Difference between revisions of "渗井"

Revision as of 11:06, 7 October 2015

马达加斯加岛的渗井 Eric Fewster，BushProof

也称为截流井。渗井是一种浅水井，用于向（或从）河床外的天然蓄水层补给（抽取）水源，但此种井只有部分衬里。它可以用于集水区域的排水或补充地下水。特别是对某些地区，其岩石或土壤渗透性低而导致蓄水层水量低，进行水源补给（渗透井可以穿透这些岩石和土壤）。然而，因为水位的降低，抽取的水量也会越来越少，抽取水成了渗井的次要作用。

渗井不必有直接进水口。无进水口渗井尺寸可以更大，且用有渗透性的自然物质填充，以增加地面的渗透能力。大多数情况下，土壤表面和地下管道之间有一个盘绕式排水管。此排水管有孔眼，可以让进入到管内的水更快的流出排水管。暴雨高径流事件的发生可能会导致雨水水量过大，此时渗井中的盘绕式排水管可以确保水流有效地流入到井中或者蓄水层中。

岩石、粗木屑或稻草可以用作过滤材料。用稻草填充的渗井样式类似渗透性的沟渠，并且没有可以限制其渗透量的盘绕式排水管。可以通过手压泵或小且高效的机动泵抽水。手压泵缸需要与已安装的筛管的大小相吻合。

适宜条件

• 在水位在离地表5米以内，且土壤稳固的地方选址。
• 在对水需求量较低的地方选址，例如小型社区。
• 不要在排水迅速的地区安装渗井。由于渗井的渗透能力低，会导致排水速率不足，且并不会降低水土流失的风险。

避免污染

选址地须离污染源足够远。对于微生物污染而言，污染源（例如公厕）与引水口（过滤层）的距离必须足够远，以将风险从“低”降至“非常低”——也就是说在地表的病原微生物至少需经25天才能进入地下。传播时间受孔隙率、渗透系数（渗透性）以及水力梯度的影响。

在沙粒大小中等、孔隙率为平均水平的情况下，与25天传播期相对应的距离为30米左右，但对于更为粗糙沉积物来说，距离应为100米以上。然而， 当过滤层足够深时，污染源与引水口的距离可大幅缩短——原因是，从纵向看，含水层性质较横向多变，这也就意味着，安装有手压泵的井孔可以设置在离公厕非常近的地方，并且风险较低。但是，过滤层深度必须随着抽取率的增加而增加。

对环境変化的适应

干旱

干旱的影响: 降雨减少会引起对含水层的回灌减少；人口以及对水量需求上升；含水层的大小，例如：有限的沙容量；井深未到地下水位；选址不正确；管周级配砾石未正确完成。

造成影响的根本原因: 降雨减少会引起对含水层的回灌减少；人口以及对水量需求上升；含水层的大小，例如：有限的沙容量；井深未到地下水位；选址不正确；管周级配砾石未正确完成。

加强WASH系统的适应性: 通过建造地下水坝增加水量；增加井或管的挖掘深度；在地下水位下进行沉井施工时需良好排水。在干旱季节的后半段时建造；在每年部分时间干旱的河床地区中选址，并且在干旱季节河床内要有水；使用多孔混凝土和冲孔不锈钢制管水平导入含水层（河床井），搭配级配砾石（渗渠和射流井）以增大流量；在无沉积的退化的河区选址（渗渠）；在管周放置级配砾石以减少堵塞和增加流量。

关于治理干旱的更多信息： 干旱易发地区的弹性WASH系统。

建设、施工和养护

关于水泥的一般性建议：造成结构及衬砌部分（如：贮水池、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、干净的沙子和干净的石料。各种原料须混合充分。其次，在材料混合时尽量少使用水，确保混凝土或水泥可用的前提下宜干不宜湿。再次，在水泥或混凝土硬化期间，需注重全程保持湿润，这个状态至少持续一周。在硬化期内，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。

建造

用稻草填充的渗井。图片来源：Georges Lamarre (MAPAQ)

• 建造时需在土壤坚固的地区开洞至地下水位，以避免坍塌的风险。出于安全考虑，挖掘深度不可超过5米。
• 挖掘一般持续至地下水位以下，但若含水层产水量少，挖掘不可使用排水用铲斗。
• 在回填前，必须在井内安装引水口。通常来说，引水口可以是与井壁连接的过滤层——引水口直径必须足够大，以适合手压泵缸。可用下列几种方式安装引水口：

1. 可在地下水位区域内使用合适的材料（例如石块）建一内井，用平板遮盖-将进水管穿过平板，然后回填井身至地表，将引水口与其他部分按需连接。
2. 更经济的做法是在空井中安装引水口。用水平仪确定垂直性，然后将引水口暂时固定于地表井梁。然后用无粘土沙回填井身至雨季水位线，之后再用原土回填。如此做成一个围绕引水口的人工含水层，井容量由沙的孔隙度决定。
3. 可在过滤层内安装泵。

• 当井在旱季枯竭时，可在井上游处应用回灌技术。

用岩石或木屑回填的渗井

用岩石或木屑回填的渗井——上部土壤不用于耕种。更多类似选择请查看渗井说明。

在选定要挖渗井的地方挖一个直径为1-1.5米，深约1米的洞。 如果在沙质土或壤质土上建造岩石渗井，可以在洞的底部和周围覆盖上一层土工布（由7609或7612品种的特塞尔绵羊毛制成）。这层布可以防止井侧被岩石阻塞。在排水管穿过布的位置，用排水胶带把布和排水管粘附在一起。如果在渗井建造完成后需要耕种井上的土壤，则要将土工布剪切掉至土壤表面以下30厘米的位置。若土壤不需耕种，布可以延伸至土壤表面。请注意，木屑渗井中不需要使用土工布。

在挖好的井中逐渐回填符合要求的材料。将排水管放于井中时，使排水管盘绕在有渗透性的材料中。在岩石渗井中，建议在最开始时使用干净的直径为56毫米的岩石进行回填，也可以使用细石（例如直径为19毫米的石块）。

将排水管剪切放至理想高度，并且在排水管的顶部切口处盖上盖子。如果在渗井安装完成后需要耕种渗井上的土壤，则盘绕式排水管必须放置在距地面至少30厘米以下的地方，从而保证排水管不会被耕种设备损坏。在岩石渗井回填末期填入不会损坏耕种设备的材料（如果允许的话，建议使用粗土、粗沙、木屑或干净的直径为19毫米的石块）。不建议在土壤表层和填充层之间铺上土工布，因为这样布会迅速被地表径流内的泥沙阻塞。木屑渗井通常都会用木屑进行回填。

在土壤冲蚀度高和阻塞风险大的地方，最好不要耕种渗井上的土壤。在渗井上周围半径不小于3米的地方植草，从而在耕种的土壤与渗井之间建立一个缓冲带，以过滤土壤颗粒。渗井的井口可以用岩石（例如：干净的直径为100毫米的岩石）进行覆盖来完成建造。

部分石块种类的渗透率（米/天）

维护

通常来说，建议最小化进行耕种活动，以最大程度地延长渗井寿命。如果井堵塞，更换前30cm的多孔材料，以增加渗透能力。

有机过滤材料会随着时间而分解。由于接近地表的氧化条件更好，水井上部的分解更为迅速。对于用木屑填充的井来说，通常需要每过10年再增填一些木屑，以补充因为木屑分解而造成的沉陷。由于稻草的碳氮比较低且纤维含量较高，稻草的分解速度更快，需要的更换频率也更快。在以上两例中，也可用粗沙替换被分解的材料。 最后，必须经常对渗井和独立排水口进行检查，对其结构以及其增加地表排水和减少侵蚀问题的有效性进行评估。

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。
• ‘社区用井’实验 马哈拉施特拉的杜利亚，那里经过动员的农民就展示了社区是如何有组织的共同利用地下水这种公共资源的。
• 渗井说明。加拿大农业及农业食品部（AAFC），魁北克农业渔业和食品部(MAPAQ)。
• 用于供给发展中国家中型社区的人工地下水回灌。 E.H. Hofkes and J.T. Visscher.1986年12月。

致谢

• 荷兰CARE组织，初步研究： 易旱地区的弹性WASH系统。2010年10月。
• 渗井资料。加拿大农业及农业食品部（AAFC），魁北克农业渔业和食品部(MAPAQ)。