10.2 地下水资源开发利用实验
通常所说的地下水资源，是指通过各种途径得到补给的、年周期一般可以得到恢复的那一部分地下水量，可供人类生活、生产用水。简单讲，某地区地下水资源，相当于该地区多年平均地下水补给量。
随着科学技术的进步，工农业生产水平的发展，人口总量的迅速增加和人民生活水平的提高，以及生活环境的改善，所有这些都要求供水量成倍增长，供求矛盾日趋严重。提高和加强对地下水资源的认识，合理开发利用地下水资源，对于社会主义经济发展和保护人类的生存环境都是十分必要的。
一、平原区井群合理布置实验
地下水是平原区的主要水源之一。我国北方地下水资源开发利用量，已经达到甚至超过总用水量的一半。地下水资源开发利用，主要靠打井的办法来解决。因此，合理布置井群，是科学地利用地下水资源的首项任务。
1.井群合理布置的条件
平原区地表以下有一个连续的、倾斜的自由水面，称为“潜水面”。由于水面是倾斜的，在重力作用下，总是从高水位流向低水位，所以地下水是一种地态资源。
地下水通过井筒抽水开采过程中，地下水位沿井筒下降，当降至一定深度时就稳定下来了，这时的水位为“动水位”。动水位同稳定潜水位之间的垂直距离为“降深”（以米表示）。降深大小同抽水量大小呈正相关，同供水能力呈负相关。由于机井抽水，把稳定的潜水面给破坏了，以井筒为中心，降深最大，向四周降深逐渐减小，直至到达稳定水面，其形状似“漏斗”，叫抽水漏斗。平原区的井点相当密集，每口井抽水时就要产生“漏斗”，相邻井同时抽水时，每口井同时产生漏斗现象。这时会产生两种结果，一种是漏斗间不连接，并有一段“稳定潜水位”；另一种是漏斗间相互连接、甚至重叠，没有“稳定潜水位”了。前一种情况，各井抽水量正常，井间影响很小。后一种情况，在地下供水充分的条件下，降深加大，扩大漏斗范围，还能保证正常出水量；如果地下水源供给不充分时，虽然降深和漏斗范围加大了，也不能保证正常出水量，甚至有明显的递减趋势。现实的应急措施是：停开一部分机井，才能保证抽水机井正常抽水量。
因此，平原上布井过密是不合理的，那样会使所有机井都不能正常使用，造成浪费。如果井间距离过大，地下水资源未能得到充分利用布井也是不科学的。
2.合理井间距计算
平原区机井主要抽取松散堆积物中的潜水和一部分微承压水。简算井距计算式如下：
Q＝KAI
式中Q为抽水量，单位米3/ 日；K 为渗透系数，查表11—7求得；
表11—7 各种沉积物渗透系数（近似值）表
A 为过水断面积，单位2；I为水力坡度。
A相当于井筒动水位以下，至井底间的井壁面积，即
A=2πRh
式中R 为井筒的半径;2πR为井筒的周长，单位用米表示。h 为动水位至井底的筒壁长，单位米。
水力坡度I,相当于图中的I=
，如果隔水层是水平的（i＝0），H1-h=h捪嗟庇诔樗?蟮慕瞪睿??榷ㄇ彼?挥攵??恢?涞拇怪本嗬耄?ノ幻; B为抽水漏斗的半径。因此，井间距计算式可改写为：
假如，某井抽水量Q＝1500米3/日，地下以粗砂砾石为主，K ＝75米/日，井半径R=：0.5米，井水深99米，降深h'=15米，h＝99米—5米＝84米，漏斗半径B求法：
= 197.92（米）
理论上的井间距离应是抽永漏斗半径的3倍或大子3倍，即并间距离≥3B 。各地的地质条件、补水能力、农田耗水量等不一样，可因地制宜、通过试验，确定最合理的井间距。例如北京城南、城东地区，要求井间距≥400米；城北、城两地区，要求超过500米。华北平原上的河北省，要求井间距≥500米。
为了充分合理利用地下水资源，井点布置要呈正三角形，在三顶角上设井点。垂直于地下来水方向，横向成排布井，前后井点错开呈相间分布；前后排井点连线与横向井连线的夹角60°左右为宜。
二、田间低压暗管输水实验
利用塑料硬管代替输水渠道，将水通过水泵加压（如果水源在高处，可利用自然压力；工作压力仅需1～2千克/厘米2），将水送人畦田内进行灌溉。暗管埋深各地不同，北方省区，因冬季土地封冻，管线埋在冻土层以下，防止管壁冻裂。无冻土层地区，管线埋深大于70厘米，正常机械作业不会破坏管线。
为了连接管线和控制水流，应需装配有闸阀、弯管、三通等
1.低压暗管输水型式
暗管输水可分成三类。
（1）固定式输水管的干、支管线都埋入地下不移动，管中水通过支管闸阀控制，出水口水流进入输水垄沟、畦田。使用方便，造阶较高。平均每亩投资约130元。
（2）移动式干、支输水管均采用软管。适用于出水量小的机井（20～30米3/时）。因干管最大直径≤7.5厘米，出水量大不便移动，且易刺破。灌水前将干、支管线铺设在田间，开机后印可灌田，由远及近的顺序浇水。需要在哪里放水，只要将管口连接处拔开即可。此法造阶低，每亩投资不足10元，可用1～2年；劳动强度大。
（3）半固定式干渠管线连接水源，并埋入地下固定下来，有一定间距留出水口，由闸阀控制。浇地时由软管连接闸阀，可向田间畦块浇水。机井出水量50米3/时，干管口径10～15厘米; 支管口径多用5厘米。此类型发展前途较大，造价70元/ 亩左右。2.低压暗管输水效果简单讲，投资少收效大，技术要求不高便于掌握。尤其节水、增产效果明显，适合缺水地区推广，参见表10—8。
表10—8 菜场管迟输水灌溉效统计表
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