第七章如何診斷井體出砂現(xiàn)象

1、－53－第七章如何診斷井體出砂現(xiàn)象？出砂(singup)是井抽水時(shí)，水中含有的懸浮性顆粒過多的現(xiàn)象。出砂是井體已經(jīng)出現(xiàn)問題的前召，多少的懸浮性顆粒濃度才算是有出砂的問題？Driscoll(1994)在地下水井聖經(jīng)權(quán)威的「地下水與水井」(GroundwaterWells1994)一書中認(rèn)為：「水中懸浮性顆粒濃度低於8mg?，才是稱為無出砂的地下水」，並認(rèn)為：「懸浮性顆粒是包括在水中的砂粒、坋粒與黏粒」。水中懸浮性顆粒濃度與水的使用水中懸性

2、顆粒是地下水使用的重要限值，根據(jù)美國(guó)環(huán)保署與國(guó)際水井協(xié)會(huì)(U.S.EnvironmentalProtectionAgencytheNationalWaterWellAssociation)規(guī)定：「飲用水、工業(yè)冷卻用水與灌溉用水，其所含懸浮性顆粒濃度不得超過510與15mg?。而超過15mg?的地下水可能是井管已有嚴(yán)重腐蝕，或是已有井崩潰的現(xiàn)象。如果剛建置的水井，懸浮性顆粒濃度已超過15mg?，這會(huì)使水井的使用期限縮短，是建置不良的水井。

3、」井體出砂現(xiàn)象代表井體出現(xiàn)的問題可能有以下若干原因：井體出砂原因之(一)－井體的含水層是顆粒凝結(jié)性弱的結(jié)構(gòu)即使是粗砂的含水層，其孔隙率(posity)可能高達(dá)40％，透水性良好(Todd1980)，但是許多沖積形成的含水層，裡面含著許多細(xì)顆粒的黏?；驁e粒，因著與粗砂的凝結(jié)力弱，這些細(xì)顆?？赡芰鹘?jīng)孔隙，而進(jìn)入井體，導(dǎo)致井水混濁，因此混濁度(Turbidity)也是出砂的另一指標(biāo)。Driscoll(1994)認(rèn)為混濁度超過10NTU是井水已

4、經(jīng)過度混濁，會(huì)對(duì)井體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生「阻塞」。－55－將來抽水時(shí)，不同孔距的濾水孔承受壓力將有差異，孔距較小的濾水孔承受的壓力將較大，容易受水流磨損，造成破裂而導(dǎo)至井體入砂。不同的濾水孔間距的決定，與地下水質(zhì)的特性、含水質(zhì)的顆粒特性有關(guān)。這也是地下水質(zhì)分析與含水質(zhì)地層的粒徑分析，需要進(jìn)行在埋置濾水管之前，而非之後。臺(tái)灣的水井建置在此程序上是倒置，甚至連水質(zhì)分析或粒徑分析也不量測(cè)，即行埋管，容易造成後序的井體設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成日後井體出砂的主因。濾

5、水孔置間距的設(shè)定是根據(jù)含水層顆粒的粒徑分析結(jié)果為主要的判斷依據(jù)，一般而言含水層的質(zhì)地愈粗，濾水孔的間距愈大，反之含黏粒較多的含水層中開孔間距較小。Driscoll(1994)認(rèn)為：「濾水孔的間距是含水質(zhì)層顆粒60％的可以通過，40％無法通過的篩號(hào)孔徑…在有腐蝕的地下水中，可以通過顆粒的比率要降到50％，甚至40％」，因此腐蝕性的地下水中，井濾水孔間距愈窄；相反的在硫酸鹽高的地下水中，由於擔(dān)心日後的阻塞，濾水孔可以增加原訂開放孔距的10％

6、。因此在濾水孔的設(shè)定上，就可以預(yù)防日後井體可預(yù)期的腐蝕或淤塞。如果設(shè)置不當(dāng)，濾水孔破裂就會(huì)造成出砂。濾水孔主要是在防止顆粒阻塞在濾水孔的狹窄斷面上。濾水孔與濾水孔之間距愈長(zhǎng)，代表井的開口斷面積(openarea)愈小，反之則愈大，各種不同濾水孔徑與間距決定對(duì)井開口斷面積。〈例題71〉：某水井的濾水管深度20公尺，管徑15.24cm，是屬於不鏽鋼材質(zhì)，濾水孔孔徑1.65mm，濾水孔間之間距3.81mm，含水層是屬於粗砂，孔隙度40％，請(qǐng)問