大口井在青南地区城镇供水工程中的作用

袁有靖，贾　君，马吉福，汪生斌，梁志祥

(1.青海省环境地质勘查局，青海 西宁 810007；2.青海省环境地质重点实验室，青海 西宁 810007)



大口井在青南地区城镇供水工程中的作用

袁有靖1,2，贾君1,2，马吉福1,2，汪生斌1,2，梁志祥1,2

(1.青海省环境地质勘查局，青海 西宁 810007；2.青海省环境地质重点实验室，青海 西宁 810007)

青海南部地区主要包括黄南、海南、玉树、果洛州。海南州恰卜恰镇等少数几个镇采用机井供水之外，其余各州城镇多采用大口井供水。大口井具有出水稳定、造价低廉、施工方便的特点，从大口井的成井工艺、取水形式、供水能力等方面对大口井在供水工程中的作用进行论述。

青南地区；城镇供水；大口井

青南地区地处青藏高原的东南部，气候属高原亚寒带半湿润、半干旱区，降水量分布很不均匀，特别是位于三江源地区的玉树、曲麻莱、玛多等地，无明显四季之分，冬季漫长干燥多风、夏季短促而温凉多雨。多年平均降水量大于300 mm，平均气温多为-2℃～5℃，蒸发量多在1 100～1 400 mm左右，气温随地势增高而降低，降水量随地势增高而递增的趋势。在海拔4 000～4 500 m基岩山区，属中纬度高海拔型季节性冻土及多年冻土分布区。

青南地区是长江、黄河、澜沧江的发源地，地表水资源较丰富。如有千湖之称的玛多县是黄河的发源地，湖泊众多，黄河在县城西侧段平均流量20.35 m3/s；曲麻莱县城西南侧通天河平均流量80 m3/s，县城西侧龙纳沟平均流量0.69 m3/s；横穿玉树县城的扎西科河平均流量1.2 m3/s，流经县城的巴塘河(扎曲河)平均流量26.8 m3/s，河水在年内分配极不均匀，6～9月份流量占全年流量的60%～80%，12月至翌年2月为结冰期。

1　水源地供水方式及地层条件

青南地区城镇供水水源地多选择在常年性流水的沟谷中上游地区，利用大口井取地下潜水为主。河谷的中上游地区较窄，第四系地层厚度薄，向下游宽度愈大、地层厚度愈大，地层颗粒愈小、泥质含量愈大，富水性在中下游一带最强。上游一带河谷较窄、地层颗粒粗大、厚度较薄，富水性一般；中游一带河谷较宽、第四系厚度较大，泥质含量一般，地下水位埋藏浅、富水性较强；沟谷下沟一带，往往宽度较大，第四系厚度比上游大，颗粒比上游细，泥质含量比中上游高，富水性按泥质含量大小而变化较大。

总体上,沟谷第四系地层由上中下三部分组成：上部地层以第四系全新统冲积(Q4al)砂砾卵石为主，颗粒粗大、结构松散、孔隙发育、连通性好，层厚根据沉积环境的不同厚度变化较大，一般层厚5～10 m不等；中部为上更新统冲洪积(Q3al-pl)含泥砂砾卵石夹中细砂组成，颗粒较粗、结构较松散、孔隙较发育，层厚根据地势、沉积环境的不同变化较大，厚度一般5～20 m；下部为中更新统冰水相(Q2fgl)泥质砂砾石夹亚砂土、亚粘土层,颗粒粗细相间，泥质含量较高，孔隙连通性较差，局部含有承压水。

2　大口井结构及成井工艺

2.1大口井结构

大口井的开挖多采用沉井法，沉井是一种四周有壁、下部无底、上部无盖，用钢筋混凝土结构作井壁，将井底砂石挖出后使井由地面下沉至设计高度。井径根据供水量需求，一般多为3～6 m，并参照设计图纸的结构配筋和施工的。钢筋型号、直径、间距按3～6 m标准井执行。大口井采用大开槽结合沉井法施工，以柴油发电机为动力，以潜水泵为抽水设备，最大疏干出水量为5 000～12 000 m3/d。大口井顶部高出地面0.5～1.0 m，自上而下为：0.0～3.5 m为钢筋混凝土井壁(其高度可依据地下水位变幅确定)，厚度为200 mm，混凝土强度等级为C20；3.5 ～14.5 m为无砂混凝土井壁(其长度可依据设计大口井深度确定)，厚度为200 mm，内设圈梁、支柱和进水管，起进水阻砂的作用，混凝土强度经验值为C10； 14.5～15.0 m为刃脚，呈“楔状”，上口宽度为300 mm，下口宽度为50 mm，混凝土强度等级为C20；大口井井筒内侧设爬梯，爬梯采用φ18钢筋弯制，有效长度为400 mm，上下间距为300 mm。大口井底部设500 mm厚反滤层；第三层滤料直径为80～150 mm，厚度为200 mm。大口井顶部设过梁和盖板，过梁为两根，长度为6 100 mm，断面尺寸为200×350 mm(B×H)，混凝土强度等级为C25；圆形盖板厚度为80 mm，直径为6 000 mm，混凝土强度等级为C25，上设人孔、泵管口和排气管口。

2.2布井位置及成井工艺

大口井具有出水稳定、造价低廉、施工方便等优点，井位多选择在不被一般性洪水淹没、地下水位埋藏浅、潜流丰富的河床、河漫滩及一级阶地、干枯的河床、古河道等厚度大于2 m的中粗砂、砾类土的含水层地段，即井位多选择在距河近、水源补给条件好、含水层透水性强的地段。井径是分析前人资料、野外实地踏勘，结合物探剖面确定的；井深是根据物探资料解译的第四系厚度和地下水位季节变幅确定，进水方式为井壁、井底同时进水；地下水水位季节变幅不大，多为1～2.0 m；含水层岩性为第四系全新统—上更新统冲积砂砾石、泥质砂砾卵石层。大口井采用沉井的方法进行，即采用水面以上编制钢筋、预制混凝土件，井内采用人工排水、挖出砂石后采用自然下沉方式进行，下部为刃脚、中部为可透水的无砂混凝土、上部为不透水的混凝土井壁，底部为过滤层，层厚0.5～1.0 m，反滤层分三层设置：第一层滤料直径为20～40 mm，厚度为100 mm，第二层滤料直径为40～80 mm，厚度为200 mm，井壁外缝隙采用滤料填充。

3　大口井的辅助供水工程

在考虑到大口井取水水量有时不能满足城镇供水需求时，往往在设计初始阶段就布设相应的供水辅助工程。供水辅助工程主要包括渗流井、辐射井(管)，渗水廊道(亦称集水廊道)。渗流井和辐射井(管)一般呈正六边形，由大口井为起点向外呈辐射状，长度20～50 m不等，高1.5～1.8 m左右，宽约1～1.5 m，一般为水平状，此设计适用于河谷平坦且较宽的地区；渗水廊道一般为两条，由大口井处为起点，以大口井为起点，向外呈八字形，靠近河流一侧较长，多在300～400 m，另一侧较短，长100～200 m,可采用人工砌的坑道式廊道，宽1～1.5 m、高1.2～1.8 m，亦可采用PE内径500 mm塑料管，呈一头深一头低，在大口井处一般深4～6.0 m，外侧(远端)深2～3.0 m,并在终点处建有检查井；在渗流井及渗水廊道上部充填2～3层渗滤层，一般最上面一层采用大于渗滤孔1～2倍磨圆度好、均匀、天然卵石，厚1.5～3 m，第二层颗粒较下层细，为磨圆分选均好的天然砾石。设计辅助工程的目的是最大限度截取潜水，增大大口井的取水水量。

4　大口井在青南地区城镇供水工程中的作用

大口井在青南地区城镇供水工程中占据非常重要的地位。据《玉树县结古镇扎西科水源地探采结合实施方案竣工报告》，玉树县结古镇扎西科水源地有大口井三座，大口井总供水量约2×104m3/d，初步达到了设计要求，但经过一个夏季运行后，由于洪水泥砂的充填，渗水廊道淤积泥砂的堵塞，出水量不足1.2×104m3/d，后期对其渗水廊道的渗滤层进行清理后，出水量基本达到2×104m3/d，该水源地为新建的玉树市输送优质自来水2×104m3/d；果洛州玛沁县的大武镇，供水水源地采用泉集室进行供水，修建约30×20×5 m3的泉集室，供水量约0.9×104m3/d，基本大武镇的供水需求；久治县智青松多镇在隆酿沟采用大口井取水，供水量3×104m3/d，满足智青松多镇供水需求；青海班玛县赛来塘镇在莫坝沟水源地采用大口井加渗水廊道工程供水，供水量5 000 m3/d，满足赛来塘镇供水需求；青海河南县、泽库县、兴海县、甘德县、同仁县、尖扎县、贵德县、称多县等均采用大口井取水，供水量满足城镇需求。由此可见大口井取水方式在青南地区供水工程中被广泛使用，大口井在青海的青南地区城镇供水工程中占据主导地位，其作用是无可替代的。

5　结语

(1)青海南部地区位于高原亚寒带半湿润、半干旱地区，降水量较为丰富，但地下水资源分布极不均匀，城镇供水的取水方式是依据各城镇地质、水文地质条件所决定的，青南地区多为山区，第四系地层厚度多小于50 m，上部地层为透水性较强的全新统、上更新统砂砾石、含泥砂砾卵石构成，厚度多小于20 m，下部多为相粗细相间、泥砂含量大、透水性差、孔隙不太发育、孔隙连通性茶差的中更新统冰水松散堆积层或下更新统河湖相半胶结层，由于上部含水量大、下部弱、上部透水性好、下部差，含水层厚度又不大，所以采用大口井取水是最好的取水方式。

(2)青南地区城镇供水采用大口井取水方式极大地利用了大口井出水量稳定、含水层厚度不大，地下水位埋藏浅、上部透水性强下部弱、工程造价低廉、便于实施的特点，大口井的供水水量基本满足了青海南部地区城镇的供水需求，极大的支持了青南地区城镇的建设发展，大口井供水工程在青海南部地区城镇供水工程发挥着无可替代的作用。

[1]张子明.(河南) 大口井的施工方法(2010).北京.应用技术.2010.03.

[2]梁志祥，李西宁，等.青海省重点城市饮用水水源地保护实施方案.青海九六工程勘察设计院.2009.2.

[3]梁志祥，李西宁，等.青海省玉树县结古镇扎西科河水源地探采实施方案竣工报告.青海九六工程勘察设计院.2013.10.

2016-02-01

袁有靖(1988-)，男，青海西宁人，助理工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质方面的工作。

TU991.1

B

1004-1184(2016)04-0143-02