辐射管技术在坎儿井水量控制中的应用及数值模拟

坎儿井在吐鲁番地区灌溉、人畜饮水和环境保护等方面发挥着不可替代的作用。坎儿井常年自流出水，非灌溉期间水量除满足很少的生活用水以外，大部分水量无效蒸发而白白浪费。该文在分析吐鲁番地区坎儿井地质条件和坎儿井独特的运行机制的基础上，提出坎儿井水量人为控制技术——辐射管增水和水量控制技术。该技术的主要思想是：衬砌加固坎儿井集水段，并在集水段头部打设水平方向辐射管，改原坎儿井侧壁集水为辐射管集水，并在衬砌体内各个辐射管出水口接到一个汇水总管上，总管末端设置节制阀门，用于人为控制水量；利用立体建模的方法建立了增设辐射管的坎儿井渗流计算三维模型，论证了该技术的可行性。结果表明：利用辐射井技术改造后的坎儿井，集水范围扩大，单个坎儿井出水流量可以达到原来的2倍以上，效果十分明显；设置节制阀能够克服坎儿井水量无法控制的缺陷，是保护吐鲁番地区十分珍贵的地下水资源的有效手段。该技术的推广对坎儿井地下水资源的涵养与坎儿井保护具有重要意义。