我国北方的废弃机井现状及再用设想

黄少龙，蔡为民，韩 鹏

（天津工业大学 管理学院，天津300387）

一、北方平原环境分析

我国水资源主要通过降雨、降雪等方式自然循环补充，但由于我国地域辽阔，加上固有气候条件，70%—90%的降水集中在6—9月份，而且多发生于南方，从而一方面造成大部分地区的季节性缺水，另一方面，多雨的季节又经常造成南涝北旱［1］。中国北方地区因地理环境的缘故，气候干燥，降雨量相对较少，造成在总体上水源不足，成为缺水地区。然而这一地区却集中了全国将近65%的耕地。降水量的不足使地下水成为农作物灌溉水的必要补充，在有些地区甚至成为主要水源。按供水量来比较，我国南方地区目前主要供水成分是地表水，而北方地区则主要是地下水，两者各有特色［2］。在华北地区，地下水供给量占水资源总供给量的65%左右。笔者在调查中发现，目前中国农村水资源浪费现象严重。主要表现为两大方面：一是大量天然降水的流失，每年汛期江河上游的天然降水得不到有效的截流和贮存。二是农业用水有效利用率低［3］。

二、农村废弃机井处理方式和现状（宏观）

我国地方性法律法规条例中有明确规定“老井灌区必须有计划地调整机井布局，建立机井报废静定和审批制度，确实损害严重的或干涸无法修复使用的机井，必须经县水利部门鉴定，由地区审批后报省备案，才可列为报废”［4］。然而由于使用方式的限制，管井电井、钢管混凝土管机井亦或铸铁管机井使用寿命均不超过25年，显示终于有地下水位的迅速下降及管井的人为损坏，每15年左右便有一批机井废置。而现行的处理方式中，大多数村民为了方便起见制作简单覆盖或者废弃，造成人畜的落井，给人们的人身及财产安全构成威胁。笔者所调查的A村，地下水几乎是农用耕地灌溉和农民生活用水的唯一来源。村子所在的地区于中华人民共和国建立初期，平均井深5～6米便可采到水。如今由于地下水严重超采，能够采到水的最小井深已在40米左右。

三、废弃机井的现行再用方式

1.现实中，机井的废弃多由地下水位下降和人为因素影响导致，针对此现状可行清淤打捞、套管修井等方式对机井进行修复处理。

2.完全废弃的机井：若该机井的井管是铸铁的、铁管的或者是钢筋混凝土的，在静水位以下不易腐烂。那么可用千斤顶、倒链或者吊车试着将其拔出再利用，继而进行下步处理。

3.在欧洲国家尤其是在德国为节省地面空间进行地下回填。在我国，现行的许多高校及工厂也普遍存在“挖坑——填埋垃圾——表层覆土”的处理。因此，可以把废弃物进行分选和无害化处理之后在上一种利用方式的基础上对废弃机井进行相关再用［5］。

4.在西藏羊八井地区，利用发完电之后的地热水引入池塘又经过安装的管道重回电厂冷却，像这样的“循环”便是在“废井”基础上实现的［6］。

当然，对于矿区油井废弃后的处理还有：1，油井改水井［72.］，废弃水、油井套管再用辅以阳极研究，实践等用途，这里不作深究。

四、A村微观环境分析

以河北省新乐市A村为例，该村为典型的农业种植村，约有1200户人口，户均耕地20亩。农田灌溉及村民饮水以打机井区地下水为主要来源。原来每户均在自家打井取水，现由于打井成本抬高，多户共同打井、饮水及取水。原废弃井大多简单覆盖，村内无排水设施，且降水多集中于7～10月份和次年的1～3月份冰雪融水，西安硬化路面增加，故每逢降水集中季节，雨水便沿低洼的公路向南流入村南的几个土豪，冬季则“自扫门前雪”覆盖任其融化。在雨水大时，村南的农田便遭浸淤。与此同时，田间道路由于常年行车及土壤质地粘重等原因。一般硬实度高，不易渗水，且由于两侧农田高出道路，亦不易排水，故每逢雨季，村内、村外均行军极不方便。村子受降水的时间影响显著，雨季“洪涝”、而旱季需广取地下水以缓解干旱局面。据统计，整个荀子每50母地约有一块剖现用井，且由于村子更重历史悠久，每百亩地均有可找寻及现用井4～8口，村内户户几乎有废弃及现用取水井1～3口。其井口总数约4000口之多。且A村住宅区与农田区有3m落差，南部农田区明显偏低。

五、针对上述相关环境的废弃机井再用设想

针对北方农村的相关环境及及经费其现状，可依其具体方位及可用价值对其进行合理再用，以建立起一个完善的机井再用体系。具体设想如下：

（1）针对人为因素影响且可再用取水并有开发价值的机井依上文提及方法重新修复再用。

（2）不可再用或者无积蓄取水必要的机井则对其处理步骤可如下：可据现实状况将井管取出作重新利用处理；继而根据机井的位置分布及深浅状况可将其下部掏空进行初级处理。根据农村现实状况分析：由于农村仓储设备尤其是反季节的仓储处理不到位的现状，根据地下冬暖夏凉这一特色可适量对未知恰当的机井惊醒深部处理。在一定深度构筑起相应的粮蔬及其秧苗的储备库。（起规模与应用程度、方式可因地适宜。）

（3）针对北方时间降水不均的现状，在降水较多的时节，润足底表后可利用废弃井构筑一个排水、储水系统。其构想大致如下：以A村为例，该村南低北高。依其现状，整体上在全部居民住宅区依居民实际住宅区水的汇集处和废弃饮水井为点，对居民区的雨水进行疏导、引流，约以每条道路为一轴线，在轴线两侧选择合适点位的废弃井作如上图的地下处理，其深度以不影响地面正常生活为宜。然后以每条道路的轴线将各个点串联起来，最后全村形成一个“片”，将水疏导至地形相对偏低且农田相对集中的村南地区。其具体疏导与连通应从地下进行。（具体稍后分析）

在农田区，依据A村道路低两侧高的现实状况，需仍以道路为轴。每百亩地为一个汇水区择一口废弃井，将农田区分成若干个上图所示单元系统控制区。其分布应考虑到缓解路面积水，且农田区离居民区较近地区宜与村内系统相连，较远地区则依A村居民区汇水量决定是否与其相连。

对于上述系统应注意以下几个问题：

（1）每个单元系统井口处应形成一个汇水区，且必须配备相应的过滤设备，对水质依其计划用途进行净化处理。

（2）在进行废弃井选择时应充分考虑其地质条件及相关环境的可行性：

（3）地下单元系统在满足坚固度要求的前提下，需尽量与外界有多孔连接，一则可以保证汇水面积，二则有利于维护地下水质。

（4）单元系统的底部宜如图所示呈凹状，在底部最低处与机井相连，并且在其接点下一米左右设各单元系统的连通管道，管道口的入水与出水处均设水阀控制。且入口与各单元系统的接点宜稍高（在此可依A村地利条件将村内水流汇集至村外再入单元系统）

（5）在4中单元系统与出水管接口位置宜配置双向水阀，在水量较多时可补给地下水位。

（6）若由于地质条件或其他条件限制，在村内可少设甚至不设单元系统，直接设地下连通设备通至农田区，可通过生物等措施将地下水质净化后再进行处理（养殖或灌溉等措施，在此不做赘述）

（7）整体系统必须有相应的保温设备。

六、上述系统的可行性分析

整个系统受益于地形高差和农田、居民点的集中分布，在雨季可根据疏导将水引入汇水区，经地下连通管道汇至各单元系统（冬季雪水可人工汇至单元系统）。居民点的雨季，丰沛雨量可导致各单元系统，最终汇至农田区进行再用。雨量充沛的年份可以导入地下，也可根据雨季的年际差异惊醒水量的储备与配置。此外，也可完善农村的地下排水体系。诚然，整个系统的实行若在某一广大地区内共同实施固然好，但由于限制条件有：1.短期难以显效，且投入量尤其劳动投入量大；2.保温设备难以到位、做足3.区域若高低错落，如山区施工难度及可实施性将会大大降低；4.系统必须定期清理，考虑到维修方案等方面的问题。

我国的灌溉面积广阔，且广大的北方及一部分南方地区饮水生活水来源地均以地下水为主，而寂静的废气量、废弃率令人堪忧。不恰当的处理方式不仅造成了对水资源的污染、土地资源的浪费，更威胁着人们的财产安全和后辈的可持续利用与发展。因此，必须在不断在汲取前人经验的基础上继续总结、积极创新！以建立起持久、功效显著的废气机井利用方式，进而实现土地资源的可持续利用与人类的可持续发展。（设想仅为笔者个人设想，水平低前，恳请批评指正）。

［1］郑家喜.农业可持续发展：水资源的约束与对策［J］.农业经济问题.2000（9）.

［2］蒋才俊，郭旭东，王思敬.华北平原“地下水库”供水功能衰退和防治对策［J］.科学对社会的影响.1995（2）.

［3］谭融，于志勇，刘萍.中国农村水资源利用状况分析［J］.农业经济导刊.2006（12）.

［4］河北省人民政府.农业机井管理暂行办法［N］.人民日报，1981-05-30.

［5］赫英臣.煤矿废气井巷可作为废物处置的安全场地［J］.煤炭学报，1999（4）.

［6］曾经“废井”变成了宝贵资源，地热水先发电后养鱼［N］重庆晨报，2010-08-12.

［7］段中会.陕北油区利用废弃油井开采地下水的技术思路［J］.中国煤田期刊，2000（1）.