干扰系数计算在开采井群优化布设中的应用.docx

干扰系数计算在开采井群优化布设中的应用韩育林1,巴建文1,吕智1,庞振洲2(11甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院,甘肃张掖734000;21甘肃省地质环境监测院,甘肃兰州730000)摘要:干扰系数表征了开采井受干扰的程度,其除受含水层性质、补给、排泄条件等天然因素影响外,还与井的结构和数量、井间距以及在平面上的布置等人为因素有关,因为试验复杂、成本高,一般多在水源地的勘探和开采阶段通过抽水试验求得。本文以甘肃省张掖电厂黑河滩水源地“探采结合”勘探实例,在单孔、干扰和群孔开采性抽水试验的基础上,准确计算干扰系数等水文地质参数,提出技术经济合理的开采方案,并通过探采生产井的优化布置,达到单井及井群出水量大、出水稳定、井间距小、井间干扰小,易于水源地管理保护和节约建设投资的目的。关键词:抽水试验;干扰系数;井群优化布设中图分类号:P64117文献标识码:B孔)近东西向垂直于地下水流向布设,既可最大限度的截取地下径流量,同时又兼顾输水管道的自然落差。设计每个井组两眼井,井间距离10m,两井组之间的距离为300m(图2)。勘探井施工过程中,钻进、取芯、测斜、下管、填砾、洗孔及抽水试验等工序,严格执行相关规范、规程1、2要求。勘探井的结构设计综合考虑了地下水水位埋深、滤水管和沉淀管的长度、开采井群抽水后的水位降深和区域地下水位变幅的影响,并进行了滤水管的进水能力和允许井壁进水流速复核4。4眼勘探井(抽水试验后留作生产供水井)的井结构基本相同:井深109158～111138m,井径均为660mm,井管为16″球磨铸铁管,滤水管长度58100～59111m,滤水管孔隙率均为25%(表1)。3眼抽水试验观测孔的井结构也基本相同:井深71161～73184m,井径均为310mm,井管为146mm钢管,滤水管长度34144～37140m,滤水管孔隙率均为33%。1水源地概况张掖电厂水源地位于张掖城区西北6km、黑河洪积扇前缘的河漫滩地带①,地形自西南向东北倾斜,坡降8‰,海拔高程1460～1570m。水源地地下水赋存于中上更新统砂砾卵石层中,含水层揭露厚度大于100m,水位埋深7～35m(图1),单井涌水量达2万m3/d(降深5m,16″井管)。地下水质良好,主要为HCO3-—SO42-—Ca2+—Mg2+型水,矿化度小于015g/L。地下水类型属潜水,具典型的“河流—地下水—河流”水流系统特征②,由南东向北方、西北向运移,水力坡度211‰。主要补给来源为黑河水入渗和侧向径流补给,排泄以侧向流出和泉水溢出为主,次为少量工农业机井开采。该水源地是张掖电厂在城市水供给发生事故时的备用水源,设计最大开采量8164万m3/d。勘探阶段在详查资料的基础上,采用“探采结合”方式进行勘探工作,两个勘探井组(包括3眼抽水试验观测收稿日期:2005210228基金项目:甘肃电投张掖发电有限责任公司项目资金资助。作者简介:韩育林(1965～),男,陕西长安人,水工环工程师,中国地质大学国土资源管理专业(武汉函授)毕业,主要从事干旱区地下水水源地勘察和水资源评价工作。E-mail:hy165320@①甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院,甘肃省张掖市黑河滩张掖电厂水源地勘探报告,2002。②甘肃省地矿局第二水文地质工程地质队,甘肃省黑河干流中游地区地下水资源及其合理开发利用勘察研究,1990。77第1期韩育林等:干扰系数计算在开采井群优化布设中的应用表1勘探井结构一览表Table1Constructionofexploration-well2干扰系数计算滤水管长度含水层厚度孔号井深井径孔隙率水位埋深211单孔抽水试验(m)(mm)(m)(%)(m)(m)T5111138T6109158T711112159109591115810058179231802318922109221418115079168831698317266066066066025252525T8110161T5、T6、T7、T8号井分别进行了单孔三落程稳定流抽水试验,总计436h;干扰系数依下式计算:Sj9i=S+Sij式中:9i为第i号井干扰系数;Si为第i号井单井抽水时的水位降深(m);Sj为第j号井抽水时i号井的水位降深(m)。计算结果(表2):T5、T6号井的井间距离为11108m,平均干扰系数为01177;T7、T8号井的井间距离为11169m,平均干扰系数为01165。表2单孔抽水及双孔干扰抽水试验干扰系数计算表Table2Theinterferencecoefficientscalculationforpumpingtestofsinglewellanddoublewells降深(m)降深(m)抽水孔号干扰系数抽水孔号干扰系数图1水源地交通位置图Fig11Locationofwaters