我國北方的廢棄機井現(xiàn)狀及再用設想

黃少龍，蔡為民，韓 鵬

（天津工業(yè)大學 管理學院，天津300387）

一、北方平原環(huán)境分析

我國水資源主要通過降雨、降雪等方式自然循環(huán)補充，但由于我國地域遼闊，加上固有氣候條件，70%—90%的降水集中在6—9月份，而且多發(fā)生于南方，從而一方面造成大部分地區(qū)的季節(jié)性缺水，另一方面，多雨的季節(jié)又經(jīng)常造成南澇北旱［1］。中國北方地區(qū)因地理環(huán)境的緣故，氣候干燥，降雨量相對較少，造成在總體上水源不足，成為缺水地區(qū)。然而這一地區(qū)卻集中了全國將近65%的耕地。降水量的不足使地下水成為農(nóng)作物灌溉水的必要補充，在有些地區(qū)甚至成為主要水源。按供水量來比較，我國南方地區(qū)目前主要供水成分是地表水，而北方地區(qū)則主要是地下水，兩者各有特色［2］。在華北地區(qū)，地下水供給量占水資源總供給量的65%左右。筆者在調查中發(fā)現(xiàn)，目前中國農(nóng)村水資源浪費現(xiàn)象嚴重。主要表現(xiàn)為兩大方面：一是大量天然降水的流失，每年汛期江河上游的天然降水得不到有效的截流和貯存。二是農(nóng)業(yè)用水有效利用率低［3］。

二、農(nóng)村廢棄機井處理方式和現(xiàn)狀（宏觀）

我國地方性法律法規(guī)條例中有明確規(guī)定“老井灌區(qū)必須有計劃地調整機井布局，建立機井報廢靜定和審批制度，確實損害嚴重的或干涸無法修復使用的機井，必須經(jīng)縣水利部門鑒定，由地區(qū)審批后報省備案，才可列為報廢”［4］。然而由于使用方式的限制，管井電井、鋼管混凝土管機井亦或鑄鐵管機井使用壽命均不超過25年，顯示終于有地下水位的迅速下降及管井的人為損壞，每15年左右便有一批機井廢置。而現(xiàn)行的處理方式中，大多數(shù)村民為了方便起見制作簡單覆蓋或者廢棄，造成人畜的落井，給人們的人身及財產(chǎn)安全構成威脅。筆者所調查的A村，地下水幾乎是農(nóng)用耕地灌溉和農(nóng)民生活用水的唯一來源。村子所在的地區(qū)于中華人民共和國建立初期，平均井深5～6米便可采到水。如今由于地下水嚴重超采，能夠采到水的最小井深已在40米左右。

三、廢棄機井的現(xiàn)行再用方式

1.現(xiàn)實中，機井的廢棄多由地下水位下降和人為因素影響導致，針對此現(xiàn)狀可行清淤打撈、套管修井等方式對機井進行修復處理。

2.完全廢棄的機井：若該機井的井管是鑄鐵的、鐵管的或者是鋼筋混凝土的，在靜水位以下不易腐爛。那么可用千斤頂、倒鏈或者吊車試著將其拔出再利用，繼而進行下步處理。

3.在歐洲國家尤其是在德國為節(jié)省地面空間進行地下回填。在我國，現(xiàn)行的許多高校及工廠也普遍存在“挖坑——填埋垃圾——表層覆土”的處理。因此，可以把廢棄物進行分選和無害化處理之后在上一種利用方式的基礎上對廢棄機井進行相關再用［5］。

4.在西藏羊八井地區(qū)，利用發(fā)完電之后的地熱水引入池塘又經(jīng)過安裝的管道重回電廠冷卻，像這樣的“循環(huán)”便是在“廢井”基礎上實現(xiàn)的［6］。

當然，對于礦區(qū)油井廢棄后的處理還有：1，油井改水井［72.］，廢棄水、油井套管再用輔以陽極研究，實踐等用途，這里不作深究。

四、A村微觀環(huán)境分析

以河北省新樂市A村為例，該村為典型的農(nóng)業(yè)種植村，約有1200戶人口，戶均耕地20畝。農(nóng)田灌溉及村民飲水以打機井區(qū)地下水為主要來源。原來每戶均在自家打井取水，現(xiàn)由于打井成本抬高，多戶共同打井、飲水及取水。原廢棄井大多簡單覆蓋，村內無排水設施，且降水多集中于7～10月份和次年的1～3月份冰雪融水，西安硬化路面增加，故每逢降水集中季節(jié)，雨水便沿低洼的公路向南流入村南的幾個土豪，冬季則“自掃門前雪”覆蓋任其融化。在雨水大時，村南的農(nóng)田便遭浸淤。與此同時，田間道路由于常年行車及土壤質地粘重等原因。一般硬實度高，不易滲水，且由于兩側農(nóng)田高出道路，亦不易排水，故每逢雨季，村內、村外均行軍極不方便。村子受降水的時間影響顯著，雨季“洪澇”、而旱季需廣取地下水以緩解干旱局面。據(jù)統(tǒng)計，整個荀子每50母地約有一塊剖現(xiàn)用井，且由于村子更重歷史悠久，每百畝地均有可找尋及現(xiàn)用井4～8口，村內戶戶幾乎有廢棄及現(xiàn)用取水井1～3口。其井口總數(shù)約4000口之多。且A村住宅區(qū)與農(nóng)田區(qū)有3m落差，南部農(nóng)田區(qū)明顯偏低。

五、針對上述相關環(huán)境的廢棄機井再用設想

針對北方農(nóng)村的相關環(huán)境及及經(jīng)費其現(xiàn)狀，可依其具體方位及可用價值對其進行合理再用，以建立起一個完善的機井再用體系。具體設想如下：

（1）針對人為因素影響且可再用取水并有開發(fā)價值的機井依上文提及方法重新修復再用。

（2）不可再用或者無積蓄取水必要的機井則對其處理步驟可如下：可據(jù)現(xiàn)實狀況將井管取出作重新利用處理；繼而根據(jù)機井的位置分布及深淺狀況可將其下部掏空進行初級處理。根據(jù)農(nóng)村現(xiàn)實狀況分析：由于農(nóng)村倉儲設備尤其是反季節(jié)的倉儲處理不到位的現(xiàn)狀，根據(jù)地下冬暖夏涼這一特色可適量對未知恰當?shù)臋C井驚醒深部處理。在一定深度構筑起相應的糧蔬及其秧苗的儲備庫。（起規(guī)模與應用程度、方式可因地適宜。）

（3）針對北方時間降水不均的現(xiàn)狀，在降水較多的時節(jié)，潤足底表后可利用廢棄井構筑一個排水、儲水系統(tǒng)。其構想大致如下：以A村為例，該村南低北高。依其現(xiàn)狀，整體上在全部居民住宅區(qū)依居民實際住宅區(qū)水的匯集處和廢棄飲水井為點，對居民區(qū)的雨水進行疏導、引流，約以每條道路為一軸線，在軸線兩側選擇合適點位的廢棄井作如上圖的地下處理，其深度以不影響地面正常生活為宜。然后以每條道路的軸線將各個點串聯(lián)起來，最后全村形成一個“片”，將水疏導至地形相對偏低且農(nóng)田相對集中的村南地區(qū)。其具體疏導與連通應從地下進行。（具體稍后分析）

在農(nóng)田區(qū)，依據(jù)A村道路低兩側高的現(xiàn)實狀況，需仍以道路為軸。每百畝地為一個匯水區(qū)擇一口廢棄井，將農(nóng)田區(qū)分成若干個上圖所示單元系統(tǒng)控制區(qū)。其分布應考慮到緩解路面積水，且農(nóng)田區(qū)離居民區(qū)較近地區(qū)宜與村內系統(tǒng)相連，較遠地區(qū)則依A村居民區(qū)匯水量決定是否與其相連。

對于上述系統(tǒng)應注意以下幾個問題：

（1）每個單元系統(tǒng)井口處應形成一個匯水區(qū)，且必須配備相應的過濾設備，對水質依其計劃用途進行凈化處理。

（2）在進行廢棄井選擇時應充分考慮其地質條件及相關環(huán)境的可行性：

（3）地下單元系統(tǒng)在滿足堅固度要求的前提下，需盡量與外界有多孔連接，一則可以保證匯水面積，二則有利于維護地下水質。

（4）單元系統(tǒng)的底部宜如圖所示呈凹狀，在底部最低處與機井相連，并且在其接點下一米左右設各單元系統(tǒng)的連通管道，管道口的入水與出水處均設水閥控制。且入口與各單元系統(tǒng)的接點宜稍高（在此可依A村地利條件將村內水流匯集至村外再入單元系統(tǒng)）

（5）在4中單元系統(tǒng)與出水管接口位置宜配置雙向水閥，在水量較多時可補給地下水位。

（6）若由于地質條件或其他條件限制，在村內可少設甚至不設單元系統(tǒng)，直接設地下連通設備通至農(nóng)田區(qū)，可通過生物等措施將地下水質凈化后再進行處理（養(yǎng)殖或灌溉等措施，在此不做贅述）

（7）整體系統(tǒng)必須有相應的保溫設備。

六、上述系統(tǒng)的可行性分析

整個系統(tǒng)受益于地形高差和農(nóng)田、居民點的集中分布，在雨季可根據(jù)疏導將水引入?yún)R水區(qū)，經(jīng)地下連通管道匯至各單元系統(tǒng)（冬季雪水可人工匯至單元系統(tǒng)）。居民點的雨季，豐沛雨量可導致各單元系統(tǒng)，最終匯至農(nóng)田區(qū)進行再用。雨量充沛的年份可以導入地下，也可根據(jù)雨季的年際差異驚醒水量的儲備與配置。此外，也可完善農(nóng)村的地下排水體系。誠然，整個系統(tǒng)的實行若在某一廣大地區(qū)內共同實施固然好，但由于限制條件有：1.短期難以顯效，且投入量尤其勞動投入量大；2.保溫設備難以到位、做足3.區(qū)域若高低錯落，如山區(qū)施工難度及可實施性將會大大降低；4.系統(tǒng)必須定期清理，考慮到維修方案等方面的問題。

我國的灌溉面積廣闊，且廣大的北方及一部分南方地區(qū)飲水生活水來源地均以地下水為主，而寂靜的廢氣量、廢棄率令人堪憂。不恰當?shù)奶幚矸绞讲粌H造成了對水資源的污染、土地資源的浪費，更威脅著人們的財產(chǎn)安全和后輩的可持續(xù)利用與發(fā)展。因此，必須在不斷在汲取前人經(jīng)驗的基礎上繼續(xù)總結、積極創(chuàng)新！以建立起持久、功效顯著的廢氣機井利用方式，進而實現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用與人類的可持續(xù)發(fā)展。（設想僅為筆者個人設想，水平低前，懇請批評指正）。

［1］鄭家喜.農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展：水資源的約束與對策［J］.農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題.2000（9）.

［2］蔣才俊，郭旭東，王思敬.華北平原“地下水庫”供水功能衰退和防治對策［J］.科學對社會的影響.1995（2）.

［3］譚融，于志勇，劉萍.中國農(nóng)村水資源利用狀況分析［J］.農(nóng)業(yè)經(jīng)濟導刊.2006（12）.

［4］河北省人民政府.農(nóng)業(yè)機井管理暫行辦法［N］.人民日報，1981-05-30.

［5］赫英臣.煤礦廢氣井巷可作為廢物處置的安全場地［J］.煤炭學報，1999（4）.

［6］曾經(jīng)“廢井”變成了寶貴資源，地熱水先發(fā)電后養(yǎng)魚［N］重慶晨報，2010-08-12.

［7］段中會.陜北油區(qū)利用廢棄油井開采地下水的技術思路［J］.中國煤田期刊，2000（1）.