水源第6章ppt課件

第6章取水工程地下水取水,6.3地下水水源地選擇,地下水資源的特征集中式供水水源地的選擇水源地的水文地質(zhì)條件含水層的富水性：透水性強(qiáng)、厚度大、層數(shù)多、分布面積廣含水層的補(bǔ)給條件：攔截地下徑流、接近集中補(bǔ)給排泄區(qū)水源地的地質(zhì)環(huán)境，遠(yuǎn)離取水點、排水點水源地的經(jīng)濟(jì)、安全性和擴(kuò)建前景小型分散式水源地的選擇裂隙帶及巖溶發(fā)育帶的分布、地下水水位埋深、匯水補(bǔ)給面積,6.4地下水取水構(gòu)筑物的類型和適用條件,一、管井構(gòu)造圖6391)井室：安裝水泵（深井泵、潛水泵、臥式泵）2)井管：強(qiáng)度足夠、光滑圓整、抗腐蝕、內(nèi)徑大于水泵最大外徑100mm3)過濾器（核心部分）作用：保持取得最大出水量，延長使用年限組成：過濾骨架（管型、鋼筋型）、過濾層（纏絲和濾網(wǎng)、礫石）類型：纏絲、包網(wǎng)、填礫、籠（筐）狀直徑、長度及安裝部位4)沉淀管：210m，防砂,管井的井群系統(tǒng)及其合理布局1)井群系統(tǒng)：自流井井群、虹吸式井群、臥式泵取水井群、深井泵取水井群2)井群合理布局：平面布局：垂直徑流方向布置垂向布局：水井的井?dāng)?shù)和井距：取決于允許開采量、井間距、單井出水量、井間干擾強(qiáng)度,地下水取水構(gòu)筑物的類型與適用范圍,深井泵房布置,地下式潛水泵房,分段鉆進(jìn)時井壁管的構(gòu)造,過濾器周圍天然反濾層,二、管井和井群的出水量計算1.管井出水量計算的理論公式完整井穩(wěn)定井流出水量計算（圖642、643）勢函數(shù)：潛水承壓水若已知K、M、H0、hw，則可推求：給定則預(yù)測Sw：（承壓水）,地下水向潛水完整井運動,假設(shè)條件,Q-s關(guān)系曲線,2)完整井非穩(wěn)定井流出水量計算（圖644、645）水頭函數(shù)對承壓水：雅柯比近似公式(當(dāng)u0.1時，與泰斯公式相比，誤差5%),直徑為0.4m的承壓完整井一口，以恒定流量56m3/h抽水。該井所在地層的水文地質(zhì)參數(shù)為：導(dǎo)水系數(shù)T=275m2/d，釋水系數(shù)u=0.0055，試用雅克布公式計算該井連續(xù)抽水24h和一年后，在井壁處和距井100m、1000m處各點的水位降落值。解：Q=56m3/h=1344m3/d,Q/(43.14T)=0.3889當(dāng)t24h1d，u0.0055r2/（42751）510-6r2當(dāng)t365d，u0.0055r2/（4275365）1.3710-8r2，列表計算各點水位降落值：,2.管井出水量計算理論公式的選擇1)一般公式：穩(wěn)定井流：非穩(wěn)定井流：2)含水層為越流系統(tǒng)時：穩(wěn)定井流：非穩(wěn)定井流：3)管井為非完整井時：分段法和鏡像法4)對于非均質(zhì)含水層，以加權(quán)平均值表示各項參數(shù),3.出水量計算的經(jīng)驗公式1)直線型方程2)拋物線型方程若令則a，b用最小二乘法求得,3)冪函數(shù)型方程4)半對數(shù)型方程5)選用經(jīng)驗公式的方法繪制QSw曲線判斷QSw曲線類型求a、b，建立QSw曲線方程根據(jù)Q或Sw求解Sw或Q6)應(yīng)注意的問題,例：在單井中進(jìn)行3次水位下降的抽水試驗，試驗數(shù)據(jù)為：S1=1.8m，Q1=40l/s；S2=3.2m，Q2=60l/s；S3=4.7m，Q3=75l/s；求水位降落值S6.5m時，井的出水量Q=?,4.井群的互阻干擾計算1)應(yīng)用理論公式的互阻干擾計算承壓含水層完整井井群計算假設(shè)有n口井，每口井抽水量Qj，觀測孔i（xi，yi）處的水位降為Si，第j口井在i處的水位降Sij，則當(dāng)i=j時，1號井的S1可表示展開得：,無壓含水層完整井井群計算則,2）經(jīng)驗公式（水位削減法）井群互阻干擾計算承壓水公式潛水公式,計算步驟檢查公式的可靠性求Qi計算ti計算計算Qki,三、管井施工鑿井：沖擊鉆進(jìn)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)：正反循環(huán)鉆進(jìn)井管安裝、填礫、管外封閉洗井和抽水試驗洗井：活塞洗井、壓縮空氣洗井、聯(lián)合洗井抽水試驗：QmaxQ設(shè)管井的驗收管井的使用管井出水量減少的原因及恢復(fù)和增加出水量措施原因及恢復(fù)措施管井本身：抽水設(shè)備、含水層填塞；更換過濾器、修補(bǔ)、清除泥砂、洗井水源增加出水量：真空井法、爆破法、酸處理法,四、大口井1、大口井構(gòu)造（圖651）井室：地面式、半埋式井筒：加固井壁、隔離水質(zhì)不良含水層進(jìn)水部分井壁進(jìn)水孔：水平孔、斜形孔透水井壁井底反濾層：三層，每層200300mm2、大口井施工開挖法沉井法3、大口井出水量計算：1）理論公式(1)井底進(jìn)水含水層很薄（承壓含水層M2rw，潛水含水層Th2rw）承壓含水層,潛水含水層b.含水層較薄承壓含水層潛水含水層c.含水層較厚,(2)進(jìn)壁進(jìn)水、井底和井壁同時進(jìn)水井壁進(jìn)水按管井出水量的計算公式井壁井底同時進(jìn)水時，出水量為井底與井壁進(jìn)水之和2）經(jīng)驗公式有效厚度（圖654）水流阻力修正系數(shù)4.大口井進(jìn)水允許流速校核5.大口井的設(shè)計要點應(yīng)選擇水量充沛處適當(dāng)增加井徑以枯水期最低設(shè)計水位為準(zhǔn)五、復(fù)合井適用條件：地下水較高、厚度較大的含水層復(fù)合井出水量：,六、輻射井1、型式集水井井底與輻射管同時進(jìn)水集水井井底封閉，僅輻射管進(jìn)水2、構(gòu)造與施工集水井：匯水、安裝抽水設(shè)備；D3m；鋼砼、沉井施工輻射管：DN70DN150厚鋼管，L30m，距井底1m左右3、輻射井的出水量計算1）大井法：關(guān)鍵在于構(gòu)造r或據(jù)公式：可得輻射管互阻系數(shù)法：,七、滲渠滲渠的型式：集水管式、廊道式滲渠的優(yōu)缺點滲渠構(gòu)造（圖657）水平集水管、集水井、檢查井、泵站滲渠的出水量計算1）截取地下水的滲渠潛水含水層中完整式滲渠當(dāng)L50m，需構(gòu)造rw，潛水含水層中非完整式滲渠,2）同時集取河床和岸邊地下水的完整式滲渠滲渠的水力計算包管管徑、v、h、i的計算v：0.50.8m/s，i0.2%，DN600mm設(shè)計要點位置選擇平面布置：平行/垂直/平行和垂直組合布置水量衰減問題淤塞：控制Q，降低v，以防淤塞水源,思考題五,地下水取水構(gòu)筑物有哪幾種類型？簡要敘述各類取水構(gòu)筑物的適用條件。管井一般由哪幾部分組成？各部分功能如何？管井在運行中出水量減少一般有哪幾種原因？如何解決？管井出水量計算的經(jīng)驗公式有哪幾種？如何根據(jù)抽水試驗選用恰當(dāng)?shù)慕?jīng)驗公式？根據(jù)集水和取水方式，井群系統(tǒng)可分成哪幾類并簡述其適用條件。大口井、輻射井和復(fù)合井各適用于何種情況？大口井進(jìn)水方式有哪幾種？出水量理論計算與管井有何同異？在什么情況下宜采用滲渠取水？由河流補(bǔ)給的滲渠，一般有哪幾種布置方式？滲渠出水量衰減一般由那些因素引起，如何防止？,10.直徑為0.4m的承壓完整井一口，以恒定流量50m3/h抽水。該井所在地層的水文地質(zhì)參數(shù)為：導(dǎo)水系數(shù)T=300m2/d，釋水系數(shù)u=0.005，試用雅克布公式計算該井連續(xù)抽水一年后，在井壁處和距井500m處的水位降落值。(6.67m,1.68m),沿垂直地下水流動方向已建成1#和2#井，擬在2#井側(cè)增建3#井，如圖所示，井距均為400m。已知影響半徑R=700m，抽水實驗表明QS成直線關(guān)系，記錄如下表：求（1）當(dāng)1#和2#井同時抽水時，水位降落5m時的總出水量；（2）增設(shè)3#井。單位降深出水量為1#和2#井的平均值3.2L/S.m。求降深為5m時，三井同時抽水的總出水量。,1,2,3,400m,400m,.,第7章節(jié)水理論與技術(shù),7.1節(jié)水內(nèi)涵與現(xiàn)狀分析,一、概述農(nóng)業(yè)灌溉效率低工業(yè)用水效率低城市生活用水水平低二、節(jié)約用水的涵義國內(nèi)外節(jié)約用水的解釋節(jié)約用水的定義基于經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境與技術(shù)發(fā)展水平，通過法律法規(guī)、管理、技術(shù)與教育手段，以及改善供水系統(tǒng)，減少需水量、提高用水效率，降低水的損失與浪費，合理增加水可利用量，實現(xiàn)水資源的有效利用，達(dá)到環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益的一致性與可持續(xù)發(fā)展。節(jié)水措施,三、節(jié)約用水的法律法規(guī)1973（意見）1979中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法1980（規(guī)定）1981（紀(jì)要）19841988中華人民共和國水法1988（行政法規(guī)）1990（基本國策）1998（發(fā)展規(guī)劃）四、節(jié)約用水現(xiàn)狀工業(yè)用水方面，節(jié)水有了長足進(jìn)步，但水的重復(fù)利用率低城市生活用水節(jié)水水平極低農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積偏低，糧食作物的水分生產(chǎn)效率不高,7.2城市節(jié)水,一、城市用水量定額和指標(biāo)體系城市用水量組成綜合生活用水、工業(yè)企業(yè)用水、市政用水城市用水定額定義：一定期限內(nèi)，一定約束條件下，在一定范圍內(nèi)以一定核算單元所規(guī)定的用水量分類：工業(yè)用水定額：企業(yè)用水基礎(chǔ)定額、企業(yè)計劃用水定額、行業(yè)用水定額居民用水定額、綜合生活用水定額、澆灑道路和綠地用水定額：城市用水定額的時效性城市用水定額的影響因素,3、用水定額的制度和修訂1）用水定額的制定原則：科學(xué)性、先進(jìn)性、法規(guī)性、經(jīng)濟(jì)合理性2）用水定額制定的程序據(jù)用水節(jié)水體制和需要出發(fā)，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、分級管理詳細(xì)調(diào)查、收集資料計算審查審批3）用水定額的修訂定期（3年為宜）修訂技改后，用水水平提高時修訂,二、節(jié)水指標(biāo)種類與計算指標(biāo)分類：總體指標(biāo)（2類12項）、分體指標(biāo)（6類）城市節(jié)水水量指標(biāo)萬元國民生產(chǎn)總值取水量VGNP萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值取水量VGDP萬元工業(yè)產(chǎn)值取水量減少量VP人均日生活用水取水量VL第二、第三產(chǎn)業(yè)每萬元增加值取水量VA,主要用水工業(yè)單位產(chǎn)品取水量Vm3.城市用水率度指標(biāo)城市工業(yè)用水重復(fù)利用率Rr城市供水有效利用率Re城市污水回用率Rw第二、第三產(chǎn)業(yè)每萬元增加值取水量降低率Rd水資源利用率Ru節(jié)水率Rc,三、城市節(jié)水水平評判節(jié)水效果：水量節(jié)約、直接經(jīng)濟(jì)效益、外部間接效益評判程序：選取節(jié)水指標(biāo)建立評價模型，據(jù)得分進(jìn)行評判四、城市節(jié)水措施加強(qiáng)宣傳教育，提高全民節(jié)水意識合理調(diào)整水價，運用經(jīng)濟(jì)杠桿推動節(jié)水工作推廣使用節(jié)水器具和設(shè)備制定用水定額，逐步實行計劃管理保護(hù)城市供水水源，實現(xiàn)城市污水再生回用,7.3工業(yè)節(jié)水,一、用水分類與用水量1.工業(yè)用水量分類按用途分：生產(chǎn)用水、生活用水按用水方式分：用水量、循環(huán)水量、回用水量2.各種水量間的關(guān)系,二、工業(yè)節(jié)水指標(biāo)體系工業(yè)節(jié)水指標(biāo)體系的組成：水量指標(biāo)和用水率度指標(biāo)工業(yè)節(jié)水水量指標(biāo)萬元工業(yè)產(chǎn)值取水量Vv工業(yè)用水定額工業(yè)用水率度指標(biāo)工業(yè)用水循環(huán)利用率Rcy新水利用系數(shù)Kf水的損耗率Rl循環(huán)比Pcy,回用率Rs重復(fù)利用率Rr比差率Rv,三、工業(yè)節(jié)水措施調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，建立節(jié)水型企業(yè)強(qiáng)化節(jié)水技術(shù)，開發(fā)節(jié)水設(shè)備，努力降低節(jié)水設(shè)施投資加強(qiáng)企業(yè)用水行政管理，逐步實現(xiàn)節(jié)水的法制化提高工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益,7.4農(nóng)業(yè)節(jié)水,一、農(nóng)業(yè)用水現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)用水占總用量的比重較高，但發(fā)展趨勢是在不斷降低糧食總產(chǎn)量的變化趨勢與灌溉用水的一致農(nóng)業(yè)用水資源與農(nóng)業(yè)發(fā)展格局極不匹配灌溉水利用率低，節(jié)水潛力大二、農(nóng)業(yè)節(jié)水的發(fā)展趨勢節(jié)水灌溉技術(shù)措施節(jié)水灌溉的發(fā)展歷史（三個階段）節(jié)水灌溉理論我國節(jié)水灌溉的三個階段,三、農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)指標(biāo)體系灌溉水源灌溉用水量灌溉水利用系數(shù)渠系水利用系數(shù)田間水利用系數(shù)t,田間用水效率Ea灌溉水利用系數(shù)井渠結(jié)合灌區(qū)的灌水利用系數(shù)t作物水分生產(chǎn)效率I4、節(jié)水效益,四、農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)與工程措施1.農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)非充分灌溉、調(diào)虧灌溉、局部灌溉控制性根系交替灌溉技術(shù)、波涌灌溉、渠系防滲田間節(jié)水與農(nóng)藝節(jié)水負(fù)壓差灌溉、節(jié)水管理2.工程措施技術(shù)要求,7.5污水再生回用,一、污水回用概述污水回用是解決水危機(jī)的重要途徑污水回用的國內(nèi)外情況二、污水回用目標(biāo)及回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)回用水源：生活污水為主城市污水再生利用的可行性量大、集中、水質(zhì)水量較穩(wěn)定節(jié)省費用減少污水排放量減少了供水壓力,3、污水回用方式1）直接回用就地處理，循環(huán)再用再生水廠敷設(shè)專業(yè)管道供大工廠使用再生水廠敷設(shè)專業(yè)管道供給工廠與城市綠化及景觀水體使用4）間接回用4、污水回用的途徑回用于工業(yè)：冷卻水、補(bǔ)充水等回用于農(nóng)業(yè)：灌溉、牧業(yè)、漁業(yè)用水回用于城市雜用：生活雜用、市政用水回灌地下水：回用于飲用：直接、間接回用于景觀娛樂和生態(tài)環(huán)境,5.再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)污水回用要求：無不良影響、可接受、達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)再生水用于工業(yè)冷卻水：再生水用作冷卻水的水質(zhì)建議標(biāo)準(zhǔn)工藝用水：再生水用于農(nóng)業(yè)農(nóng)田灌溉：農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)漁業(yè)：漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)用于城市雜用：生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)回灌地下水：控制微生物指標(biāo)用于飲用：飲用水標(biāo)準(zhǔn)景觀娛樂水體用水：景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境用水,三、污水量計算和預(yù)測城市污水計算和預(yù)測1）污水排放系數(shù)法：0.70.92）用水定額法和產(chǎn)污系數(shù)法綜合生活污水量預(yù)測工業(yè)廢水量預(yù)測趨勢分析法小區(qū)中水工程水量計算1）小區(qū)中水系統(tǒng)水源（圖73）冷卻水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣、廚房、廁所排水水源的三種組合：優(yōu)質(zhì)雜排水、雜排水、生活排水,四、污水再生處理技術(shù)處理方法處理工藝工藝選擇的原則和依據(jù)再生處理新技術(shù)顆粒填料生物接觸氧化技術(shù)膜生物反應(yīng)器技術(shù)五、污水回用的經(jīng)濟(jì)分析1、污染損失估算污染損失的概念：本身損失、引發(fā)損失污染對水資源的財富的估算,2）水量平衡確定用水量初步確定中水供水對象，計算中水用水量Q計算中水處理水量Q1初步確定中水原水集流對象，計算可集流的中水原水量Q計算溢流量或生活飲用水補(bǔ)給水量Q2考慮安全系數(shù)繪制水量平衡圖,若x不變，則2、污水處理程度與污水再生總收益的關(guān)系兩個前提：圖743、污水回用的經(jīng)濟(jì)性評價污水回用的收益：5個方面四、污水再生回用對策新建地區(qū)充分考慮污水再生回用設(shè)施的建設(shè)石化、電力、鋼鐵行業(yè)使用再生水勢在必行推進(jìn)中水設(shè)施建設(shè)污水回用需解決的問題,第8章水資源保護(hù),8.1水資源保護(hù)的概念、任務(wù)和內(nèi)容,水資源保護(hù)概念通過行政、法律、經(jīng)濟(jì)手段，合理開發(fā)、管理和利用水資源、保護(hù)水資源的質(zhì)量供應(yīng)，防止水污染、水源枯竭、水流阻塞和水土流失，以滿足社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展對淡水資源的需求水資源保護(hù)的任務(wù)和內(nèi)容有序開發(fā)利用、保持水環(huán)境的良好狀態(tài),8.2水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價,一、污染源調(diào)查二、水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測監(jiān)測的目的：掌握特征，提供可靠資料監(jiān)測項目的選擇地面水水質(zhì)監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測站網(wǎng)（水質(zhì)資料收集系統(tǒng)）監(jiān)測斷面的設(shè)置設(shè)置原則背景斷面、監(jiān)測斷面采樣時間和頻率,地下水水質(zhì)監(jiān)測地下水監(jiān)測網(wǎng)的布置地下水中污染物的擴(kuò)散形式監(jiān)測項目的確定常規(guī)組分監(jiān)測：Na、K、Ca、Mg、pH、NH3-N、NO3-N、COD等有害物質(zhì)監(jiān)測：Hg、Cr、Cu、Zn、CN、酚等細(xì)菌監(jiān)測：,三、水環(huán)境質(zhì)量評價水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水環(huán)境質(zhì)量評價方法1）水環(huán)境評價的特征2）評價方法單要素污染指數(shù)法或或,8.3水體污染的理論體系,一、水體污染的含義1、地表水體污染的定義2、地下水體污染的定義幾種代表性的說法水體污染的兩個條件：水質(zhì)朝著惡化的方向發(fā)展；人類活動引起的變化水體污染的定義：凡是在人類活動影響下，水質(zhì)變化朝著惡化方向發(fā)展的現(xiàn)象二、水體污染的特征地面水污染特征：可視性強(qiáng)，易發(fā)現(xiàn)，循環(huán)周期短，易凈化和恢復(fù)地下水污染特征：隱蔽性，難以逆轉(zhuǎn)性，延緩性,三、水體污染三要素1、污染源1）人為污染源點源：生活污水、工業(yè)廢水、固體廢物（垃圾、污泥）、礦床開采面源：地面徑流、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)內(nèi)源：沉積物的緩釋作用2）天然污染源：海水、水質(zhì)差的地下水,2、水體污染物1）天然水化學(xué)成分與構(gòu)成懸浮物、膠體物質(zhì)、溶解物質(zhì)2）水體污染物的構(gòu)成毒性物質(zhì)：有機(jī)、無機(jī)其它污染物質(zhì)：可生物分解的有機(jī)質(zhì)：蛋白質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)：N、P、C耗養(yǎng)物質(zhì)：含C有機(jī)物、含N化合物、化學(xué)還原性物質(zhì)生物污染物質(zhì)：水生病毒、細(xì)菌、真菌、原生動物、蠕蟲懸浮固體物：廢渣、泥沙放射性物質(zhì),3、污染途徑1）地面水體污染途徑：連續(xù)注入、間歇注入2）地下水體污染途徑：污染方式：直接、間接污染途徑：表84四、污染水體的物化與生物作用1、惡化作用的表現(xiàn)形式DO降低價態(tài)改變污染物高度富集2、凈化作用稀釋作用沉淀作用：溶度積、飽和指數(shù)吸附作用：離子交換、表面絡(luò)合、表面沉淀有機(jī)物分解,8.4污水排放工程,一、污水排放控制的法律法規(guī)體系水環(huán)境保護(hù)法律環(huán)境保護(hù)法律性文件和政策污水排放標(biāo)準(zhǔn)二、城市污水集中處理城市排水系統(tǒng)污水處理系統(tǒng)污水排放工程排放水體及排放口位置排放口設(shè)置要求排放口的型式岸邊式：一字式、八字式、圖86離岸式：單點排放口、多點排放口、擴(kuò)散器,8.5水資源保護(hù)措施,一、加強(qiáng)水資源保護(hù)立法，實現(xiàn)水資源的統(tǒng)一管理設(shè)立行政管理機(jī)構(gòu)水資源立法二、節(jié)約用水，提高水的重復(fù)利用率農(nóng)業(yè)節(jié)水、工業(yè)節(jié)水三、綜合開發(fā)地