水源井“对井”边开采边回注方法及其所采用的开采回注系统

摘要

本发明属水文地质及环境地质技术领域，尤其涉及水源井“对井”边开采边回注方法及其所采用的开采回注系统，其选择同井场不同层位的两口水井，增加取水层位较高，氯根较低水井的开采量，使大量水进入水源站，少量用来回注取水层位较低、氯根较高的水井，用回注水量增加取水井底部的压力，阻止咸水的上移；开采回注系统包括水源站(10)、开采模块、回注模块及联接模块；开采模块包括开采水源井(1)、扬水管(6)及下入开采水源井的电潜泵(2)；回注模块包括回注水源井(3)、伸入回注水源井(3)的回注管线(5)及电磁流量计(4)；联接模块为三通管。本发明利用现有开采条件，实现了保护开采含水层，充分开发了现有地下水资源。

说明书

技术领域

本发明属水文地质及环境地质技术领域，尤其涉及一种水源井“对井”边开采边回注方法及其所采用的开采回注系统，主要应用于滨海地区地下含水层中赋存咸水体或内陆地区地下含水层中咸淡水相间地层附近已建或新的水源地，水源地水井对咸淡水交错区的地下水资源开发、利用及保护。

背景技术

目前对于超量开采地下水的滨海地区，地下水资源的开发多为丰水期回灌，枯水期开采的模式，一般采取“夏灌冬用”方式进行。虽然对咸水体的在平面上的运移产生了一定的抑制作用，但是对于一些咸淡水交错地区，由于过量开采，必然会导致水源井在纵向上发生咸水体底侵，水井逐步咸化，造成水井及水源地的报废，进而污染整个含水层的地下淡水资源。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种针对咸淡水交错地区的地下水开采，特别是对于遭受咸水体威胁的老水源地，利用现有的开采条件，实现保护开采含水层，延长老水源地的使用年限，充分开发现有地下水资源的水源井“对井”边开采边回注方法及其所采用的开采回注系统。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

水源井“对井”边开采边回注方法，可选择同井场不同层位的两口水井，增加取水层位较高，氯根较低水井的开采量，使大部分水量进入水源站，而其中少部分水量用来回注取水层位较低、氯根较高的水井，用回注水量增加取水井底部的压力，阻止咸水的上移。

上述水源井“对井”边开采边回注方法所采用的开采回注系统，它包括水源站、开采模块、回注模块及联接模块；所述开采模块包括开采水源井、扬水管及下入开采水源井的电潜泵；所述回注模块包括回注水源井、伸入回注水源井的回注管线及电磁流量计；所述联接模块为三通管；所述电潜泵的端口经扬水管与开采水源井的集水管线一端相通；所述集水管线的另一端与联接模块的开采端相通；所述联接模块的供水端与水源站的入口相通；所述联接模块的回注端配接分流阀后与回注管线相通。

作为一种优选方案，本发明在所述开采端处可设有球型截止阀。

本发明的优点在于不增加水源井数量的基础上，充分利用现有开采条件，实现咸淡水交错含水层中淡水资源的开发利用，对进一步延长老水源地的使用期限，实现现有资源的可持续利用具有积极的作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1为本发明系统整体结构示意图；

图2为本发明开采模块结构示意图；

图3为本发明回注模块结构示意图；

图4为本发明联接模块结构示意图。

图中：1为开采水源井；2为电潜泵；3为回注水源井；4为电磁流量计；5为回注管线；6为扬水管；7为集水管线；8为开采端；9为供水端；10为水源站；11为回注端；12为分流阀；13为球型截止阀；14为橡套电缆；15为筛管；16为淡水层；17为咸水层。

具体实施方式

如图所示，水源井“对井”边开采边回注方法，可选择同井场不同层位的两口水井，增加取水层位较高，氯根较低水井的开采量，使大部分水量进入水源站，而其中少部分水量用来回注取水层位较低、氯根较高的水井，用回注水量增加取水井底部的压力，阻止咸水的上移。

参见图2、图3及图4，上述水源井“对井”边开采边回注方法所采用的开采回注系统，它包括水源站10、开采模块、回注模块及联接模块；所述开采模块包括开采水源井1、扬水管6及下入开采水源井的电潜泵2；所述回注模块包括回注水源井3、伸入回注水源井3的回注管线5及电磁流量计4；所述联接模块为三通管；所述电潜泵2的端口经扬水管6与开采水源井1的集水管线7一端相通；所述集水管线7的另一端与联接模块的开采端8相通；所述联接模块的供水端9与水源站10的入口相通；所述联接模块的回注端11配接分流阀12后与回注管线5相通；在所述开采端8处设有球型截止阀13。

本发明可选择同井场不同层位的两口水井，增加取水层位较高，氯根较低水井的开采量，通过必要的流程改造，让大部分水量进入水源站，而其中少部分水量用来回注取水层位较低、氯根较高的水井，用回注水量增加取水井底部的压力，阻止咸水的上移，从而降低或保持取水层位较高、氯根较低的水井氯根含量。

本发明开采回注系统主要由开采模块、回注模块及连接模块三部分组成。(1)开采模块主要包括：开采水源井1(开采浅部含水层)、200QJ50-82/5电潜泵2、橡套电缆14、Φ100mm扬水管6、开采井口、Φ100mm集水管线7等部件组成。(2)回注模块主要包括：回注水源井3(开采深部含水层)、Φ89mm集水管线、电磁流量计4、Φ89mm回注管线5等部件构成。(3)联接模块由三通管(Φ200mm/Φ100mm/Φ89mm)、球型截止阀13及分流阀12组成。各模块之间均以法兰盘方式连接。

本发明由以下方式具体实现：

(1)按照电潜泵电路安装方法接好井下电缆，使用Φ100mm扬水管6连接电潜泵2，下入开采水源井设计深度。将扬水管6与开采井口连接；

(2)将开采井口与集水管线7连接，集水管线7再与连接模块的Φ100mm三通管一端连接；

(3)将Φ200mm单井集水管线起始端与电磁流量计相连接后再与联接模块的三通管Φ200mm一端相连。单井集水管线末端则与水源站10主集水管线连接；

(4)将Φ89mm集水管线一端与联接模块分流阀12连接后，联入电磁流量计4，最后与Φ89mm回注管线5连接。将回注管线5下入回注水源井3中的设计深度；

(5)开泵后，首先使源水通过开采模块进入水源站10。然后再打开开采井口1附近的联接模块中的分流阀12，使少部分源水能够进入回注模块，在管线压力作用下，自然回注入回注层位。

本工艺流程进行了开采试验，试验期间，试验单井开采量为1200m3/d，其中进站流量达到1000m3/d，回注量为200m3/d。经过近三个月的现场试验，使原本现状开采条件下不断增大的Cl-离子含量在试验期间基本稳定在150mg/L左右，而随着试验的停止，单井的Cl-离子含量又继续上升。因此采用水源“对井”边开采边回注工艺，能够起到很好的防止咸水体垂向污染淡水层的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。