配图 1 平行于河流的渗渠图 2 垂直于河流的渗渠图 3 平行和垂直河流的渗渠新疆玛纳斯河流域管理处邢 义[摘 要] 渗渠取水越来越多地在给水工程中得到应用, 成为城市和工业建设的一项重要工程其方法是将渗滤取水装置固定在河 床或河漫滩下一定深度处, 利用其上部天然滤床或在其上部做人工反滤层, 用自身水头对天然河水进行渗滤处理, 集取河流垂直渗 透水, 实现了净水与排沙同步运行, 清混分开, 是一种非全流过滤, 实现了直接利用地表水资源作为微灌系统灌溉水源的目的, 在大 面积节水灌溉中具有很强的推广价值 [关键词] 渗渠 反滤层 渗透特性 河床冲淤1. 引言 渗渠是利用埋设在地下含水层中带孔眼的水平渗水管道和渠道, 借助水的渗流和重力流, 来截流和集取地下水和河床潜流水, 作为给水 水源[1] 实际上, 渗渠取水就是这种非全流过滤, 渗渠取水流程是通过埋设 在含水层中带有孔眼的钢筋混凝土管或留有缝隙的砖、 石渠道, 截取地 下水或者河床潜流水, 然后流进集水井, 用水泵将水抽送入输水管内, 再进高地水池中, 进行调节和消毒后, 供给用水户这种取水方式能够 做到排滤同步、 清混分开; 运行时水头小, 使用方便、 造价低廉, 具有很 强的推广价值。
这种取水方式, 最适用于含水层较薄的地带, 既可最大 限度地集取地下水量, 又可取到一定的水质净化作用 当地下水或地表 水未被工业废水和生活污水污染时,渗渠出水一般可以满足生活饮用 水的水质的要求 渗渠取水方式在山溪性河流中有着成功的应用[2], 其方法是将渗滤 取水装置固定在河床或河漫滩下一定深度处,利用其上部的天然滤床 或在渗滤取水装置上做人工反滤层, 集取河流垂直渗透水, 天然河水经 滤层过滤, 可达到滤沙净水的目的, 同时, 滤除的泥沙被水流冲向下游; 更为重要的是我们可以利用不同级配的滤层实现控制水质的目的, 以 满足不同的用途要求 2. 渗渠取水应用现状分析 几年来, 通过调查分析, 初步认为: 在水文和水文地质条件适合的 情况下, 只要是设计合理、 施工质量好、 生产管理得当, 绝大多数渗渠取 水效果是良好的, 是成功的无论国内、 国外, 有好些渗渠投产后, 运行 三、 四十年, 产水量未见减少, 就是一个有力的证明[3]至于那些效果不 好的渗渠工程, 主要是由于有的水文地质条件不好, 补给量不足, 有的 是施工质量不满足要求, 反滤层堵塞; 也有的是由于生产管理不好, 过 量开采, 或者受到水污染等原因造成的。
对这些经验教训要采取积极态 度, 有批判的吸收和借鉴 现阶段渗渠的平面布置形式, 我们应根据水文、 水文地质、 补给来 源以及河水水质等条件而定, 一般分为平行于河流、 垂直于河流、 平行 与垂直于河流组合等三种形式[4,5,6] 2.1 平行于河流布置 在较薄的含水层中, 当集取河床潜流水和岸边地下水时, 一般多将 渗渠大致平行于河流埋设在河滩下当河床潜流水和岸边地下水较充 沛, 且河床稳定, 可采用平行于河流沿河漫滩布置的渗渠 (图 1 ) , 集取河 床潜流水和岸边地下水采用此方法布置的渗渠施工容易, 检修方便, 水质和水量的变化较少, 在枯水期可获得地下水的补给, 故有可能使渗 渠的全年的供水量均衡新疆沙弯县自来水厂的取水工程采用的就是 该种形式设在河滩下; 而另一条垂直于河流埋设在河床下, 以兼取地下水、 河床 潜流水和河流渗透水这样, 当丰水期河水流量大的时候, 垂直埋没在 河床下的那条渗渠, 产水量就大为增加, 发挥了较大的效果; 而平行于 河流埋设的那条渗渠, 产水量虽然相对地少了, 但水质良好当枯水期 河水流量小的时候, 这两条渗渠产水量大致相近这种布置形式, 采用 比较广泛, 效果一般良好。
当在山区间歇性河流地带布置渗渠工程时,为了最大限度地集取 地下水和潜流水, 也多采用该种布置形式 在国外许多国家采用渗渠取水, 做为给水水源还是不少的, 运转情 况良好国外渗渠一般多埋在砂砾石含水层中,单位产水量较大, 约 18-176 m3/m/d; 在砂层中, 单位产水量较小, 约 7-24 m3/m/d; 所以国外经 验, 渗渠埋设在砂砾石的含水层中, 是最成功的 因为砂砾石含水层, 孔 隙率大、 透水性好、 渗水率高、 单位产水量大[3]意大利拿布勒斯在较厚 含水层中修建集取地下水的渗渠, 产水量高达 10 万 m3/d, 单位产水量 高达 176 m3/m/d; 美国许多渗渠建在河床下, 集取河水的垂直渗透水 纽 约这样类型的渗渠产水量高达每天 68000m3/d; 在德国, 也有利用渗渠 处理和回收有机污染病菌和有机废物的污水,流经长达 500 多米的砂 砾石层中, 滤除污水中的好气微生物及其杂质, 而成为洁净的地下水, 用渗渠引出地面, 回收利用 国外认为: 在河水流速较高的河床下, 是修 建渗渠最满意的地点, 因为河水流速高, 可以带走细小的泥砂, 增加含 水层的渗透性, 尤其是在河水水质浊度较低的河床下, 修建渗渠取水, 要比直接取用河水进行净化经济得多[7]。
我国使用渗渠, 早在三十年代, 在东北地区开始修建, 但为数很少 解放后由于社会主义建设蓬勃发展, 工厂和城镇用水量不断增长, 铁路 交通发展迅速, 采用渗渠取水更加广泛在铁路给水工程中如宝成、 成 渝、 鹰厦、 黎湛、 都筑、 天兰、 兰新、 包兰等铁路线采用渗渠的较多[3] 城镇 和工厂采用渗渠的也似雨后春笋,如时伯华等介绍了渗渠在临沂引水 工程中的应用[8]; 李晓等介绍了利用天然河床渗滤取水技术[9,10]; 王梅强 介绍了利用渗渠在浅水河流取水的新举措[11]; 朱美花等介绍了渗渠在庙 劲水利工程中的应用[12]; 渗渠取水在拜城种羊场[13]和乌鲁木齐燕儿窝水 源的应用效果一直不错 新疆的河流多系山溪性河流, 其径流量变化很大, 枯水期甚至有断 流情况, 河床稳定性差, 因此地表取水构筑物不能全年取水 但是, 此类 河流河床多覆有颗粒较粗、 厚度不大的冲积层, 蕴含有河床潜流水, 渗 渠正是开采此类地下水最适宜的取水构筑物 经过滤层渗滤的清水通过水平集水管汇集引出,与现有的节水器 材配套使用, 提高微灌供水质量; 供给城镇以及农牧团场工业用水和人 畜饮用水, 可以实现经济效益持续发展, 生态效益得以改善, 社会效益 稳步提高的目的。
但是, 我们应该看到国内外渗渠使用失败的教训, 归纳起来主要是 因为: (1)渗渠被埋在有粘土夹层或有机物的砂层中, 或水源补给量不足2.2 垂直于河流布置 当河岸地下水补给较差、 河床漫滩下含水层较厚、 透水性良好、 潜 流又比较丰富、 河流枯水期流量很小甚至断流, 河流主流摆动不定时, 可采用垂直于河床布置方式 (图 2 ) , 若受河流宽度的影响渗渠长度受 限, 可采用多级截流, 以求最大限度的截取地下水此种布置方式施工 检修均较困难, 且出水量受河流水位变化影响较大, 同时易于淤塞 2.3 平行与垂直于河流组合布置 平行与垂直组合型 (图 3 ) , 当含水层较厚, 地下水和河床潜流水都 很丰富而且河水水质又较清的条件下,可以将渗渠一条平行于河流埋的含水层中;(下转第 638 页 )637科技信息工程技术浅谈矿产资源的选矿及其方法陕西铅硐山矿业有限公司樊水龙[摘 要] 矿产是不可再生资源, 选矿是矿产开发工艺的重要一环本文主要阐述了选矿的目的和近代主要的选矿方法及其适用范围 [关键词] 矿物 选矿 方法矿产资源是指赋存在地壳内部或表面的地质作用产物,可分为金 属矿产和非金属矿产, 如金、 银、 铁、 锰、 铜、 钾盐、 石膏等。
矿产资源是自 然资源的重要组成部分, 是人类社会发展的重要物质基础, 由于矿产资 源具有不可再生性, 所以要十分珍惜和保护矿产资源 利用矿产资源的 方法和工艺是多方面的, 主要是通过选矿和冶金的过程来实现 近代的 主要选矿的方法有重选法、 磁选法、 浮选法、 电选法等 1 选矿的目的 选矿就是根据矿石的矿物性质, 主要是不同矿物的物理、 化学或物 理化学性质, 采用不同的方法, 将有用的矿物与脉石矿物分开, 并使共 生的有用矿物尽可能的相互分离, 除去或降低有害杂质, 以获得冶炼或 其他工业所需原料的分选过程 它是介于采矿和冶炼之间的工艺过程 经过选矿, 可以得到品位较高的精矿, 使矿产资源得到充分的利用 2 选矿的过程 选矿的过程包括破碎、 磨矿、 选分等破碎就是将大块的矿石或物 料变为小块, 以满足使用部门或下道工序对产品粒度的要求 按破碎的 粒度可分为粗碎、 中碎和细碎磨矿是在机械设备中, 借助于介质 (钢 球、 钢棒、 砾石 ) 和矿物本身的冲击及磨剥作用, 使组成矿物的有用矿物 于脉石矿物达到最大限度的解离,以提供粒度上符合下一个选矿工序 要求的物料分选又称为选分或选别, 使用一定的选矿方法, 使矿石中 的有用矿物与脉石矿物及不同的有用矿物彼此分离,并使之分别富集 的作业。
分选后的产品有精矿和尾矿 3 选矿的方法 3.1 重力选矿 重力选矿是指利用被选矿物颗粒间比重、 粒度、 形状的差异及它们 在介质中的运动速率和方向的不同, 使之彼此分离的选矿方法 它广泛 的应用于处理煤、 有色金属、 稀有金属矿石等, 也有用于对石棉、 金刚石 等非金属矿石加工 3.2 磁力选矿 磁力选矿是根据被分选矿物颗粒间磁性的差异及它们在磁场中所 受磁力的大小, 进行矿物分离根据磁力强弱, 可以分为强磁性选和弱 磁选, 根据分选时所采用的介质, 又分为湿式磁选和干式磁选只要被 分离矿物或矿物结合体具有适合的磁性差异和合适的粒度,几乎都可 以用磁选进行选矿最常用于铁磁性矿物和含铁矿物同其它矿物的分 离, 如稀有金属矿物、 各种铁矿、 黑云母等 3.3 电力选矿 电力选矿是利用各种被分选矿物的导电率及其在电场中荷电程度 不同, 使之在电场力、 机械力和重力的联合作用下而分离的选矿方法 具有不同导电率的各种矿物通过电场时, 有用静电感应或俘获带电荷, 并在电场中显示不同的特点, 再辅以重力作用, 使之产生不同的运动轨迹, 然后借助接料器, 达到不同导电性矿物的分离 3.4 化学选矿 化学选矿主要是通过化学作用,将矿石中的有用组分转变为易溶 于水或其它溶剂内的物质, 从而得以分离提取。
化学选矿一般只获得半 成品, 即化学精矿, 如金属的氧化物、 氢氧化物等, 在某些情况下也可以 在浸出溶液中直接置换沉淀或点解沉淀出金属 化学选矿可单独选用, 也可以和其他方法联合使用 3.5 浮游选矿 浮游选矿是利用各种矿物表面物理化学性质的差异,并借助选矿 药剂的作用扩大这种差异, 造成各种矿物表面具有不同的湿润性, 通过 充气、 加温、 搅拌等过程, 使某种或几种矿物粘附于泡沫之上而从矿浆 中浮出, 另外一些矿物留在矿浆中 浮游选矿广泛应用于细粒嵌布的金 属矿物、 非金属矿物、 化工原料和冶金工业产品的分离 3.6 摩擦选矿 摩擦选矿是利用矿石中有用矿物与废石对统一倾斜表面的不同摩 擦系数而进行分选的一种选矿方法 例如, 将石棉和蛇纹石的混合颗粒 置于斜面上, 石棉比蛇纹石滑得慢, 从而达到分离的目的 3.7 粘附选矿 粘附选矿又称油脂选矿, 是利用不同矿物对粘附剂 (油脂) 的粘附 性差异而进行分选的选矿方法 一般常用于金刚石选矿, 更广泛的应用 是将矿物表面进行处理, 然后用各种适当的溶液洗涤, 即人工的造成不 同的表面粘附性能, 然后与粘附剂接触, 有的被粘附, 有的不被粘附, 从 而达到分选目的。
3.8 絮凝浮游法 絮凝浮游法是一种处理有用矿物极其微细的矿石的选矿方法, 其 直径一般在 20 微米以下 浮游时, 在特定的介质条件下, 加入一定的高 分子化合物, 使有用矿物或脉石矿进行选择性的絮凝, 然后加入捕收剂 将其浮出 4 结语 选矿是矿产资。