乾安县地下水开采井布局及井距

李玉秋，林 沫，杜晓天，林亚菊

（1.吉林省松原市水资源管理办公室，吉林 松原 138000；2.水利部松辽水利委员会，吉林 长春 130021；3.吉林省乾安县水资源管理办公室，吉林 乾安 34000）

乾安县位于吉林省西北部，松原市西部，总面积3617.24 km2，总人口30万人。随着工农业生产需要开采井逐年增加，井密度增大，井干、掉泵和打不成井的现象时有发生。

1 水资源现状

（1）水资源特点。乾安县境内无江河，地表水资源匮乏。现有73个自然泡沼，且大部分为碱泡，近些年来蓄水越来越少，甚至有的都干枯了，基本是利用不上；境内有中小型水库3座，塘坝8处，实际年可供水量只有407.7万m3，仅能做为养鱼等少量用水。所以只能利用地下水来满足工农业及生活用水的需要。该区十年九旱，主要旱情发生于春季，次为伏旱和秋旱。旱灾发生频次为100%，为了提高全县的抗旱能力，保证粮食的产量，全县上下全力以赴地打井。

（2）开发利用现状——井、布井。自2000年以来，乾安县的机电井以平均每年352眼的速度递增,2008年新增机电井722眼，2008年年末，乾安县为抗旱灌溉开动机井6557眼，其中大井3988眼，小井2569眼。在全县1119.22 km2的耕地上，平均每平方公里大井3.6眼，小井2.3眼。现在有很多小井已经干涸，新增的井几乎全是机电井。

2 地质水文地质条件

乾安县的地下水类型主要有第四系松散岩类孔隙水，第三系碎屑岩类裂隙孔隙水两大类，为了反映区内水文地质条件的差异和地下水的分布规律,根据第四系承压水的变化规律和含水层埋藏深度及富水性进行分区。

（1）第四系孔隙承压水区(Ⅰ区)

①地下水量丰富区（Ⅰ1亚区）。含水层主要由白土山组砂、砂砾石组成。含水层埋深、岩性和富水性在本县变化较大，地下水埋深2～5 m，含水层岩性颗粒较粗，以砂、砂砾石为主，厚度大，富水性较好，在5 m降深时，单井涌水量为2600～4000 m3/d，适于饮用、灌溉及其他用水。

②地下水量较丰富区(Ⅰ2亚区)。含水层主要由第四系白土山组，中粗砂、砂砾石组成。含水层埋深在60～70 m，局部大于90 m，含水层厚度在10～25 m，地下水埋深为3～8 m。5 m降深单井涌水量为1600～2600 m3/d，适于饮用，灌溉和其他用水。

③地下水量中等区（Ⅰ3亚区）。含水层的岩性为白土山组的砂、中粗砂，局部含有少量砾石，含水层厚度变化无明显规律，一般在5～15 m，含水层埋藏深度在60～80 m，地下水埋深5.0～8.0 m，5 m降深单井涌水量为600～1600 m3/d，适宜饮用、灌溉和其它用途。

④地下水量较贫区（Ⅰ4亚区）。含水层主要由白土山组粉细砂、中粗砂含少量砾石组成，白土山组含水层缺失。加之相邻两区域水力联系较差，在5 m降深单井涌水量小于600 m3/d。地下水位埋深 5～10 m。

（2）第三系孔隙裂隙承压水区（Ⅱ区）

①地下水量较丰富区（Ⅱ1亚区）。水层岩性为第四系白土山组中细砂和上第三系泰康组的砂岩，砂砾岩组成，第四系白土山组含水层较薄，富水性差，满足不了农田灌溉用水，因此该区主要以开采第三系泰康组承压水为主，含水层埋深、厚度、富水性在区域内变化较大，含水层厚度为40～76 m，地下水位埋深为8～10 m，5 m降深单井涌水量1600～2600 m3/d，适宜饮用及农田灌溉。

②地下水量中等区（Ⅱ2亚区）。含水层岩性为第四系白土山组中粗砂和上第三系泰康组，大安组，深浅两层重迭的砂岩，砂砾岩，该区主要是以开采泰康组承压水为主，含水层岩性厚度和富水性在区内各地变化颇大，含水层厚度为40～76 m。泰康组孔隙裂隙层间承压水一般埋藏较浅，并具压力大、水头高的特点，承压水位一般在3～10 m左右，在道字泡一带低洼处，可以形成自流。在三王泡、操字井以东富水性较好，在5 m降深单井涌水量为 600～1600 m3/d。

③地下水量较贫区（Ⅱ3亚区）。水量较少的亚区分布于仙字井的北部，所字镇的南部。含水层岩性主要以第三系泰康组的砂岩、砂砾岩组成，岩性颗粒由上至下，由细变粗的分布规律，根据钻探资料该区泰康组含水层埋藏深度为130 m，含水层厚度在40～60 m之间，承压水位一般埋深大于10 m，富水性一般小于600 m3/d。

3 开采井布局的研究

（1）单井灌溉面积法

当地下水补给充足,资源丰富能满足土地的灌溉需水量要求时,则可简单地根据需水量来确定井数与井距。

首先,根据下面公式计算出单井可控制的灌溉面积 F0：

式中 Q为单井的稳定出水量，m3/h；T为一次灌溉所需的天数，d；t为每天抽水时间，h；n为渠系水有效利用系数；m为灌水定额。

如果水井按正方网布置,则水井间的距离(L0)应为：

最后整个灌区布置的水井数（N）将为

式中 S为灌区的总面积；β为土地利用率。

（2）根据允许开采模数确定井数(N)和井间距离

该种方法的前提条件是:计划的开采量应等于地下水的允许开采量(或可采资源量)，以保持灌区内地下水量的收、支平衡。因此这种方法主要适用于单位面积的可采水量，明显不能满足土地灌溉需水量要求的地区。

首先按下式计算单位面积内的井数(N)：

式中N为单位面积上的平均井数；Mb为含水层的允许开采模数,m3/（km2·a)，可根据区内地下水补给量/全区含水层面积或类似井灌区开采量/稳定水位降落漏斗面积计算确定。

如为正方形网状布井,则井距L0为：

如为等边三角形梅花状布井，则井距D为：

这种方法计算井距,可以保证地下水收支平衡，但不能保证满足全部土地灌溉需水要求。不足部分，只有通过调进水源或改变灌溉技术来解决。

（3）当地下水可开采量不能满足需要时，布井数还可用下列方法计算：

式中 Q可计算区地下水的可开采量，m3；Q饮为计算区年生活用水量，m3；Q1为计算区年工业需水量，m3；A 为单井控制面积，hm2；N 为布井数 （眼）；m为灌溉用水定额，m3/hm2；q为平均单井涌水量，m3/时；T为单井每年工作天数，d；t为平均每天单井工作时数。

井距根据抽水实验资料确定，或者选用公式计算求得，乾安县一般井距为500～700 m。

计算公式如下

4 结论和建议

（1）结论。根据地下水资源埋藏情况，确定地下水开采深度。Ⅰ区主要开采第四系白土山组承压水，一般井深为80～120 m。防病井应开采第三系泰康组承压水，一般井深为120～160 m。Ⅱ区主开采第三系泰康组承压水，一般井深为120～180 m，少数超过200 m。

在水量丰富的和较丰富的Ⅰ1，Ⅰ2，Ⅱ1，Ⅱ2区宜采用单井灌溉法确定打井数量和井距，在水量中等和较贫地区Ⅰ3，Ⅰ4，Ⅱ3宜采用根据允许开采模数来确定井数和井距。

（2）建议。完善打井许可审批制度，杜绝随意打井乱开采现象，另外开采第三系地下水时应坚持严格的分层止水工艺，防止第三系水的污染；加强节水灌溉工程的建设，按现有的5处节水灌溉示范项目区的规模和成果，扩大节水灌溉工程；加强水利工程建设，在哈达山水利枢纽建成后农业灌溉必用地表水；平整土地,减少渠道渗漏,采用先进灌水技术等方面来降低灌溉定额,以达到加大井距,减少井数,提高灌溉效益。

[1]于长青，张起峰，鲁仁达.合理选择井距确定打井数量[J].黑龙江水利科技2007，6(35)：86-87.

[2]王红雨，全达人.井灌区规划中最佳井距的确定方法[J].宁夏农学院学报.1995，3(16)：27-33.