Difference between revisions of "井、竖井及井孔"

Revision as of 12:08, 15 September 2015

以地表径流为补给源而修建的回灌井。印度拉贾斯坦邦。图片： 半干旱地区含水层补给管理策略（MAR）。 联合国教科文组织。

在含水层被低渗透率的岩层覆盖，而且其他下渗方法无效的地区，大口径的井与小口径的井眼可用于直接补给或稀释浅含水层。很重要的一点是，需使用水质足够好的水源以达到此目的。虽然该补给法已实际应用于高产的深井眼，但该技术主要描述以家庭为单位，如何对在旱季末枯竭的人工井或含盐的地下水进行补给。

水井的干涸是由于过度开发导致的地下水位下降，而越来越多的这样的水井而是用于这个目的。补给井在土地缺水的时候可以发挥它的优势。水可以被注入一个井里或者一个地上凿洞里，并且从另一个得到补充，两者之间距离越长则水流的停留时间越长，这有助于改善含水层的容量。这被称作地下含水层的储存运输和恢复（ASTR）。

当达到约5到15米的槽深时，渗透性较差的材料会覆盖住含水层，这时回灌坑和沟槽也可以作为疏松材料使用。为了直接进入含水层，建筑结构会被挖到一定的深处以便穿透渗水性较差的地层。沟槽或者坑洞的打造有助于将侧墙表面积最大化并将底部面积最小化，从而加速补给水向含水层的水平流动。为了避开阳光，动物和人类，这些设备必须严丝合缝地盖好。

适宜条件

• 只在径流量很大，雨水入渗不够快的地区选址。
• 避开 有农业化肥和农药等化学污染物入井风险，并且取出的水会用于饮用的区域，

抽取的水将会被用作饮用水，除非能够安装合适的过滤器。

对环境変化的复原力

干旱

干旱的影响: 回灌井和井眼的水位下降。
造成这些影响的根本原因: 回灌较少

关于治理干旱的更多信息： 干旱易发地区的自修复性WASH系统。

洪水

位于地下水位高的地区的浅井比深钻井更易被洪水污染。洪水骤发期间，河流附近的井可能会被污染并注满泥沙。

建设、施工和养护

关于水泥的一般性建议： 造成建筑及其衬砌部分（如：蓄水箱、水坝、水道、水井）开裂的常见原因是，错误地混合和使用水泥。首先，很重要的一点是混合水泥只能使用纯净的材料：比如干净的水、干净的沙子和岩石。各种原料须充分混合。其次，材料混合时只需最小量的水：混凝土或水泥要保持在一个易加工的状态，偏干且不流动。再次，重要的一点是在水泥或混凝土固化期间，需全程保持湿润，这个状态至少持续一周。在固化期内，建筑需用塑料、大片树叶或者其他材料覆盖，要经常洒水保持湿润。

从屋顶至含水层的回灌。点击图像放大。
绘制： 联合国儿童基金会／Ara Centro。（2009）

水源考量

补充水源应是高品质的，因为悬浮的沉淀物会导致堵塞，微生物生长或者化学沉淀更有可能堵塞住井或井孔的孔洞更小的过滤层。在纳米比亚，注入水之前，由净水厂出来的水会加入粒状活性炭和加氯消毒以避免此类问题。在印度有一些案例，开一些直径很大的井会导致干涸状况，因为不断下降的水位（过度开采的结果）被用来给浅的含水层重新注水，这样直接导致了井中水的流失---这种结构的问题是水没有从土壤到含水层渗透的过程，这样不仅会减少沉淀物和微生物负荷，还会有一些潜在的化学污染物，像是硝酸跟杀虫剂之类的。开放的水井中的未经处理的水是不被推荐作为补充水源的，建议在土壤或者沙层中进行过滤处理。然而，由于淤泥和污染物能更容易进入井内，砾石可以作为一个过滤器，但是当堵塞变的严重的时候，可以将其替换。

水质好的水源之一是屋顶集水区的雨水，这也是一个比较现实的补给水源。这已用于补给莫桑比克的浅含水层，从而稀释了这里的含盐地下水。地下径流也会用于那些通过受污染经流来进行补给的含水层，而这些水之后又肯定会渗透到一定量的土壤里，这就增加了含水层污染和井筛堵塞的风险。人工井在以前都会干涸，现在常年都有蓄水—一份3年后进行的评估显示，在120口附近建有补给井眼的人工井中，很少再像以前那样干涸。此外，住在这片地区的家庭开始自行复制这样的系统。

建造

• 管井的选址一般在旱季时会干涸的井或井眼的“上游”5到10米处，或在含盐地下水区域。
• 如果直接从屋顶取水，应确保落水管的入口装有滤网，并配有初期径流弃流系统。
• 用螺旋钻或钻土机钻洞（例如2英寸口径）。深度应能够穿过紧密的地表上层，抵达渗透层—根据地点具体情况而定，一般4到6米即足够。
• 为了避免地下水受到地表水的污染，回灌孔的高度不应到达地下水的含水层。理想的情况下，最小距离应为比地下水位高出1.5米，以及距离一个抽象点，比如手挖井5米以上的地方。地下水位的高度可以通过手挖井观察得到。
• 测试回灌孔的容量，可通过钻孔给回灌孔充满水。回灌孔应该可以每分钟至少吸收两升水 － 如果不行，钻得深一点。
• 用物体（例如布）塞住孔口，以防沙石杂物进入洞内，并在孔口周围建一个水池（深0.5至1米，直径为1至5米）。确保孔口在水池的的某一边上，因而可使回灌孔与地面连通。水池大小通常为1至10立方米，具体由所需储水量、土壤下渗量以及降雨所决定。
• 移开塞住孔口的物体，往孔内填充砂砾（大小为5至30毫米），直至砂砾高度高于地面2米。

安装过滤器

安装过滤器来筛除固体颗粒（例如树叶等）。根据入井水源的水质好坏，可选择使用聚氯乙烯井筛或砂滤器。

聚氯乙烯过滤器需配合地表径流使用：

• 通常情况下，最好尽可能地减缓水速以避免水池被沙子和黏土填满－可以通过种植草地和其他集水方法（具体方法参见 自然地表集水区和开放式水库）来实现。
• 聚氯乙烯过滤管的长度在25-100mm之间，其功能相当于一个筛网可将水过滤到砾石层里（即，聚氯乙烯四周有卧槽）。
• 过滤管突出的部分高于池底。
• 聚氯乙烯盖板是被焊接成的，这个盖板在顶部处闭合且在底部张开，使之与滤管突出部分相合－安装盖板的作用是防止过多沉积物进入滤管，且盖板会在降雨后仅仅4小时内被移走。当水下渗完后，盖板会被放回原位直至下一次使用。
• 用布涂上聚录乙烯对内层进行清洁。

砂滤器过滤出的沙子可以替代罩盖，等候时间为4小时，所以砂滤器也替代PVC过滤系统。屋顶的集水区没有表面径流水流入小孔，无论有无PVC管道，它都可以与砂滤器搭配使用。

取水

• 水可以从同一个用于注水/补给的钻孔或者水井中获取—这个过程叫做含水层贮存与回采（ASR）。
• 水也可以从不同的，而不只是一个用于注水/补给的钻孔或者水井中获取—这个过程叫做含水层贮存转化与回采。在莫赞比亚屋顶雨水补给系统的设计中，它的水泵可以把水从与滤网相近的不同地方抽取出来，这些滤网与屋顶集水区相连接。

维护

为了防止铁、碳酸钙等物质絮凝，可能需要对水进行一些化学预处理，同时加氯消毒以防止微生物生长。被堵塞的井需定期疏通，通过造浪和抽水移除细粒土和细菌；被空气堵塞的情况下用润湿剂移除空气。如果周期性出现反冲洗现象，则注入微酸性制剂，逐渐溶解方解石，因此碳酸盐含水层中堵塞的情况最少。

实地经验

简易报告项目467号 社区用水和卫生项目	简易报告项目427号 升级可持续水源供给

操作说明、视频和链接

• 井的重新投入使用会产生很多其它的好处 乌代布尔附近的Mokhla talab的一个社区推动井的重新投入使用，不仅保证更长期的水质安全，而且也让领导者可以从女性中选出
• ‘社区水井’实验 马哈拉施特拉的杜利亚，那里的游牧农民就展示了社区是如何有组织且集体化地使用地下水这种公共资源的
• 通过回灌孔式水井应对水短缺
• 纳米比亚首都在干旱时期需要“水银行”，路透社，2011年10月26日
• 水资源管理计划： 管理含水层回灌案例，作者E.C.Murray 和 G. Tredoux
• 增加地下水： 建设回灌井的基本条件，印度水资源门户网站，包括材料和成本
• 商业产品： PERMAWELL。由AquaSanTec制作

致谢

• 荷兰CARE组织，初步研究： 在易旱地区的弹性WASH系统，2010年10月
• Gale, Ian, 半干旱地区含水层回灌管理策略（三月） 联合国教科文组织国际水文项目（IHP），2005年
• 水： 水资源危机 视野聚焦（公益组织）