第6章 取水工程第6章 取水工程6.3 地下水水源地选择 § 6.3.1 集中式供水水源地的选择 § 6.3.2 小型分散式水源地的选择 6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 § 6.4.1 管井 § 6.4.2 管井和井群的出水量计算 § 6.4.3 管井施工 § 6.4.4 大口井 § 6.4.5 复合井 § 6.4.6 辐射井 § 6.4.7 渗渠第6章 取水工程6.3 地下水水源地选择 6.3.1 集中式供水水源地的选择一、地下水水源地的选择 § 对于大中型集中供水，水源地的选择，关键是确定取水 地段的位置与范围，对于小型分散供水而言，则是确定 水井的具体井位 § 1.集中式供水水源地的选择 § 为满足需水量要求和节省建井投资，供水水源地（或开 采地段）应尽可能选择在含水层层数多、厚度大、渗透 性强、分布广的地段上 § 保证水源地长期均衡开采，水源地应选择在可以最大限 度拦截区域地下径流的地段和离补给水源近、能充分夺 取各种补给量的地段 § 新建水源地应远离现有的取水或排水点，以减少互相干 扰第6章 取水工程6.3 地下水水源地选择 6.3.2 小型分散型水源地的选择§ 为了保证取水的水质，水源地应选择在不易引起 水质污染的地段上 § 水源地应选择在不易引起地面沉陷、塌陷、地裂 等有害工程地质作用的地段上 2.小型分散式水源地的选择 § 除上述集中式供水水源地的选择原则，对基岩山 区裂隙水小型水源地的选择也合适，但在基岩山 区，由于地下水分布极不均匀，水井布置主要取 决于强含水裂隙及强岩溶发育带的分布位置，此 外布井地段的地下水水位埋深及上游有无较大的 汇水补给面积也是必须考虑的条件第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井一、地下水取水构筑物分类 § 1.分类 § 管井：井管从地面打到含水层，抽取地下水的井 § 大口井：由人工开挖或沉井法施工，设置井筒，以截取 浅层地下水的构筑物 § 辐射井：辐射井一般用于取集含水层厚度较薄而不能采 用大口井的地下水，辐射井适应性较强，但施工较困难 § 渗渠：壁上开孔，以集取浅层地下水的水平管渠 § 适用条件： § 管井适用于含水层厚度大于5米，其底板埋藏深度大于15 米，一般用于开采深层地下水，井深一般在200米以内， 但也可达1000米以上第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井§ 大口井适用集取浅层地下水，含水层厚度在20米 § 渗渠仅适用于含水层厚度小于5米，渠底埋藏深度小于6 米 二、管井构造 § 管井直径一般在50-1000m，深度一般在200米以内。
通常 由井室、井管壁、过滤器、沉淀管组成 § 井室：用以安装各种设备，采光、采暖、通风，防水 § 井管壁：加固井壁，隔离水质不良或水头较低的含水层 § 过滤器：集水，保持填砾与含水层的稳定，防止漏砂及 堵塞 § 沉淀管：沉淀进入管井的沙砾第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井§ 1.井室 § 深井泵房—泵体和扬水管安装在管井内，泵座和 电动机安装成井室内，井室就是深井泵房 § 深井潜水泵房—水泵和电动机安装在井室内；井 室与泵房合建（井室就是阀门井），井室与泵房 合建（井室就是卧室泵站） § 地面式—便于维护管理，防水、防潮、通风、采 光条件好 § 地下式—便于总体规划，噪声小，防冻条件好第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井2.井壁管 § 安装：不需进水的地层 § 作用：加固井壁、隔离水质较差的含水层 § 要求：井壁管应有足够的强度；内壁平整光滑；轴线不 弯曲，便于设备安装和管井清洗 § 材料：可采用钢管、铸铁管、钢筋混凝土管，钢管可用 于任意井深的管井，铸铁管适用于井深小于250m的管井 ，钢筋混凝土管适用于井深小于150m的管井；井壁管内 径应比水泵设备的外径大100m § 构造：分段钻进时井壁管的构造和不分段钻进时井壁管 的构造第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井3.过滤器（核心） §安装在含水层内，带有孔眼或缝隙，用以集水和保持填砾与含水层 稳定 §要求：有足够的强度和抗腐蚀性，具有良好的透水性能，能保持人 工填砾层和含水层的稳定性 §组成：过滤骨架和过滤层 §类型：1）钢筋骨架过滤器：由短管、竖向钢筋、支撑环构成，只 含骨架，不带过滤层，适用于井壁不稳定的基岩井（用作缠丝过滤 器、包网过滤器的骨架）。
钢筋骨架用料省、易加工、孔隙率大， 但其抗压强度较低，不宜用于深度大于200m的管井和侵蚀性较强的 含水层 § 2）圆孔或条孔过滤器：在管壁上钻圆孔或条孔加工而成；适用于 砾石、卵石、裂隙含水层，主要用作缠丝过滤器、包网过滤器的骨 架各种管材允许孔隙率为：钢管30-35%、铸铁管18-355，钢筋混 凝土10-15%,塑料管10%第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井§ 缠丝过滤器：在钢筋骨架过滤器、圆孔或条孔过 滤器外缠绕2-3mm的镀锌铁丝构成（或塑料丝、 尼龙丝）；适用于粗砂、砾石和卵石含水层 § 包网过滤器：在钢筋骨架过滤器、圆孔或条孔过 滤器外缠绕0.2-1.0mm的滤网构成；适用于粗砂 、砾石和卵石含水层阻力大，易被细沙堵塞， 易腐蚀 § 填砾过滤器：在各类过滤器的外围填符合一定级 别的砾石构成，工程常用缠丝过滤器外围填砾石 组成缠丝填砾过滤器 § 适用：各类砂质含水层和砾石、卵石含水层第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井§ 设计：填砾过滤器的滤料规格计算： § D50=(6～8)d50 § D50—能通过填砾颗粒总重量50%的筛孔孔径 § 过滤器的直径、长度及安装部位 § 过滤器的直径影响井的出水量，是管井设计的关 键；过滤器的长度是根据预计出水量、含水层性 质和厚度、水位降及其他因素确定的，关系到地 下水资源的有效开发；过滤器的安装部位直接影 响管井的出水量，因此应安装在动水位以下主要 含水层含水性最强的进水段。
第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井4.沉砂管 § 沉砂管接在过滤器的下面，用以沉淀进入井内的 细小沙砾和自地下水中析出的沉淀物，以防在日 后的运行中因沉淀物堆积而堵塞过滤器，影响管 井出水量其长度根据井深和含水层出沙量其 长度根据井深和含水层出沙量而定，一般为2- 10m井深小于20m，沉淀管长度取2m;井深大于 90m取10m § 管井施工第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井管井的井群系统及其合理布局 § 1.管井的井群系统： § 自流井井群：适用于静水位高出地表，呈自流态 的承压含水层 § 虹吸式井群：用虹吸管将各井中的水引入集水井 ，再由泵站送入清水池或管网 § 卧式泵取水井群：适宜于井内最低的动水位距地 面不深（6-8m时） § 深井泵取水井群：当地下水位埋深超过10m-12m 时，采用深井泵取水井群第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.1 管井2.井群的合理布局 § 水井的平面布局 § 水井的平面布局视开采量的组成，地下水的径流条件及 含水层的均匀程度而定 § 水井的垂向布局 § 水井的垂向布局是对平面布局的一种补充，目的是为了 更有效的开发地下水资源 § 水井的井数和井距 § 井数主要取决于允许开采量（或设计总需水量），井间 距和单井出水量的大小。
井间距取决于井间干扰强度， 一般要求井间水量减少系数不超过20-25%第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.2 管井和井群的出水量计算管井出水量的计算 § 1.管井水力计算的理论公式 § 稳定情况下的井的水力计算 § 1）承压含水层完整井计算公式为§ 2）无压含水层完整井计算公式第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.2 管井和井群的出水量计算§ 3）承压含水层非完整井的计算§ 4）无压含水层非完整井的计算第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.2 管井和井群的出水量计算管井水力计算的经验公式 § 用经验公式的计算方法时根据水源地或水文地质 条件相似的地区抽水试验的结果找出符合井的谁 水量Q和水位降落值S之间的关系方程根据所得 方程，即可求出在给定水位降落值时的井的出水 量，或据已定的井的出水量，求出井的水位降落 § 实际工程中常见的Q-S曲线，有直线型、抛物线 型、幂函数型及半对数型等数种第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.3 管井施工§ 管井施工钻凿井孔钻凿井孔物探测井冲孔换浆井管安装围填砾料粘土封闭洗井抽水试验管井验收第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.4 大口井1.大口井的构造与施工建造 § 大口径概述 § 大口井构造简单、取材易得、施工方便、使用年限长、 容积大能起水量调节作用；但深度较浅，对水位变化适 应性差。
用于开采浅层地下水，口径5～8m，井深≤15m § 大口井结构： § 大口井主要由井筒、井口和进水部分组成 § 1）井口应高出地表0.5m以上，并在井口周边修建宽度为 1.5m的排水坡，以避免地表污水从井口或沿井壁侵入， 污染地下水第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.4 大口井第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.4 大口井第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.4 大口井§ 井筒通常用钢筋混凝土浇注或用砖、块石砌筑而 成，用以加固井壁和隔离不良水质的含水层，钢 筋混凝土井筒最下端应设置刃脚，用以在井筒下 沉时切削土层，刃脚外缘绿应凸出井筒5～10mm § 进水部分包括井壁进水和井底反滤层 § 井壁进水是在井壁上做成水平或倾斜的直径为 100～200mm的圆形进水孔，或100mm×150mm～ 200mm×250mm的方形进水孔，孔隙率为15%左右 ，孔内装填一定级配的滤料层，孔的两侧设置钢 丝网，以防滤料漏失第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.4 大口井2.大口井的施工方法 § 大开槽施工：将基槽直接开挖到设计井渠，并进行排水 ，在基槽中砌筑或浇注透水井壁和井筒以及铺设反滤层 § 优点：施工方便，便于铺设反滤层，可以直接采用当地 的而建筑材料 § 缺点：开挖土石方量大、施工排水费用较高，只适用于 口径小(≤4m)、深度浅（≥9m)或地质条件不宜采用沉井 施工的大口井 § 沉井施工：在井位处开挖基坑，将带有刃脚的井筒或进 水孔井壁、透水井壁放入基坑，再在井筒内挖土，让井 筒靠自重切土下沉，直至设计井深，有不排水机械开挖 下沉和内排水人工开挖下沉第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.4 大口井§ 优点：土石方量少，施工场地小，施工安全，排 水费用低，对含水层扰动程度轻，可避免流沙现 象发生，对周围建筑物影响小 § 缺点：技术要求高，在下沉过程中可能会出现井 筒歪斜、下沉困难或到位后难以控制下沉趋势等 问题第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.4 大口井出水量计算完整大口井按管井计算公式 § 井底进水：§ 井底与井壁同时进水第6章 取水工程6.4 地下水取水构筑物的类型和适用条件 6.4.4 大口井出水量计算大口井设计要点 § 大口井应。