生态环境良性循环提供了为区域生态环境良性循环提供了支持。支持。为农业、农村发展及农民增收创造了条件为农业、农村发展及农民增收创造了条件为农业、农村发展及农民增收创造了条件为农业、农村发展及农民增收创造了条件 由于井灌溉具有灵活、方便、可靠等优点，为由于井灌溉具有灵活、方便、可靠等优点，为农村生产结构
3、的调整提供可靠水源保证农村生产结构的调整提供可靠水源保证,从而增加了从而增加了农民的增收、促进了现代农业建设及农村经济的发农民的增收、促进了现代农业建设及农村经济的发展。展。二、机井建设中存在的主要问题二、机井建设中存在的主要问题缺乏科学合理的地下水开发利用规划、地下缺乏科学合理的地下水开发利用规划、地下水超采严重水超采严重机井老化报废严重、机井技术落后机井老化报废严重、机井技术落后管理体制不配套、地下水无序开发管理体制不配套、地下水无序开发机井建设资金短缺、良性发展困难机井建设资金短缺、良性发展困难 为了合理开发利用地下水，提高地下水资源利为了合理开发利用地下水，提高地下水资源利用的效率和效
4、益，促进社会经济和生态环境的协调用的效率和效益，促进社会经济和生态环境的协调发展，必须对地下水开发利用作出规划。发展，必须对地下水开发利用作出规划。三、地下水开发利用规划的必要性四、地下水开发利用规划的任务 在地下水资源评价的基础上，结合国民经济发在地下水资源评价的基础上，结合国民经济发展对水的需求，从地表水、地下水开发利用和生态展对水的需求，从地表水、地下水开发利用和生态环境实际出发，环境实际出发，确定地下水开发利用的规模，进行确定地下水开发利用的规模，进行合理的机井布局设计合理的机井布局设计。5.2 5.2 规划原则与分区规划原则与分区F 全面规划全面规划F 协调发展协调发展F 可持续利用
5、可持续利用F 因地制宜因地制宜F 依法治水依法治水F 科学治水科学治水一、规划原则一、规划原则 建议参考的技术细则、规范及资料：全国水资源综合规划技术大纲全国水资源综合规划技术大纲 全国水资源综合规划技术细则全国水资源综合规划技术细则 机井技术规范机井技术规范（SL256-2000)2121世纪初中国地下水资源开发利用世纪初中国地下水资源开发利用 （水利部水资源司，南京水利科学研究院中国水水利部水资源司，南京水利科学研究院中国水水利部水资源司，南京水利科学研究院中国水水利部水资源司，南京水利科学研究院中国水 利水电出版社，利水电出版社，利水电出版社，利水电出版社，2004 2004 2004
6、2004）二、规划分区二、规划分区1.1.分区的目的分区的目的地下水开发利用规划分区一般在地下水资源评地下水开发利用规划分区一般在地下水资源评价类型区划分的基础上，结合规划任务，再将价类型区划分的基础上，结合规划任务，再将规划区进行详细的划分。规划区进行详细的划分。目的是在最末一级分区内，使地下水的埋藏条目的是在最末一级分区内，使地下水的埋藏条件和开采条件基本相近，从而使所规划的件和开采条件基本相近，从而使所规划的机井机井类型、结构、降深、出水量类型、结构、降深、出水量和和所配的水泵所配的水泵基本基本类同和相近。类同和相近。2.2.分区依据分区依据（1 1）一级类型区（大区）：依据地形地貌特征
7、，将）一级类型区（大区）：依据地形地貌特征，将规划区划分为规划区划分为平原区平原区和和山丘区山丘区。（2 2）二级类型区（亚区）：依据次一级地形地貌特）二级类型区（亚区）：依据次一级地形地貌特征，含水层岩性及地下水类型，在一级分区内再划分征，含水层岩性及地下水类型，在一级分区内再划分二级分区。二级分区。平原区平原区一般平原区内陆盆地平原区内陆盆地平原区山间平原区山间平原区沙漠区沙漠区山丘区山丘区一般山丘区一般山丘区岩溶山区岩溶山区（3 3）三级类型区（小区）：依据三级类型区（小区）：依据地下水形埋藏地下水形埋藏条件条件和和开采条件开采条件，并考虑行政区划，在二级类型，并考虑行政区划，在二级类型
8、区内划分小区。区内划分小区。3.3.规划分区图编绘（附规划分区表）规划分区图编绘（附规划分区表）规划面积小于规划面积小于30km30km2 2,在在1:100001:10000的地形图上编绘的地形图上编绘规划分区图。规划分区图。规划面积大于规划面积大于30km30km2 2,在在1:500001:50000的地形图上编绘的地形图上编绘规划分区图。规划分区图。地下水开发利用规划，是在综合分析与归纳地下水开发利用规划，是在综合分析与归纳区内各种基本资料的基础上，根据规划原则，结区内各种基本资料的基础上，根据规划原则，结合规划任务的需要，通过分析、计算得出规划成合规划任务的需要，通过分析、计算得出规
9、划成果。果。规划需要的基本资料包括规划需要的基本资料包括:5.3 5.3 基本资料的收集与整理基本资料的收集与整理一、基本资料的收集一、基本资料的收集1.1.自然地理概况自然地理概况2.2.水文地质条件水文地质条件3.3.生态环境状况生态环境状况4.4.农业、工业及生活用水现状农业、工业及生活用水现状5.5.水资源利用状况及水利工程现状水资源利用状况及水利工程现状6.6.水资源评价成果（尤其是地下水资源评水资源评价成果（尤其是地下水资源评 价成果）价成果）7.7.社会经济状况及技术条件社会经济状况及技术条件二、资料整理与图表编绘二、资料整理与图表编绘1.第四纪地质地貌图第四纪地质地貌图第四纪地
10、质地貌图第四纪地质地貌图2.综合水文地质图综合水文地质图综合水文地质图综合水文地质图3.潜水等水位线图潜水等水位线图潜水等水位线图潜水等水位线图4.承压水等水压线图承压水等水压线图承压水等水压线图承压水等水压线图5.各分区典型观测孔潜水动态图各分区典型观测孔潜水动态图各分区典型观测孔潜水动态图各分区典型观测孔潜水动态图6.各分区抽水试验和有关水文地质参数汇总各分区抽水试验和有关水文地质参数汇总各分区抽水试验和有关水文地质参数汇总各分区抽水试验和有关水文地质参数汇总5.4 5.4 供需水量平衡分析供需水量平衡分析 供需水量平衡分析的目的供需水量平衡分析的目的分析分析和和解决解决规划区内，国民经济
11、发展和生态环规划区内，国民经济发展和生态环境保护对水的需求量与水源通过机井可能提供境保护对水的需求量与水源通过机井可能提供的供水量之间的矛盾。的供水量之间的矛盾。根据供需平衡关系，确定地下水开发利用的最根据供需平衡关系，确定地下水开发利用的最大规模，以便制定地下水开发利用规划。大规模，以便制定地下水开发利用规划。考虑调配当地全部水资源，在充分利用地表水考虑调配当地全部水资源，在充分利用地表水资源的条件下，提出合理的地下水资源开发利资源的条件下，提出合理的地下水资源开发利用量。用量。以供定需，确定需水量；在水资源丰富、开采以供定需，确定需水量；在水资源丰富、开采条件好的分区，可以考虑以需定供。对
12、供需平条件好的分区，可以考虑以需定供。对供需平衡可做多个比选方案，从中选出一个合理方案衡可做多个比选方案，从中选出一个合理方案作为作为基本平衡方案基本平衡方案。一、供需水量平衡分析的原则一、供需水量平衡分析的原则针对不同地区水资源开发利用条件，分析制针对不同地区水资源开发利用条件，分析制定不同的供需平衡策略。定不同的供需平衡策略。供需平衡分析时，供水应优先满足生活供水供需平衡分析时，供水应优先满足生活供水和重点工业用水，在保护生态环境的基础上，和重点工业用水，在保护生态环境的基础上，合理安排农田灌溉、林业、牧业和渔业用水。合理安排农田灌溉、林业、牧业和渔业用水。二、需水量预测二、需水量预测 需
13、水量预测要充分考虑不同规划水平年可能采取的节水措施及科技进步对高效用水的影响，合理地确定需水量。需水量包括生活需水量、农业需水量(农田灌溉需水、林牧渔业需水）、农村牲畜需水量、工业及副业需水量、生态环境需水量等。1.1.生活需水量预测生活需水量预测 生活需水量包括生活需水量包括城镇居民生活城镇居民生活和和农村居民生农村居民生活需水量活需水量两类，可以用人均日用水量法预测。两类，可以用人均日用水量法预测。2.2.农业需水量预测农业需水量预测（1 1 1 1）农田灌溉需水量）农田灌溉需水量）农田灌溉需水量）农田灌溉需水量 对于井灌区、井渠结合灌区，应根据节水灌对于井灌区、井渠结合灌区，应根据节水灌
14、溉规划，分别确定净灌溉定额和毛灌溉定额，再溉规划，分别确定净灌溉定额和毛灌溉定额，再预测不同水平年（降水频率为预测不同水平年（降水频率为5050、9595和和9595）的农田灌溉需水量。的农田灌溉需水量。（2 2）林牧渔业需水量（林果地灌溉、草场灌溉、）林牧渔业需水量（林果地灌溉、草场灌溉、鱼塘补水的需水量）鱼塘补水的需水量）uu林果地灌溉、草场灌溉需水量：林果地灌溉、草场灌溉需水量：根据当地的试验根据当地的试验资料或典型调查，分别确定林果地和草场灌溉的净资料或典型调查，分别确定林果地和草场灌溉的净灌溉定额；再根据灌溉水源和灌溉方式，分别确定灌溉定额；再根据灌溉水源和灌溉方式，分别确定渠系水利
15、用系数；最后根据林果地和草场发展面积渠系水利用系数；最后根据林果地和草场发展面积指标，确定林果地和草场灌溉需水量。指标，确定林果地和草场灌溉需水量。uu鱼塘补水量：鱼塘补水量：鱼塘维持一定水面面积和水深所需鱼塘维持一定水面面积和水深所需要的补充水量。可根据鱼塘渗漏量及水面蒸发量与要的补充水量。可根据鱼塘渗漏量及水面蒸发量与降水量的差值确定。降水量的差值确定。3.3.农村牲畜需水量预测农村牲畜需水量预测 农村牲畜需水量可通过实际调查，先确定现状水平年各种牲畜的用水定额、数量，再根据预测发展指标，采用定额法进行计算预测。4.4.工、副业需水量预测工、副业需水量预测 工、副业需水量指城镇企业和农村工
16、副业需水。其需水量预测一般通过实际调查，先确定现状水平年不同行业的用水定额（万元产值需水量），再根据行业预测发展指标，用定额法进行预测需水量。5.5.生态环境需水量预测生态环境需水量预测 生态环境需水量是指为维持生态与环境功能和进行生态环境建设所要的最小水量。将以上各项需水量预测结果汇总，可得出规划区不同水平年的需水量。三、供水量预测三、供水量预测1.1.地表水可供水量地表水可供水量根据规划区可引河流水文站径流资料，通过频根据规划区可引河流水文站径流资料，通过频率计算分析，确定不同保证率的年径流量及年内率计算分析，确定不同保证率的年径流量及年内分配。分配。再按流域管理机构与地方政府协议制定的分
17、水再按流域管理机构与地方政府协议制定的分水比例，计算确定不同水平年、不同保证率的地表比例，计算确定不同水平年、不同保证率的地表水可供水量。水可供水量。2.2.地下水可供水量地下水可供水量 以地下水资源评价成果为依据，以各分区以地下水资源评价成果为依据，以各分区地下地下水可开采量水可开采量为地下水可供水量控制的上限值，结合为地下水可供水量控制的上限值，结合不同区域地下水开采潜力，确定不同水平年地下水不同区域地下水开采潜力，确定不同水平年地下水可供水量。可供水量。地下水可开采量：地下水可开采量：在可预见的时期内，通过经济在可预见的时期内，通过经济合理、技术可行的措施，在不引起生态环境恶化的合理、技
18、术可行的措施，在不引起生态环境恶化的条件下，允许从含水层中获取的最大水量。条件下，允许从含水层中获取的最大水量。四、供需水量平衡计算四、供需水量平衡计算(以开采地下水灌溉为主的规划区以开采地下水灌溉为主的规划区）供需平衡计算的主要任务年内调节计算：年内调节计算：年内调节计算：年内调节计算：分析计算规划区或各分析计算规划区或各分区各年需水量与地下水可开采量之分区各年需水量与地下水可开采量之间的平衡关系和用水保证程度。间的平衡关系和用水保证程度。多年调节计算：多年调节计算：多年调节计算：多年调节计算：确定多年调节情况下的确定多年调节情况下的最大地下水位降深，并计算所开采的水最大地下水位降深，并计算
19、所开采的水量能否得到全部回补。如不能完全回补量能否得到全部回补。如不能完全回补时其差额是多少时其差额是多少?灌溉用水保证率可提灌溉用水保证率可提高至多少高至多少?根据当地具体情况，对差额根据当地具体情况，对差额部分水量提出解决的办法。部分水量提出解决的办法。例例例例7-17-17-17-1 某地下水开发利用规划区，水文地质条件某地下水开发利用规划区，水文地质条件比较简单（可视为一个最末一级规划分区），总土比较简单（可视为一个最末一级规划分区），总土地面积为地面积为22.043km22.043km2 2，其中，其中79.96%79.96%为耕地面积为耕地面积,即即17.626km17.626km
20、2 2，全部耕地都需要灌溉。该区种植小麦、，全部耕地都需要灌溉。该区种植小麦、玉米、棉花和其他杂粮玉米、棉花和其他杂粮,其中以小麦为主，约占其中以小麦为主，约占70%70%，复种指数为，复种指数为157%157%；工业需水量和人、畜用水量占工业需水量和人、畜用水量占需水总量的百分比很小，可忽略不计需水总量的百分比很小，可忽略不计。己有。己有1414年年(1964(196419771977年年)的观测资料，要求进行供需水量分的观测资料，要求进行供需水量分析计算（潜水含水层的给水度析计算（潜水含水层的给水度=0.13=0.13）。）。解：解：1.1.1.1.确定灌溉需水量确定灌溉需水量确定灌溉需水
21、量确定灌溉需水量 根据试验资料并参考当地井灌经验，不同水根据试验资料并参考当地井灌经验，不同水文年的需水量列入下表。文年的需水量列入下表。水水 文文 年年亩均灌溉需水定额亩均灌溉需水定额m3mm湿润年湿润年(灌溉用水保证率为灌溉用水保证率为20%)98147中等干早年中等干早年(灌溉用水保证率为灌溉用水保证率为50%)130195干旱年干旱年(灌溉用水保证率为灌溉用水保证率为75%)165248特大干旱年特大干旱年(灌溉用水保证率灌溉用水保证率95%)190285表5-1 不同水文年灌溉需水量表 2.2.2.2.确定地下水可开采量确定地下水可开采量确定地下水可开采量确定地下水可开采量 根据水均
22、衡法计算的各年度潜水可开采量列根据水均衡法计算的各年度潜水可开采量列入下表。入下表。年度年度潜水可开采量潜水可开采量(104m3)年度年度潜水可开采量潜水可开采量(104m3)1964585.891971397.841965172.841972152.471966370.731973729.691967262.961974373.511968223.881975292.321969383.171976389.511970283.651977398.17 表表5-2 5-2 不同年度潜水可开采量表不同年度潜水可开采量表 为了计算在年内调节条件下的灌溉用水保证为了计算在年内调节条件下的灌溉用水保证
23、率，将率，将1414年的潜水年的潜水可可开采量，从大到小依次排列，开采量，从大到小依次排列，具体计算表具体计算表5 5-3-3。3.3.3.3.年内调节水量平衡计算和用水保证率年内调节水量平衡计算和用水保证率年内调节水量平衡计算和用水保证率年内调节水量平衡计算和用水保证率确定确定确定确定 灌溉用水保证率，采用经验频率公式计算：灌溉用水保证率，采用经验频率公式计算：P=m/(1+n)式中：式中：PP灌溉用水保证率（灌溉用水保证率（););m m计算年份的排序；计算年份的排序；n n资料系列的长度。资料系列的长度。表表5-3 年内调节水量平衡和灌溉用水保证率计算表年内调节水量平衡和灌溉用水保证率计
24、算表序序号号水文水文年度年度潜水可开采量潜水可开采量灌溉需水量灌溉需水量平衡差平衡差灌溉灌溉用水用水保证保证率率(%)104m3mm*104m3mm104m3mm+-+-11973729.69413.99259.10147470.59266.996.721964585.89332.40259.10147326.79185.4013.331977398.17225.90259.10147139.0778.9020.041971397.84225.71343.7119554.1330.7126.751976389.51220.99343.7119545.8025.9933.361969383.17
25、217.39343.7119539.4622.3940.071974373.51211.91343.7119529.8016.9146.781966370.73210.33343.7119527.0215.3353.391975292.32165.85437.12248144.8082.1560.0101970283.65160.93437.12248153.4787.0766.7111967262.96149.19437.12248174.1698.8173.3121968223.88127.02502.34285278.46157.9880.0131965172.8498.06502.34
26、285329.50186.9486.7141972152.4786.50502.34285349.87198.5093.3在年内调节的在年内调节的情况情况下，灌溉用水保证率仅为下，灌溉用水保证率仅为53.3%53.3%，相当于满足平水年灌溉保证率的水平相当于满足平水年灌溉保证率的水平，远未达到旱涝保收、高产稳产的水平（灌溉保远未达到旱涝保收、高产稳产的水平（灌溉保证率达到证率达到7575%以上）以上）。在保证灌溉的年份内，又有多余的地下水未被在保证灌溉的年份内，又有多余的地下水未被充分利用，这样就未能发挥地下含水层的充分利用，这样就未能发挥地下含水层的多年多年调蓄作用调蓄作用。因此因此，需要进
27、行，需要进行多年调节计算多年调节计算。分析表分析表5-35-3得出的结论得出的结论4 4.多多年年调节水量平衡水量平衡计算算适用条件：适用条件：地下水研究程度比较高，资料系列较地下水研究程度比较高，资料系列较长；侧向径流微弱，潜水埋深较浅的平原区。长；侧向径流微弱，潜水埋深较浅的平原区。多年调节计算的基本原理：多年调节计算的基本原理：把地下含水层视为一把地下含水层视为一个多年调节的地下水库，把地下水可开采量（由个多年调节的地下水库，把地下水可开采量（由补给量转化而来）作为该地下水库的来水，而把补给量转化而来）作为该地下水库的来水，而把需水量作为用水，根据水量平衡原理，进行多年需水量作为用水，根
28、据水量平衡原理，进行多年调节计算。调节计算。Q-WQ-W=h h(5-1)(5-1)计算内容：计算内容：根据各年地下水来水与用水平衡差，根据各年地下水来水与用水平衡差，逐年计算年末的地下水位埋深；分析满足一定逐年计算年末的地下水位埋深；分析满足一定灌溉用水保证率要求，多年达到的最大地下水灌溉用水保证率要求，多年达到的最大地下水位降深和干旱年份动用的地下水储存量能否在位降深和干旱年份动用的地下水储存量能否在丰水年份能够得到回补。丰水年份能够得到回补。（1 1 1 1）多年调节计算）多年调节计算）多年调节计算）多年调节计算 多年调节水量平衡计算采用多年调节水量平衡计算采用时历列表法时历列表法进进行
29、。行。表5-4 多年调节水量平衡计算表 水文水文年度年度以水层表示以水层表示的平衡差（的平衡差（mm）潜水位变化值潜水位变化值（m）多年调节的多年调节的潜水埋深潜水埋深（m）当年调节当年调节最大水位变幅最大水位变幅（m）年调节和多年年调节和多年调节的潜水埋深调节的潜水埋深（m）+-+-（1）（2）（3）（4）（5）（6)(7)(8)10.00*1964185.401.438.571.1311.131965186.941.4410.012.1910.76196615.330.129.891.5011.51196798.810.7610.651.9111.801968157.981.2211.87
30、2.1912.84196922.390.1711.701.5013.37197087.070.6712.371.90813.608197130.710.2412.131.5013.871972198.501.5313.662.1914.321973266.992.0511.611.13197416.910.1311.481.5013.11197582.150.6312.111.9113.39197625.990.2011.911.5013.61197778.900.611.1313.04 *起调埋深采用未开采条件下的多年平均潜水埋深起调埋深采用未开采条件下的多年平均潜水埋深10.00m11.3
31、014.79图5-1 潜水位埋深变化过程线图11多年调节潜水位埋深（年初埋深）多年调节潜水位埋深（年初埋深）22年调节和多年调节潜水位埋深（旱季末埋深）年调节和多年调节潜水位埋深（旱季末埋深）（2)2)灌溉用水保证率计算灌溉用水保证率计算 将多年调节水量平衡计算表中的第将多年调节水量平衡计算表中的第6 6栏栏和第和第8 8栏的值按由小到大的顺序排列，进行栏的值按由小到大的顺序排列，进行频率计算，便可得到不同开采深度频率计算，便可得到不同开采深度(潜水埋潜水埋深深)下的灌溉用水保证率。下的灌溉用水保证率。表5-5 不同开采深度的灌溉用水保证率表序序号号多年多年调节的的开采深度开采深度（m）年年调
32、节和多年和多年调节的开采深度的开采深度（m）灌灌溉用水保用水保证率率（%）备注注18.5710.766.7多年调节开多年调节开采深度为年采深度为年末埋深；年末埋深；年调节和多年调节和多年调节的开采调节的开采深度为旱季深度为旱季末埋深。末埋深。29.8911.1313.3310.0111.5120.0410.6511.8026.7511.3012.8433.3611.4813.0440.0711.6113.1146.7811.7013.3753.3911.8713.3960.01011.9113.60866.71112.1113.6173.31212.1313.8780.01312.3714.3
33、286.71413.6614.7993.3图5-2 开采深度与灌溉用水保证率关系图 要求的灌溉用水保证率越要求的灌溉用水保证率越高，潜水的开采深度也就高，潜水的开采深度也就越大。合理的潜水开采深越大。合理的潜水开采深度，应在供需水量平衡的度，应在供需水量平衡的前提下，用技术经济指标前提下，用技术经济指标(或最大经济效益或最大经济效益)来衡量，来衡量，同时还要考虑在潜水位下同时还要考虑在潜水位下降后，是否会引起其他不降后，是否会引起其他不良影响。良影响。开采深度与灌溉用水保开采深度与灌溉用水保开采深度与灌溉用水保开采深度与灌溉用水保证率关系图分析结论证率关系图分析结论证率关系图分析结论证率关系图
34、分析结论在多年调节条件下的潜水位平衡差为在多年调节条件下的潜水位平衡差为-1.3m-1.3m，从多，从多年调节的最大开采深度年调节的最大开采深度(13.66m)(13.66m)减去该差值减去该差值(1.3m)(1.3m)后，得到后，得到供需平衡时的最大开采深度为供需平衡时的最大开采深度为12.36m12.36m，相，相应的灌溉用水保证率为应的灌溉用水保证率为86.4%86.4%，比年内调节的灌溉，比年内调节的灌溉用水保证率用水保证率53.3%53.3%提高了提高了33.1%33.1%。表明表明表明表明多年调节计算多年调节计算能够充分利用地下含水层的调蓄作用，使灌溉保证能够充分利用地下含水层的调
35、蓄作用，使灌溉保证率比年调节情况有大幅度提高。率比年调节情况有大幅度提高。在年调节和多年调节条件下，当灌溉用水保证率为在年调节和多年调节条件下，当灌溉用水保证率为86.4%86.4%86.4%86.4%时，旱季末最大开采深度为时，旱季末最大开采深度为14.3m14.3m14.3m14.3m，用该值可，用该值可以作为选配水泵时的参考依据。以作为选配水泵时的参考依据。多年调节供需水量平衡计算应该注意的问题多年调节供需水量平衡计算应该注意的问题多年调节供需水量平衡计算应该注意的问题多年调节供需水量平衡计算应该注意的问题在多年调节供需水量平衡计算中，只能确定规划区内在多年调节供需水量平衡计算中，只能确
36、定规划区内的平均开采深度（用水量均衡法计算），该深度既不的平均开采深度（用水量均衡法计算），该深度既不不代表某一点的水位埋深，也不能反映集中开采情况不代表某一点的水位埋深，也不能反映集中开采情况下形成的降落漏斗。因此，规划中要求尽可能均匀布下形成的降落漏斗。因此，规划中要求尽可能均匀布井。井。该方法所依据的地下水可开采量，是按照大规模开采该方法所依据的地下水可开采量，是按照大规模开采前的地下水补排条件来计算的，而开采后会引起补排前的地下水补排条件来计算的，而开采后会引起补排条件的变化。因此，在灌区规划实施后，还应该补充条件的变化。因此，在灌区规划实施后，还应该补充进行地下水资源评价工作和供需水
37、量平衡计算。进行地下水资源评价工作和供需水量平衡计算。5.5 5.5 机井和工程规划机井和工程规划一、井型的选择及设计一、井型的选择及设计 选择井型主要根据规划区（小区）选择井型主要根据规划区（小区）含水层含水层类型、埋藏条件类型、埋藏条件和和技术经济条件技术经济条件，同时还应考同时还应考虑用水特点等因素虑用水特点等因素确定。确定。1.1.井型选择井型选择当潜水含水层埋深在当潜水含水层埋深在303050m50m时，可选用时，可选用=0.8=0.8 1.5m1.5m的筒井；当含水层厚度较大且富水性较的筒井；当含水层厚度较大且富水性较强时，宜采用强时，宜采用=2=23m3m大口井。大口井。当含水层
38、埋深大于当含水层埋深大于50m50m时，无论潜水还是承压含时，无论潜水还是承压含水层均选用管井。水层均选用管井。各种建议井型及适用条件各种建议井型及适用条件当上层潜水含水层的富水性较差或较薄，而下部当上层潜水含水层的富水性较差或较薄，而下部有良好的承压含水层且水头较低时，可采用筒有良好的承压含水层且水头较低时，可采用筒管井混合开采。管井混合开采。对埋深小于对埋深小于50m50m的黄土含水层或厚度较薄的弱含的黄土含水层或厚度较薄的弱含水层，可采用辐射井。水层，可采用辐射井。注意：注意：注意：注意：在几种井型均可采用时，需要进行技术在几种井型均可采用时，需要进行技术在几种井型均可采用时，需要进行技
39、术在几种井型均可采用时，需要进行技术经济比较，从中选用投资少、施工方便、出水经济比较，从中选用投资少、施工方便、出水经济比较，从中选用投资少、施工方便、出水经济比较，从中选用投资少、施工方便、出水量大的井型。量大的井型。量大的井型。量大的井型。2.2.典型井型设计典型井型设计 在规划最末一级分区内，根据所选井型、在规划最末一级分区内，根据所选井型、可用管材、所需出水量、施工机具和施工方法可用管材、所需出水量、施工机具和施工方法等确定典型井，并进行等确定典型井，并进行典型井设计典型井设计（结构设计、（结构设计、出水量计算或测试、配套设备和投资估算）。出水量计算或测试、配套设备和投资估算）。二、单
40、井灌溉面积和井距、井数的确定二、单井灌溉面积和井距、井数的确定1.1.单井灌溉面积单井灌溉面积（单井实际控制的灌溉面积）（单井实际控制的灌溉面积）单井灌溉面积是农业供水机井规划中最重要的单井灌溉面积是农业供水机井规划中最重要的技术指标。若单井灌溉面积偏小，会增大工程技术指标。若单井灌溉面积偏小，会增大工程规模，增加投资；相反则造成干旱季节不能满规模，增加投资；相反则造成干旱季节不能满足作物需水要求。足作物需水要求。影响单井灌溉面积的因素有影响单井灌溉面积的因素有单井出水量、灌溉单井出水量、灌溉技术技术和和方法、作物种植结构、土壤方法、作物种植结构、土壤及及农田平整农田平整情况情况等。等。单井灌
41、溉面积的计算公式：单井灌溉面积的计算公式：式中式中:F F单井灌溉面积（亩）；单井灌溉面积（亩）；Q Q不受干扰的单井稳定出水量（不受干扰的单井稳定出水量（m m3 3/h/h）；）；t t灌溉期间开机时间（灌溉期间开机时间（h/dh/d），通常为），通常为16162Oh/d2Oh/d；T T每次轮灌期的天数（每次轮灌期的天数（d d），如以伏天抗旱为标准，），如以伏天抗旱为标准，可采用可采用T=7T=71Od1Od；灌溉水有效利用系数，一般灌溉水有效利用系数，一般0.90.9；干扰抽水的水量削减系数，若没有干扰，干扰抽水的水量削减系数，若没有干扰，=0=0 ；m m每亩次平均综合灌水定额（每
42、亩次平均综合灌水定额（m m3 3/亩）。亩）。（5-25-2）2.2.井距与井数的初步确定井距与井数的初步确定（1 1）=0=0或或0.010.01的情况的情况 农业供水机井规划区的井网一般按农业供水机井规划区的井网一般按梅花型梅花型或或正方形正方形布设。布设。井距是农业供水机井规划中的一个非常重井距是农业供水机井规划中的一个非常重要的参数，直接影响着机井之间的干扰程度。要的参数，直接影响着机井之间的干扰程度。因此，合理井距的确定是一个经济、技术条件因此，合理井距的确定是一个经济、技术条件比较的优选过程。比较的优选过程。(5-3)梅花型布井梅花型布井梅花型布井梅花型布井如果井网按梅花型（三眼
43、井之间为等边三角如果井网按梅花型（三眼井之间为等边三角形）布井，则单井控制的面积按形）布井，则单井控制的面积按矩形矩形考虑。考虑。井距井距排距排距式中：式中：F F为单井灌溉面积（亩）；为单井灌溉面积（亩）；a a为井距为井距 （m)m)；b b为排距（为排距（m)m)。图图5-3 5-3 梅花型布井示意图梅花型布井示意图a ab b正方形布井正方形布井正方形布井正方形布井如果井网按正方形布井（井距等于排拒），则如果井网按正方形布井（井距等于排拒），则单井控制的面积按单井控制的面积按正方形正方形考虑。考虑。a aa a井距井距排距排距式中式中;F;F为单井灌溉面积（亩）；为单井灌溉面积（亩）；
44、a a为井距（为井距（m)m)；b b为排距（为排距（m)m)。图图5-4 5-4 正方型布井示意图正方型布井示意图 当单井灌溉面积确定后，某一规划分区内应当单井灌溉面积确定后，某一规划分区内应布置的布置的井数井数为：为：式中：式中：式中：式中：n n 某一规划分区内同型机井的数量某一规划分区内同型机井的数量某一规划分区内同型机井的数量某一规划分区内同型机井的数量;F F1 1某一规划分区总面积（亩）某一规划分区总面积（亩）某一规划分区总面积（亩）某一规划分区总面积（亩）;该规划分区的土地利用率；该规划分区的土地利用率；该规划分区的土地利用率；该规划分区的土地利用率；F F F F 单井灌溉面
45、积（亩）单井灌溉面积（亩）单井灌溉面积（亩）单井灌溉面积（亩）。若规划分区有若干个时，应分别计算，最后全若规划分区有若干个时，应分别计算，最后全区进行汇总。区进行汇总。（5-4）（2 2 2 2）0.010.010.010.01的情况的情况的情况的情况 在农业供水机井规划中，一般在规划区内需在农业供水机井规划中，一般在规划区内需要要布置井群开采地下水，井与井之间存在一定的布置井群开采地下水，井与井之间存在一定的干扰干扰。若井距较小时，强烈的干扰作用引起的水。若井距较小时，强烈的干扰作用引起的水井流量消减必须予以考虑。井流量消减必须予以考虑。强烈干扰情况下，井距、井数的确定方法参强烈干扰情况下，
46、井距、井数的确定方法参考考地下水利用地下水利用教材（第三版）的相关内容。教材（第三版）的相关内容。提出一个设计降深所对应的不同井距方案（提出一个设计降深所对应的不同井距方案（S,S,a ai i，i i=1m);=1m);计算不同井距所对应的单井理论控制灌溉面积计算不同井距所对应的单井理论控制灌溉面积;梅花型布井梅花型布井梅花型布井梅花型布井正方形布井正方形布井正方形布井正方形布井利用干扰井公式，确定不同井距利用干扰井公式，确定不同井距a ai i所对应的流量所对应的流量消减系数消减系数i i;计算不同干扰条件计算不同干扰条件i i下，单井的实际灌溉面积下，单井的实际灌溉面积f fi i和实际
47、井距和实际井距a ai i，即，即 梅花型布井梅花型布井梅花型布井梅花型布井正方形布井正方形布井正方形布井正方形布井将同一抽水降深时的单井理论控制灌溉面积将同一抽水降深时的单井理论控制灌溉面积f fi i和设计井距和设计井距a ai i与实际单井灌溉面积与实际单井灌溉面积f fi i和井距和井距a ai i进行进行比较，从中选择相同或基本相近者，比较，从中选择相同或基本相近者，作为所求的单井灌溉面积和井距。作为所求的单井灌溉面积和井距。某一规划分区内应布置的井数为：某一规划分区内应布置的井数为：F F=f fi i=f fi i,a ai i=a ai i ,3.3.井距与井数的校核井距与井数
48、的校核 当某一规划分区中，不同井型的井距、井当某一规划分区中，不同井型的井距、井数初步确定以后，是否数初步确定以后，是否合理合理还必须用设计典型还必须用设计典型年（灌溉用水保证率为年（灌溉用水保证率为75%75%的干旱年）应开采的干旱年）应开采的地下水量（供需平衡中确定的满足一定灌溉的地下水量（供需平衡中确定的满足一定灌溉保证率要求的开采量）与同期这些机井实际能保证率要求的开采量）与同期这些机井实际能够开采的地下水量进行比较，以便最终确定合够开采的地下水量进行比较，以便最终确定合理的井距和井数。理的井距和井数。典型年按初算井距、井数布井时，地下水的典型年按初算井距、井数布井时，地下水的实际开采
49、量为：实际开采量为：式中式中:V:V年实采年实采规划区典型年实际地下水开采量规划区典型年实际地下水开采量(m(m3 3/a)/a)；k k 规划机井的类型数；规划机井的类型数；n ni i 第第i i种井型机井的初算井数；种井型机井的初算井数；Q Qi i第第i i种井型机井的出水量种井型机井的出水量(m(m3 3/h)/h)；t ti i第第i i种井型机井每天抽水的小时数种井型机井每天抽水的小时数(h/d)(h/d)；T Ti i第第i i种井型机井在典型年的抽水天数种井型机井在典型年的抽水天数(d/a)(d/a)。(5-4)典型年实际开采量与应开采量相比较，可典型年实际开采量与应开采量相
50、比较，可能的结果有：能的结果有：V V年实采年实采V V年应采年应采，表明按初算井距、井数布井，表明按初算井距、井数布井，能满足典型年的用水需要。因此，可将初算能满足典型年的用水需要。因此，可将初算井距、井数作为最终规划方案布井。井距、井数作为最终规划方案布井。V V年实采年实采VV年应采年应采，表明初算井数不能满足典型年，表明初算井数不能满足典型年开采地下水的需要，需要适当增加井数。开采地下水的需要，需要适当增加井数。按所缺水量，适当增加井数，以弥补其不足。按所缺水量，适当增加井数，以弥补其不足。应该增加的井数为：应该增加的井数为：式中：式中：m mi i 第第i i种井型应增加机井数量。种