水源地深井动水位下降的分析及采取对策

摘 要： 张家口发电厂深井已运行20多年，由于近几年的少雨干旱，附近村庄开采深井的数量增多，深井老化顽固沙粒堵塞，地方政府洋河橡胶坝治理等多种原因，引起我厂深井动水位下降。根据现实情况进行分析，制定出解决的方案。

关键词：水源地深井 动水位下降 分析 对策

中图分类号：P641 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）03-0299-02

一、张家口发电厂水源地深井介绍

我厂一期工程（1号～4号机组）水源地于1986年8月建成，1989年9月陆续开始投入生产运行，共有深井14口，其中#11、#10现已连通只能用一口井，实际为13口深井，井深为50～120米范围内。二期工程（5号～8号机组）水源地于1994年8月建成，1998年开始陆续投入生产运行，共有深井12口，井深在110～120米之间。两水源地之间间隔了一条洋河，一期在洋河的北边，故称为洋河北水源地，二期水源地在洋河的南边，故称之为洋河南水源地。

在2002年的11月份，针对我厂水源紧张的状况，向原勘探设计单位—华北电力设计院提出了对我厂水源地进行评估的要求。2002年12月份至2003年1月份华北电力设计院对23口井的总出水量、附近民用机井的开采状况、张家口市腰占堡、吉家房和宣化县样台水源地开采现状、1994年后电厂历年在水源地的开采量以及排污水量、地下水位统测等项目进行了勘测调查，并提出了建议：将一期的浅井全部更改为深井。2003年我厂在洋河北的浅井#9A、#13、#16井旁各自打了120米的机井，缓解了当时我厂的用水紧张；由于洋河北的水位继续下降，致使我厂的#4、#15、#19井不能正常运行，使我厂2005年的用水处于紧张时期。长期以来，我厂在节水方面做了很大的工作，工业排污水量降低到了最低的程度，所以在节能方面对于水的问题已无潜力可挖，最根本的出路仍然在水源的供给上。河北省水政水资源综合管理办公室（93）冀 水政资字 16 号文件“关于沙岭子发电厂二期扩建工程增加工业用水”的批复中明确指出：在已提供沙电一期可用水1.7m3/s的基础上，再挤出0.3m3/s的水量供给沙电二期工程，最终可为沙电240万千瓦总装机容量提供2.00m3/s的用水量。也就是说，根据国家水资源管理的要求张家口发电厂用于生产的需水量应小于2.00m3/s。目前我厂的总需水量远低于2.00m3/s（平均约在1.5m3/s左右），但仍然出现供水紧张的形式，所以水源的合理开采和利用是我厂面临的一个严峻问题。

2006年报废3口浅井，在报废井旁重新打了3口新标准井，至今有13口深井能够使用；二期南水源地是从1998年陆续投运，至今有12口标准深井在使用；我厂现有共计25口深井在使用，都为标准井深度为110米～120米，我厂深井地下水的补充基本上为雨水和洋河水。

二、张家口发电厂深井结构介绍

井壁管采用规格为直径450×10热轧无缝钢管，打坡口焊接连接，管底钢板焊接封堵（底部加筋板），含水层的井壁管有直径16mm均匀排列的孔，孔外缠有不锈钢丝，即为深井的过滤器，防止细沙进入井管内，细粒含水层段过滤器应用孔径不大于含水层粒径的尼龙网包裹。井管壁外滤料厚度不小于100mm，滤料粒径根据含水层颗粒大小确定，即：滤料粒径D50=（8～10）d50（含水层砂样过筛累计重量分别为50%时的颗粒直径），填料采用边冲边填法（详见深井结构示意图）。

深井的技术要求：井管的弯曲度≤1mm/m，井管的外径偏差≤±1%～±1.5%，井管壁的厚度偏差≤±1mm。过滤器需临时加工时，首先保证孔隙率不低于25%，同时应保证管身垂直、圆滑，过滤孔大小一致、排列均匀，外缠丝牢固、间隙均匀，管内壁光滑。两端口应与管身垂直，并呈45度坡口，过滤器安装位置的上下偏差不得超过300mm。滤料的形状应以均质圆形颗粒，采用石英砂的滤料，并根据含水层本身颗粒级配的情况，选择相适应的滤料规格，不合格的滤料不能超过15%，滤料采用全井填充法，所填的滤料应留样备查，在距井口3米处改用直径25～30mm半干粘土球夯填。

三、深井动水位下降的原因分析

我厂水源地深井从投运以后一直在出现水位下降的现象，但下降的速度不是很快，只是部分浅井受到了影响已全部报废，但标准深井并没有受到影响，但在最近两年有部分标准深井表现出了动水位下降出水量不足的现象。

1.在最近几年张家口地区的雨水量的减少，减少了深井地下水的补充。

2.从去年开始张家口地方政府对洋河进行橡胶坝治理，彻底断绝了洋河水向地下水的补充。

3.附近农村不断在洋河附近扩大打井数量，增加了地下水的使用量，相对增加了地下水的下降速度。

4.我厂的深井大部分累计运行时间比较长，井壁管的滤网被细砂粒堵塞的频率就会高，在每次的洗井并不能全部彻底洗掉，时间长久滤网上堵塞的顽固沙粒就会越来越多，降低了深井的出水量。

5.我厂深井安装的水泵流量大部分一直是原始设计的流量，当时新井的出水量是大于原设计泵的流量，由于深井的出水量不断在降低，满足不了水泵的额定流量，因此导致深井的动水位下降。

6.由于长年不断对地下水的开采，就会减少地下水的储存量，使地下水的水位不断在下降，自然就会降低深井的出水量。

四、水位下降对我厂用水的影响

虽然我厂搞了许多节水工程，相对用水量有所减少，但每天的用水量还是很大，在最近两年我厂的深井动水位下降比较快，部分深井直接影响到潜水泵的安全运行，今年从11月初开始对我厂的10口深井进行洗井，拔出来的潜水泵首级叶轮均发生了不同程度的气蚀，有的甚至首级叶轮叶片气蚀后剩余不足一半。由于深井的出水量不断降低，潜水泵的实际流量也在下降，导致以后运行的深井数量在不断增加，最终将会出现夏季我厂所有深井全部运行也满足不了8台机组的用水需求量。

五、采取的措施

1.与潜水泵生产厂家协商，以后我厂订购的潜水泵工作部件首级叶轮采用不锈钢材质，提高叶轮的耐气蚀性，尽量保证潜水泵能够达到最大的流量。

2.热控车间对潜水泵出口管道的压力表进行校验，对损坏的压力表和校验不准的压力表进行更换，保证压力表的准确性。水源地运行值班工和外围车间水源地检修班人员（二、五检查）定期检查运行潜水泵的出口压力，当发现压力有明显降低或压力出现摆动的潜水泵，通知相关点检员确认，若判断确实是由于水量不足引起的压力降低或摆动，要先采用关小出口门降低水泵流量，使深井的动水位上升满足潜水泵的安全运行条件，防止潜水泵叶轮气蚀。

3.对于出水量降低比较多的深井，可以采用与潜水泵厂家协商，在原电机不变的情况下配制非标式低一级流量的工作部件，降低水泵的流量，保证深井的动水位满足潜水泵的安全运行条件。

4.对于安装深度不足40米的潜水泵，并且深井的静水位超过20米，可采用加长扬水管加大潜水泵的安装深度，保证潜水泵的安全运行。

5.提高深井的洗井频率，保证每口井由三年洗一次变为两年洗一次，及时清理井壁滤网中的细沙，增加深井的出水量和降低水中的含沙量。

6.我厂洋河北深井向东延伸有7口备用标准井，没有铺设管道和电缆，并且已有4口井被地方农民私自占用。先向地方农民收回占用的4口井，对备用的7口井进行管道和电缆铺设，盖井房和装设潜水泵，增加我厂深井的使用数量。

7.对于是由于顽固细沙堵塞滤网引起的出水量确实太低的深井，并经地质专家确认地下的储水量还能满足需求，对旧深井进行报废，在报废井旁打新标准深井。

参考文献

[1]行业标准《机井技术规范》SL256-2000

作者簡介：王忠成（1970—），男，高级工程师，技师，张家口发电厂设备部汽机专业高级点检员。