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城市给水排水第12章地下水取水构筑物ppt课件

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城市给水排水第12章地下水取水构筑物ppt课件_第1页
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第12章 地下水取水构筑物12.1 地下水源概述和取水构筑物分类 卵石卵石层、砂、砂层和石灰岩和石灰岩层等等组织松松散,具有众多相互散,具有众多相互连通的孔隙,透水性通的孔隙,透水性能能较好,水能在其中流好,水能在其中流动的岩的岩层叫透水叫透水层,透水,透水层又叫含水又叫含水层 粘土和花粘土和花岗岩等构造岩等构造严密,透水性密,透水性极差甚至不透水的岩极差甚至不透水的岩层叫不透水叫不透水层,不,不透水透水层也称隔水也称隔水层 地下水分地下水分类:: 埋藏在地面下第一个隔水埋藏在地面下第一个隔水层上的地下上的地下水叫潜水;水叫潜水; 两个不透水两个不透水层间的地下水叫的地下水叫层间水;水;具有自在水面的具有自在水面的层间水称无水称无压地下水;接地下水;接受有受有压力的力的层间水称承水称承压地下水;地下水; 在本身在本身压力作用下从某一出口涌出的力作用下从某一出口涌出的地下水叫泉水地下水叫泉水 地下水取水构筑物分地下水取水构筑物分类:: 管井管井————井管从地面打到含水井管从地面打到含水层,,抽取地下水的井;抽取地下水的井; 大口井大口井————由人工开挖或沉井法施由人工开挖或沉井法施工,工,设置井筒,以截取浅置井筒,以截取浅层地下水的构地下水的构筑物;筑物; 渗渠渗渠————壁上开孔,以集取浅壁上开孔,以集取浅层地地下水的程度管渠;下水的程度管渠; 泉室泉室————集取泉水的构筑物。

集取泉水的构筑物 ; 地下水取水构筑物的适用条件:地下水取水构筑物的适用条件:  ①.①.管井适用于含水管井适用于含水层厚度大于厚度大于5 5米,米,其底板埋藏深度大于其底板埋藏深度大于1515米;米;  ②.②.大口井适用于含水大口井适用于含水层厚度在厚度在5 5米左米左右,其底板埋藏深度小于右,其底板埋藏深度小于1515米;米;  ③.③.渗渠渗渠仅适用于含水适用于含水层厚度小于厚度小于5 5米,米,渠底埋藏深度小于渠底埋藏深度小于6 6米;米;  ④.④.泉室适用于有泉水露泉室适用于有泉水露头,且覆盖,且覆盖层厚度小于厚度小于5 5米 管井直径普通在管井直径普通在5050~~1000mm1000mm,深度普,深度普通在通在200200米以内,通常由井室、井壁管、米以内,通常由井室、井壁管、过滤器、沉淀管器、沉淀管组成 井室:用以安装各种井室:用以安装各种设备,采光、采,采光、采暖、通暖、通风,防水;,防水; 井壁管:加固井壁,隔离水井壁管:加固井壁,隔离水质不良或不良或水水头较低的含水低的含水层;; 过滤器:集水,器:集水,坚持填持填砾与含水与含水层的的稳定,防止漏砂及堵塞;定,防止漏砂及堵塞; 沉淀管:沉淀沉淀管:沉淀进入管井的砂粒入管井的砂粒12.2 管井构造、施工和管理; 井室构造:井室构造: 深井深井泵房房————泵体和体和扬水管安装在管水管安装在管井内,井内,泵座和座和电动机安装在井室内;机安装在井室内; 深井潜水深井潜水泵房房————水水泵和和电动机安装机安装在管井内,控制在管井内,控制设备安装在井室内;安装在井室内; 卧式卧式泵房房————水水泵和和电动机安装在井机安装在井室内;室内; 地面式地面式————便于便于维护管理,防水、防管理,防水、防潮、通潮、通风、采光条件好;、采光条件好; 地下式地下式————便于便于总体体规划,噪声小,划,噪声小,防防冻条件好。

条件好 井壁管井壁管应有足有足够的的强度,内壁平整度,内壁平整光滑,光滑,轴线不弯曲,便于不弯曲,便于设备安装和管安装和管井清洗;可采用井清洗;可采用钢管、管、铸铁管、管、钢筋混筋混凝土管 钢管可用于恣意井深的管井;管可用于恣意井深的管井;铸铁管适用于井深小于管适用于井深小于250m250m的管井;的管井;钢筋混筋混凝土管适用于井深小于凝土管适用于井深小于150m150m的管井 井壁管内径井壁管内径应比水比水泵设备的外径大的外径大100mm100mm 分段分段钻进法与不分段法与不分段钻进法的井壁法的井壁管构造有所不同管构造有所不同 过滤器器应有足有足够的的强度和良好的透度和良好的透水性 钢筋骨架筋骨架过滤器:由短管、器:由短管、竖向向钢筋、支撑筋、支撑环构成;适用于裂隙岩、砂岩构成;适用于裂隙岩、砂岩或或砾石含水石含水层,或用作,或用作缠丝过滤器、包器、包网网过滤器的骨架器的骨架 圆孔或条孔孔或条孔过滤器:在管壁上器:在管壁上钻圆孔或条孔加工而成;适用于孔或条孔加工而成;适用于砾石、卵石、石、卵石、砂岩或裂隙含水砂岩或裂隙含水层,亦可用作,亦可用作缠丝过滤器、包网器、包网过滤器的骨架。

器的骨架 缠丝过滤器:在器:在钢筋骨架筋骨架过滤器、器、圆孔或条孔孔或条孔过滤器外器外缠绕2 2~~3mm3mm的的镀锌铁丝构成;适用于粗砂、构成;适用于粗砂、砾石和卵石含石和卵石含水水层 包网包网过滤器:在器:在钢筋骨架筋骨架过滤器、器、圆孔或条孔孔或条孔过滤器外器外缠绕0.20.2~~1.0mm1.0mm的的滤网构成;适用于粗砂、网构成;适用于粗砂、砾石和卵石含石和卵石含水水层 填填砾过滤器:在各器:在各类过滤器的外器的外围填符合一定填符合一定级配的配的砾石构成 填填砾粒径与含水粒径与含水层粒径比:粒径比: 填填砾层厚度可采用厚度可采用7575~~150mm150mm;高;高度度应超越超越过滤器器顶部部8 8~~10m10m 过滤器器进水孔眼数量多,水孔眼数量多,进水性水性能良好,但能良好,但强度减小 过滤器的孔隙率取决于管材的器的孔隙率取决于管材的强度,各种管材允度,各种管材允许孔隙率孔隙率为:: 钢管管3030%~%~3535%;%; 铸铁管管1818%~%~2525%;%; 钢筋混凝土管筋混凝土管1010%~%~1515%;%; 塑料管塑料管1010%。

% 管井施工步管井施工步骤钻凿井孔管井验收粘土封锁冲孔换浆物探测井井管安装围填砾料抽水实验洗 井; 钻凿井孔井孔 冲冲击钻进法:利用法:利用钻头对地地层的冲的冲击力力钻凿井孔;井孔;仅适用于松散岩适用于松散岩层;机;机械械设备简单;效率低、速度慢效率低、速度慢 回回转钻进法:包括普通回法:包括普通回转钻进、、反循反循环回回转钻进和岩心回和岩心回转钻进利用钻头旋旋转对地地层的切削、的切削、挤压、研磨破、研磨破碎作用碎作用钻凿井孔;既适用于松散岩井孔;既适用于松散岩层,,也适用于基岩;机械也适用于基岩;机械设备较复复杂;效率;效率高、速度快高、速度快 回回转钻进过程:程:钻机的机的动力力经过传动安装使安装使转盘旋旋转,,带动主主钻杆旋杆旋转,,主主钻杆接杆接钻杆,杆,钻杆接杆接钻头,从而使,从而使钻头旋旋转切削地切削地层当钻进——个主个主钻杆深杆深度后,由度后,由钻机的卷机的卷扬机提起机提起钻具,将具,将钻杆用卡杆用卡盘卡在井口,取下主卡在井口,取下主钻杆,接一杆,接一根根钻杆,再接上主杆,再接上主钻杆,杆,继续钻进,如,如此反复此反复进展,直至展,直至设计井深。

井深 钻头过程中,高程中,高压泥泥浆泵把用粘土把用粘土调制成的含砂量极低的泥制成的含砂量极低的泥浆经胶管、提胶管、提引引龙头、、钻杆腹腔向下放射至任杆腹腔向下放射至任务面,面,起到冷却起到冷却钻头、光滑、光滑钻具的作用,同具的作用,同时将被切削下来的岩土碎屑混合在一同,将被切削下来的岩土碎屑混合在一同,沿着井孔与沿着井孔与钻杆之杆之间的的环形空形空间上升至上升至地面,流入泥地面,流入泥浆池 地地层被被钻成井孔后,破坏了原始成井孔后,破坏了原始应力平衡形状,在力平衡形状,在侧压力作用下可力作用下可导致井致井壁坍塌,因壁坍塌,因钻进中泥中泥浆一直灌一直灌满井孔,井孔,比重比重较大,可平衡地大,可平衡地层侧压力、防止井力、防止井壁坍塌 反循反循环回回转钻进方式的泥方式的泥浆循循环运运动方向与正循方向与正循环钻进相反,携相反,携带岩土碎岩土碎屑的泥屑的泥浆沿沿钻杆腹腔或吸泥胶管的上升杆腹腔或吸泥胶管的上升流速不流速不变,能,能较好地保好地保证岩土碎屑的去岩土碎屑的去除在井径除在井径变动较大,大,这种种钻进方式去方式去除岩土碎屑的才干比正循除岩土碎屑的才干比正循环钻进要高,要高,进尺速度要快。

缺陷是由于泥尺速度要快缺陷是由于泥浆的回流的回流仅靠泥靠泥浆泵的真空吸力作用,因此的真空吸力作用,因此钻进深度有限,只适用于打浅井同深度有限,只适用于打浅井同时,因,因泥泥浆中央中央带有大量的者土碎屑,易有大量的者土碎屑,易产生生堵塞景象堵塞景象 泥浆池泥浆池泥浆泵泥浆泵钻杆钻杆钻头钻头钻盘钻盘挂钩挂钩胶管胶管泥浆池泥浆池泥浆泵泥浆泵钻杆钻杆钻头钻头钻盘钻盘挂钩挂钩胶管胶管反循反循环回回转钻进普通回普通回转钻进; 在基岩地在基岩地层中中钻井,不能运用井,不能运用钻进松散地松散地层的的钻头,必需运用岩心,必需运用岩心钻头岩心岩心钻头依托依托镶焊在在钻头上的硬合金切上的硬合金切削岩削岩层,将沿井壁的岩石切削粉碎,但,将沿井壁的岩石切削粉碎,但不削碎中不削碎中间部分,因此仍有部分,因此仍有较高的高的钻进速度随着速度随着钻头的的钻进,中,中间部分就成部分就成为圆柱状的岩心岩心可供察看分析岩柱状的岩心岩心可供察看分析岩石的石的矿物成分、构造构造以及地物成分、构造构造以及地层的地的地质构造等用岩心构造等用岩心钻进不能延不能延续进展,展,效率效率较低 物探物探测井井 井孔打成后,井孔打成后,还需了解掌握地需了解掌握地层构构造,含水造,含水层与隔水与隔水层的深度、厚度,地的深度、厚度,地下水的下水的矿化度化度( (总合合盐量量) )和咸、淡水分界和咸、淡水分界面,面,为井管安装、填井管安装、填砾和粘土封和粘土封锁提供提供可靠可靠资料。

料 取水工程通常采用取水工程通常采用电法勘探法勘探测井,井,其根本原理是:不同地其根本原理是:不同地层的的导电性能差性能差别很大,利用很大,利用电测仪器器测得反映各地得反映各地层导电性能的物理参数,就可以反推各地性能的物理参数,就可以反推各地层的性的性质 冲孔冲孔换浆 井孔打成后,在井孔中仍充溢着泥井孔打成后,在井孔中仍充溢着泥浆,泥,泥浆调度度较大,含有大量泥大,含有大量泥质,无,无法安装井管、填法安装井管、填砾和粘土封和粘土封锁,也会,也会给洗井洗井带来困来困难在下管前必需将井孔中在下管前必需将井孔中的泥的泥浆换成清水 将不将不带钻头的的钻杆放入井底,用泥杆放入井底,用泥浆泵汲取清水打入井中,将泥汲取清水打入井中,将泥浆换出,出,至井孔中全至井孔中全为清水力止清水力止 清水清水护壁作用不如泥壁作用不如泥浆好,有能好,有能够呵斥井壁部分坍塌,要尽量呵斥井壁部分坍塌,要尽量缩短冲孔短冲孔时间,,换浆终了立刻下管了立刻下管 井管安装井管安装 井管安装的井管安装的顺序序为沉淀管-沉淀管-过滤器器-井壁管,下管前-井壁管,下管前应根据根据凿井和井和电测井井资料,确定料,确定过滤器的器的长度和安装位置。

度和安装位置 井管安装必需保井管安装必需保证井管井管顺直,接口直,接口结实,,过滤器安装到位器安装到位 下管普通有两种方法:托下管普通有两种方法:托盘法和吊法和吊装法前者适用于分量大、井管拉力小装法前者适用于分量大、井管拉力小的管材,如的管材,如钢筋混凝土管;后者适用于筋混凝土管;后者适用于拉力大、分量相拉力大、分量相对轻的管材,如的管材,如钢管、管、铸铁管、塑料管管、塑料管 填填砾和粘土封和粘土封锁 填填砾应以以坚实、、圆滑滑砾石石为主,并主,并应按按设计要求的粒径要求的粒径进展挑展挑选填砾过程要均匀、延程要均匀、延续,防止堵塞防止堵塞 砾料填完后、一定要料填完后、一定要计算所填算所填砾料料的的总体体积,普通情况下,,普通情况下,围填填砾料的料的总体体积应等于或大于井管与孔壁之等于或大于井管与孔壁之间环形形空空间的体的体积 粘土封粘土封锁普通采用球直径普通采用球直径为25mm25mm的的粘土球,粘土球,围填填过程同程同样要求均匀、延要求均匀、延续,,填至井口填至井口时,,应进展夯展夯实 目的:消除井孔及周目的:消除井孔及周围含水含水层中的中的泥泥浆和井壁上的泥和井壁上的泥浆壁,冲洗出含水壁,冲洗出含水层中部分中部分细小小颗粒,构成天然反粒,构成天然反滤层。

方法:水方法:水泵洗井法、活塞洗井法、洗井法、活塞洗井法、紧缩空气洗井法、空气洗井法、结合洗井法合洗井法 要求:中、要求:中、细砂地砂地层出水含砂量在出水含砂量在1/2000001/200000以下,粗砂地以下,粗砂地层出水含砂量在出水含砂量在1/5000001/500000以下洗井洗井; 水水泵洗井洗井 安装安装实践运用的水践运用的水泵抽抽水,使水位降深到达水水,使水位降深到达水泵所能到达的最所能到达的最大大值,从而到达洗井的目的从而到达洗井的目的 优点:点:简便,洗井和消便,洗井和消费相相结合,合,可不另可不另设置洗井没置洗井没备;; 缺陷:水位降深有一定限制,地下缺陷:水位降深有一定限制,地下水水力坡度水水力坡度较小,冲洗力小,冲洗力较小,洗井小,洗井时间长,当含水,当含水层含泥含泥浆量量较大、泥皮大、泥皮较厚厚时,能,能够呵斥洗井不呵斥洗井不彻底 适宜于含水适宜于含水层本身水流本身水流较通通畅、含、含泥泥浆量小、泥皮薄而量小、泥皮薄而软的情况 紧缩空气洗井空气洗井 将将紧缩空气以很高的空气以很高的速度呈速度呈涡旋形向井壁放射,借助水气混合旋形向井壁放射,借助水气混合的冲力破坏泥的冲力破坏泥浆壁,壁,紧缩空气与水集合上空气与水集合上升升时,可以构成很大的水位降,使地下水,可以构成很大的水位降,使地下水构成很大的流速,增大构成很大的流速,增大对泥泥浆和泥皮的冲和泥皮的冲击力。

力 优点:效率高、洗井比点:效率高、洗井比较彻底;底; 确定:洗井携走的砂粒确定:洗井携走的砂粒较多,多,对砂砂层有一定破坏作用,不适宜砂粒有一定破坏作用,不适宜砂粒较细的含水的含水层 活塞洗井活塞洗井 是用安装在是用安装在钻杆上活塞杆上活塞在井壁管内上下拉在井壁管内上下拉动,借助真空抽吸作,借助真空抽吸作用和用和紧缩作用,在作用,在过滤器周器周围构成反复构成反复冲洗的水流,以破坏泥冲洗的水流,以破坏泥浆壁,去除含水壁,去除含水层中残留的泥中残留的泥浆颗粒 优点:洗井点:洗井强度大,洗井度大,洗井彻底,洗底,洗井效果良好,井效果良好,对本身本身颗粒粒细、台泥、台泥质较多的含水多的含水层,能,能较彻底地去除含水底地去除含水层中中的泥的泥质,明,明显增大山水量;增大山水量; 缺陷:由于机械缺陷:由于机械强度大,易破坏井度大,易破坏井管 抽水抽水实验 目的:目的:测定管井的出水量,了解出定管井的出水量,了解出水量与水位降落的关系,水量与水位降落的关系,为选择、安装、安装抽水抽水设备提供根据;取提供根据;取样进展分析,展分析,评价管井水价管井水质。

方法步方法步骤::记录静水位,开启抽水静水位,开启抽水设备,使抽水量到达,使抽水量到达设计出水量,出水量,动水水位位稳定后定后记录水位降落水位降落值,,绘制出水量制出水量与水位降落关系曲与水位降落关系曲线 管井管井验收收资料料 ①. ①. 管井施工管井施工阐明明书:管井地:管井地质柱柱状状图,,过滤器和填器和填砾规格,井位的座格,井位的座标及井口的及井口的绝对标高,抽水高,抽水实验记录,水,水的化学及的化学及细菌分析菌分析资料,料,过滤器安装、器安装、填填砾、外、外围封封锁施工施工记录;; ②. ②. 管井运用管井运用阐明明书:最大开采量:最大开采量和和选用抽水用抽水设备的型号的型号规格,运用格,运用维护本卷本卷须知;知; ③. ③. 钻进中的岩中的岩样:称号、厚度、:称号、厚度、埋藏深度埋藏深度 管井运用本卷管井运用本卷须知:知: ①①抽水抽水设备的出水量的出水量应小于管井的出水小于管井的出水才干,才干,过滤器外表器外表进水流速小于允水流速小于允许进水水流速;流速; ②②建立管井运用卡,逐日按建立管井运用卡,逐日按时记录井的井的出水量、水位、出水出水量、水位、出水压力等信息;力等信息; ③③机机泵应定期定期检修,管井要及修,管井要及时清理沉清理沉淀物,必要淀物,必要时进展洗井;展洗井; ④④季季节性供水的管井,停运期性供水的管井,停运期间应定期定期抽水,以防抽水,以防电机受潮和井管腐机受潮和井管腐蚀与堆与堆积;; ⑤⑤管井周管井周围应按按卫生防生防护要求,要求,坚持良持良好的好的卫生生环境和境和进展展绿化。

化 过滤器进水口尺寸不当、缠丝或滤网腐蚀过滤器进水口尺寸不当、缠丝或滤网腐蚀破裂、接头不严或管壁断裂等造成砂粒流破裂、接头不严或管壁断裂等造成砂粒流入而堵塞入而堵塞更换过滤器、修补更换过滤器、修补或封闭漏砂部位或封闭漏砂部位过滤器表面及周围填砾、含水层被细小泥过滤器表面及周围填砾、含水层被细小泥沙堵塞沙堵塞用钢丝刷、活塞法、用钢丝刷、活塞法、真空法洗井真空法洗井过滤器表面及周围填砾、含水层被腐蚀胶过滤器表面及周围填砾、含水层被腐蚀胶结物和地下水中析出的盐类沉淀物堵塞结物和地下水中析出的盐类沉淀物堵塞18%~%~35%工业%工业盐酸清洗盐酸清洗细菌等微生物繁殖造成堵塞细菌等微生物繁殖造成堵塞氯化法或酸洗法氯化法或酸洗法区域性地下水位下降区域性地下水位下降回灌补充、降低抽回灌补充、降低抽水设备安装高度水设备安装高度含水层中地下水流失含水层中地下水流失隔断隔断管井出水量减少管井出水量减少缘由及由及处置措施置措施; 添加管井出水量的措施:添加管井出水量的措施: 真空井法真空井法 将管井的全部或部分封将管井的全部或部分封锁,抽水,抽水时使管井使管井处于于负压形状,增大形状,增大水位落差。

水位落差 爆破法爆破法 将雷管和炸将雷管和炸药装在公用的装在公用的爆破器内,爆破器内,对孔隙、裂隙、溶洞孔隙、裂隙、溶洞发育不育不全的巩固裂隙岩含水全的巩固裂隙岩含水层进展爆破 酸洗法酸洗法 对石灰岩含水石灰岩含水层的管井采的管井采用注酸的方法增大或用注酸的方法增大或贯穿裂隙和溶洞穿裂隙和溶洞 目的:在知水文地目的:在知水文地质等参数的条件下,等参数的条件下,经过计算确定管井在最大允算确定管井在最大允许水位降落水位降落时的能的能够出水量;或在出水量;或在给定的管井出水量下定的管井出水量下能能够产生的水位降落生的水位降落 实际公式:方法公式:方法简单,,计算算结果精度果精度较差,适用于水源差,适用于水源选择、方案、方案拟定和初步定和初步设计 阅历公式:公式:计算算结果接近果接近实践,用于践,用于施工施工图设计12.3 12.3 管井的管井的设计与水力与水力计算算; Q Qshs0h0HRm实际公式公式承承压含水含水层完好井完好井; Q Qshs0h0HR承承压含水含水层完好井完好井; 地层地层地层颗粒地层颗粒渗透系数渗透系数K(m/d)粒径粒径(mm)所占重量所占重量 (%)粉砂粉砂细砂细砂中砂中砂粗砂粗砂极粗的砂极粗的砂砾石夹砂砾石夹砂带粗砂的砾石带粗砂的砾石漂砾石漂砾石0.05~~0.10.1~~0.250.25~~0.50.5~~1.01~~270以下以下>>70>>50>>50>>501~~55~~1010~~2525~~5050~~10075~~150100~~200200~~500地地层浸透系数浸透系数K值; 地层地层地层颗粒地层颗粒影响半径影响半径R(m)粒径粒径(mm)所占重量所占重量 (%)粉砂粉砂细砂细砂中砂中砂粗砂粗砂极粗的砂极粗的砂小砾石小砾石中砾石中砾石粗砾石粗砾石0.05~~0.10.1~~0.250.25~~0.50.5~~1.01~~22~~33~~55~~1070以下以下>>70>>50>>50>>5025~~5050~~100100~~300300~~400400~~500500~~600600~~15001500~~3000各种地各种地层的影响半径的影响半径R值; 阅历公式公式直直线方程:方程: 根据水源地或水文地根据水源地或水文地质条件条件类似地似地域抽水域抽水实验所得所得Q Q--S S数据整理。

数据整理QS; QS抛物抛物线方程:方程:QS0a1b; QS幂函数方程:函数方程:1; QS半半对数方程:数方程:1ba; m2m1K1K2K3m3层状承状承压含水含水层的平均浸透系数:的平均浸透系数:; 层状无状无压含水含水层的平均浸透系数:的平均浸透系数:h2h0K1K2K3h3h1; 过滤器有效器有效长度:度: 过滤器周器周围含水含水层中的水流属于三中的水流属于三维流流动,接近水,接近水泵吸水管管口越近,水流速吸水管管口越近,水流速度越大,管井的出水量越大、管径越小,度越大,管井的出水量越大、管径越小,流速分布的不均匀程度越明流速分布的不均匀程度越明显分段取水:分段取水: 管井抽水管井抽水时只会只会对一定厚度的含水一定厚度的含水层产生影响,厚度超越生影响,厚度超越4040米的含水米的含水层可在不可在不同深度分同深度分别打井抽水打井抽水 相相邻过滤器垂直器垂直间距普通距普通1010~~20m20m 井径井径对出水量的影响:出水量的影响: 承承压含水含水层承承压含水含水层; 管井管井设计列步列步骤:: (1) (1) 水文地水文地质资料搜集和料搜集和现场查勘;勘; (2) (2) 根据含水根据含水层埋藏条件、厚度、岩埋藏条件、厚度、岩性、水力情况及性、水力情况及资料料设备、施工条件、初、施工条件、初步确定管井的方式与构造,步确定管井的方式与构造,选择取水取水设备方式和思索井群布置方案;方式和思索井群布置方案; (3) (3) 确定确定单井的出水量和井的出水量和对应的水位的水位降落降落值,,进展井群互阻展井群互阻计算,确定管井数算,确定管井数目、井距、井群布置方案,确定取水目、井距、井群布置方案,确定取水设备型式和容量;型式和容量; (4) (4) 进展管井构造展管井构造设计。

12.4 井群互阻计算及分段取水井组井群井群类型:型: 自流井井群自流井井群 适用于静水位高于地适用于静水位高于地面的承面的承压含水含水层;; 虹吸式井群虹吸式井群 适用于静水位接近地适用于静水位接近地面的含水面的含水层;; 卧式卧式泵井群井群 适用于静水位接近地适用于静水位接近地面且水位降落面且水位降落较小的含水小的含水层;; 深井深井泵井群井群 适用于各适用于各类含水含水层 井群布置:井群布置:设在城在城镇和工和工矿企企业的上游;的上游;设在在补给条件好、透水性条件好、透水性强、水、水质及及卫生生环境良好的地段;境良好的地段;接近主要用水区,降低管道造价和接近主要用水区,降低管道造价和输水水费用;用;尽能尽能够垂直于地下水流向;垂直于地下水流向;施工、运施工、运转管理和管理和维护方便;方便;防止洪水及其它要素的影响防止洪水及其它要素的影响 井群互阻概念:井群互阻概念: 在水位降落在水位降落值不不变的条件下,共同的条件下,共同任任务时,各井的出水量小于各井,各井的出水量小于各井单独任独任务时的出水量;的出水量; 在出水量不在出水量不变的条件下,共同任的条件下,共同任务时,各井的水位降落,各井的水位降落值大于各井大于各井单独任独任务时的水位降落的水位降落值。

; 影响要素影响要素 井距,布置方式,出水井距,布置方式,出水量,含水量,含水层的浸透系数、厚度、的浸透系数、厚度、储量、量、补给条件;条件; 计算目的算目的 确定井距、各井的出水确定井距、各井的出水量、井数;量、井数; 计算方法算方法 实际公式、公式、阅历法 12.5 大口井、辐射井和复合井大口井大口井 大口井构造大口井构造简单、取材容易、施、取材容易、施工方便、运用年限工方便、运用年限长、容、容积大能起水大能起水量量调理作用;但深度理作用;但深度较浅,浅,对水位水位变化化顺应性差 用于开采浅用于开采浅层地下水,口径地下水,口径5 5~~8m8m,井深,井深≤15m≤15m完好井只需井壁完好井只需井壁进水,水,适用于适用于颗粒粗、厚度薄粒粗、厚度薄(5(5~~8m)8m)、埋深、埋深浅的含水浅的含水层含水层厚度厚度较大大( (>>10m)10m)时,,应做成不完好大口井做成不完好大口井 ; 大口井主要由井筒、井口和大口井主要由井筒、井口和进水部分水部分组成:成: 井筒通常用井筒通常用钢筋混凝土筋混凝土浇注或用注或用砖、、块石砌筑而成,用以加固井壁和隔离不良石砌筑而成,用以加固井壁和隔离不良水水质的含水的含水层,,钢筋混凝土井筒最下端筋混凝土井筒最下端应设置刃脚,用以在井筒下沉置刃脚,用以在井筒下沉时切削土切削土层,,刃脚外刃脚外缘绿应凸出井筒凸出井筒5 5~~10cm10cm。

采用采用砖石石构造的并筒和构造的并筒和进水孔井壁、透水井壁,也水孔井壁、透水井壁,也需加用需加用钢筋混凝土刃脚,刃脚高度不小于筋混凝土刃脚,刃脚高度不小于1.2m1.2m 井口井口应高出地表高出地表0.5m0.5m以上,并在井以上,并在井口周口周边建筑建筑宽度度为1.5m1.5m的排水坡,以防的排水坡,以防止地表止地表污水从井口或沿井壁侵入,水从井口或沿井壁侵入,污染染地下水,如覆盖地下水,如覆盖层系透水系透水层,排水坡下,排水坡下面面还应填以厚度不小于填以厚度不小于1.5m1.5m的夯的夯实粘土粘土层 井口以上部分可与井口以上部分可与泵站合建,工站合建,工艺布置要求与普通布置要求与普通泵站一站一样;也可与;也可与泵站站分建,只分建,只设井盖,井盖上部井盖,井盖上部设有人孔和有人孔和通通风管 进水部分包括井壁水部分包括井壁进水和井底反水和井底反滤层井壁进水是在井壁上做成程度或水是在井壁上做成程度或倾斜的直径斜的直径为100100~~200mm200mm的的圆形形进水孔,水孔,或或100mm×150mm100mm×150mm~~200mm×250mm200mm×250mm的方形的方形进水孔,孔隙率水孔,孔隙率为1515%左右,孔内装填%左右,孔内装填一定一定级配的配的滤料料层,孔的两,孔的两侧设置置钢丝网,以防网,以防滤料漏失。

料漏失 井壁井壁进水也可利用无砂混凝土制成水也可利用无砂混凝土制成的透水井壁无砂混凝土大口井制造方的透水井壁无砂混凝土大口井制造方便,构造便,构造简单,造价低,但在粉,造价低,但在粉细砂砂层和含和含铁地下水中易堵塞地下水中易堵塞 大口井施工方法大口井施工方法 大开槽施工大开槽施工 将基槽直接开挖到将基槽直接开挖到设计井深,并井深,并进展排水,在基槽中砌筑或展排水,在基槽中砌筑或浇注注透水井壁和井筒以及透水井壁和井筒以及铺设反反滤层 优点:施工方便,便于点:施工方便,便于铺设反反滤层,,可以直接采用当地的建筑可以直接采用当地的建筑资料 缺陷:开挖土方量大、施工排水缺陷:开挖土方量大、施工排水费用用较高,只适用于口径小高,只适用于口径小(D(D<<4m)4m)、深度浅、深度浅(H(H<<9m)9m)或地或地质条件不宜采用沉井施工的条件不宜采用沉井施工的大口井 沉井施工沉井施工 在井位在井位处开挖基坑,将开挖基坑,将带有刃脚的井筒或有刃脚的井筒或进水孔井壁、透水井水孔井壁、透水井壁放入基坑,再在井筒内挖土,壁放入基坑,再在井筒内挖土,让井筒井筒靠自重切土下沉,直至靠自重切土下沉,直至设计井深。

井深 优点:土方量少,施工点:土方量少,施工场地小,施地小,施工平安,排水工平安,排水费用低,用低,对含水含水层扰动程程度度轻,可防止流砂景象,可防止流砂景象发生,生,对周周围建建筑物影响小筑物影响小 缺陷:技缺陷:技术要求高,在下沉要求高,在下沉过程中程中能能够会出会出现井筒歪斜、下沉困井筒歪斜、下沉困难或到位或到位后后难以控制下沉以控制下沉趋势等等问题 大口井水力大口井水力计算算完好大口井按管井完好大口井按管井计算公式算公式计算算井底井底进水:水:井底与井壁同井底与井壁同时进水:水:; 大口井大口井设计要点要点 1) 1)大口井大口井应选在地下水在地下水补给丰富、含水丰富、含水层透水性且好、埋藏浅的地段透水性且好、埋藏浅的地段 2) 2)适当添加井径可添加水井出水量,在适当添加井径可添加水井出水量,在出水量不出水量不变条件下,可减小水位降落条件下,可减小水位降落值,,降低取水的降低取水的电耗;耗;还能降低能降低进水流速,延水流速,延伸大口井的运用期伸大口井的运用期 3) 3)计算井的出水量和确定水算井的出水量和确定水泵安装高度安装高度时,均,均应以枯水期最低以枯水期最低设计水位水位为准,抽准,抽水水实验也也应在枯水期在枯水期进展。

展 4) 4)布置在岸布置在岸边或河漫或河漫滩的大口井,的大口井,应该思索含水思索含水层堵塞引起出水量的降低堵塞引起出水量的降低 辐射井射井 辐射井由集水井与射井由集水井与辐射状集水管射状集水管组成,与大口井相比,更适用于成,与大口井相比,更适用于较薄的含薄的含水水层和厚度小而埋深大的含水和厚度小而埋深大的含水层 辐射井管理集中,占地省,便于射井管理集中,占地省,便于卫生防生防护,但施工,但施工难度度较大,本大,本钱较高 集水井底与集水井底与辐射管同射管同时进水水时适用适用于厚度于厚度较大的含水大的含水层(5(5~~10m)10m);集水井;集水井底封底封锁,,仅靠靠辐射管集水射管集水时适用于适用于较薄薄的含水的含水层( (<<5m)5m) 集水井用于集水井用于汇水和水和辐射管施工,直径由射管施工,直径由抽水抽水设备安装和安装和辐射管施工要求而定,普通射管施工要求而定,普通不小于不小于3m3m,集水井构造与大口井,集水井构造与大口井类似,通常似,通常采用采用钢筋混凝土井筒,沉井法施工筋混凝土井筒,沉井法施工 辐射管普通采用厚壁射管普通采用厚壁钢管,直接管,直接顶管施管施工;工;进水孔有水孔有圆孔和条孔两种,孔眼在集水孔和条孔两种,孔眼在集水管上交管上交错陈列,孔隙率列,孔隙率1515~~2020%。

% 辐射管可多射管可多层布置,布置,层间距距1 1~~3m3m,每,每层4 4~~8 8根,最下根,最下层距含水距含水层底板不小于底板不小于1m1m,,高于集水井井底高于集水井井底1.5m1.5m,以利于集水和,以利于集水和顶管施管施工,直径工,直径7575~~150mm150mm,,长度小于度小于30m30m 辐射井水力射井水力计算算无无压含水含水层承承压含水含水层; 当含水当含水层厚度很大,或在上方含水厚度很大,或在上方含水层下下还有可开采利用的含水有可开采利用的含水层时,,为增大井增大井的出水量,在大口井下面再打一个管井,的出水量,在大口井下面再打一个管井,就就组成了复合并成了复合并 当添加管井部分当添加管井部分过滤器的直径器的直径时,可,可以添加复合井的出水量,但管井部分以添加复合井的出水量,但管井部分对大大口井井底口井井底进水量的干水量的干扰程度也添加,故程度也添加,故过滤器的直径不宜器的直径不宜过大,普通以大,普通以200200~~300mm300mm为宜复合井复合井; 复合井的出水量:复合井的出水量:承承压非完好井非完好井无无压非完好井非完好井无无压、承、承压完好井完好井; 渗渠渗渠 渗渠包括在地面开挖、集取地下水的渗渠包括在地面开挖、集取地下水的渠道和程度埋渠道和程度埋设在含水在含水层中的集水管渠,中的集水管渠,通常用于开采埋深小于通常用于开采埋深小于2m2m、厚度小于、厚度小于6m6m的的含水含水层,深度,深度( (或埋或埋设深度深度)—)—般般为4 4~~7m7m,,很少超越很少超越10m10m,主要依托,主要依托较大的大的长度来添加度来添加出水量,以此区出水量,以此区别于井。

于井 集水管方式的渗渠,由于埋没在地表集水管方式的渗渠,由于埋没在地表以下,受地表以下,受地表污染相染相对轻,平安可靠,是,平安可靠,是取水工程中最常用的方式取水工程中最常用的方式 渗渠普通平行河岸渗渠普通平行河岸铺设,用以集取,用以集取河流下渗水和河床潜流水由于能接受河流下渗水和河床潜流水由于能接受河水的河水的补给,渗渠的出水量很大,在,渗渠的出水量很大,在经过了地了地层的的过滤后,水后,水质较好,做好,做为生生活活饮用水源,可用水源,可简化化净化工化工艺,降低水,降低水处置置费用但由于浸透途径短.往往兼用但由于浸透途径短.往往兼有河水和普通地下水的水有河水和普通地下水的水质特点,如特点,如浊度、色度、度、色度、细菌菌总数等数等较河水低,而硬河水低,而硬度、度、矿化度化度较河水高 位置位置选择::渗渠渗渠应选择在河床冲在河床冲积层较厚、厚、颗粒粒较粗的河段,并粗的河段,并应避开不透水的避开不透水的夹层;;渗渠渗渠应选择在河流水力条件良好的河在河流水力条件良好的河段,防止段,防止设在有雍水的河段和弯曲在有雍水的河段和弯曲河段的凸岸;但也河段的凸岸;但也应避开冲刷避开冲刷剧烈烈的河岸;的河岸;渗渠渗渠应选择在河床在河床稳定的河岸。

定的河岸 布置方式:布置方式: 平行于河流平行于河流 在枯水季在枯水季节,地下水,地下水补给河水,渗渠截取地下水;在丰水季河水,渗渠截取地下水;在丰水季节,河水,河水补给地下水,渗渠截取河流下地下水,渗渠截取河流下渗水,全年渗水,全年产水量平衡、充沛,并且施水量平衡、充沛,并且施工与工与维修均修均较方便 垂直于河流垂直于河流 当地下水当地下水补给较差,差,河流枯水期流量小,主流河流枯水期流量小,主流摆动不定,河不定,河床冲床冲积层较薄薄时,可最大限制地截取河,可最大限制地截取河床潜流水施工、床潜流水施工、检修修较困困难,水量、,水量、水水质受河流水位、水受河流水位、水质的影响的影响较大 水力水力计算算无无压含水含水层的非完好渗渠:的非完好渗渠:无无压含水含水层的完好渗渠:的完好渗渠:; 设在河床下的渗渠:在河床下的渗渠:设在河在河滩下平行于河流的渗渠:下平行于河流的渗渠:完好渗渠完好渗渠非完好渗渠非完好渗渠; 。

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