地下水取水構(gòu)筑物[應(yīng)用材料]

1、5. 地下水取水構(gòu)筑物及其開發(fā)利用 l卵石層、砂層等松散，具有眾多 相互連通的孔隙，透水性能較好 的巖層叫透水層透水層，也稱含水層含水層。 l粘土和花崗巖等結(jié)構(gòu)緊密，透水 性極差叫不透水層不透水層，也稱隔水層。隔水層。 5.1 地下水源概述 1沐風(fēng)書苑 埋藏在地面下第 一個(gè)隔水層上的地下 水叫潛水，潛水，有自由表 面； 兩個(gè)不透水層間 的地下水叫層間水層間水； 具有自由水面的層間 水稱無(wú)壓地下水；承 受有壓力的層間水稱 承壓地下水承壓地下水； 地下水分類地下水分類 2沐風(fēng)書苑 地下含水層的類型與特點(diǎn) n潛水含水層開采方便，但容易受到污染。在城市化地 區(qū)一般不能用作飲用水水源。 n承壓含水層，由

2、于不透水層的隔離，水質(zhì)相對(duì)潛水含 水層較好，是城市供水的主要水源。上海第一承壓含 水層已經(jīng)受到污染。 n深層地下水通常補(bǔ)給條件不太好，開采之后不能得到 充分補(bǔ)給，容易耗竭。 n部分深層地下水可能含鹽量偏高，不適于作為飲用水 水源。 3沐風(fēng)書苑 不同位置、類型的地下水的開發(fā)方式 不同的地下水取水構(gòu)筑物 的選擇，是根據(jù)所在位置 含水層的情況決定的。 4沐風(fēng)書苑 管井管井：井管從地面打到含 水層，抽取地下水的井； 大口井大口井：由人工開挖或沉 井法施工，設(shè)置井筒，以截 取淺層地下水的構(gòu)筑物； 滲渠滲渠：壁上開孔，以集取 淺層地下水的水平管渠； 地下水取水構(gòu)筑物分類地下水取水構(gòu)筑物分類 5沐風(fēng)書苑 l

3、管井管井：適用于含水層厚度大于5米，其 底板埋藏深度大于15米的場(chǎng)合； l大口井大口井：適用于含水層厚度在5米左右， 其底板埋藏深度小于15米場(chǎng)合； l滲渠：滲渠：僅適用于含水層厚度小于5米， 渠底埋藏深度小于6米場(chǎng)合； 地下水取水構(gòu)筑物的適用條件地下水取水構(gòu)筑物的適用條件 6沐風(fēng)書苑 管井直徑一般在501000mm，深 度一般在200m以內(nèi)，由井室、井壁管、 過濾器、沉淀管組成。 井室井室：用以安裝各種設(shè)備的空間； 井壁管井壁管：加固井壁，隔離水質(zhì)不良 或水頭較低的含水層； 過濾器過濾器：集水，保持填礫與含水層 的穩(wěn)定，防止漏砂及堵塞； 沉淀管沉淀管：沉淀進(jìn)入管井的砂粒 管井構(gòu)造 7沐風(fēng)書苑

4、 管井主要由井室、井壁管、過濾器及沉砂管構(gòu)成。當(dāng)有幾個(gè)含水層且 各層水頭相差不大時(shí)，可用多層過濾器管井。 （a）單過濾器管井 (b) 雙過濾器管井 管井的構(gòu)造 8沐風(fēng)書苑 過濾器過濾器裝在井壁的含水層 段，用于集水，保持含水層 的穩(wěn)定。是管井最重要的組 成部分，影響使用年限與效 果。 反濾層反濾層：人工填充或天然形 成的，粒徑隨離管壁距離而 減小的顆粒層，可以保證集 水的效率，同時(shí)保持含水層 的穩(wěn)定。 過濾器與反濾層過濾器與反濾層 9沐風(fēng)書苑 管井構(gòu)件 不銹鋼過濾器井室內(nèi)部 10沐風(fēng)書苑 目的：在已知水文地質(zhì)等參數(shù)的條件下， 通過計(jì)算確定管井在最大允許水位降落時(shí)的 可能出水量；或在給定的管井出

5、水量下可能 產(chǎn)生的水位降落。 理論公式：方法簡(jiǎn)單，計(jì)算結(jié)果精度較 差，適用于水源選擇、方案擬定和初步設(shè)計(jì)。 經(jīng)驗(yàn)公式：計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際，用于施 工圖設(shè)計(jì)。 管井的設(shè)計(jì)計(jì)算概念 11沐風(fēng)書苑 Q Q s h s0 h0 H R 0 0 0 0 lglg 73. 2 lnln 2 rR KmS rR KmS Q m 理論公式的概念理論公式的概念 承壓含水層完整井承壓含水層完整井 12沐風(fēng)書苑 較大規(guī)模的地下水取水工程，需要很多口井 同時(shí)工作，由此構(gòu)成井群。 井群類型： 自流井井群 適用于靜水位高于地面的承壓 含水層； 虹吸式井群 適用于靜水位接近地面的含水 層； 臥式泵井群 適用于靜水位接近地面且

6、水位 降落較小的含水層； 深井泵井群 適用于各類含水層。 井群的概念 13沐風(fēng)書苑 在水位降落值不變的條件下，共同 工作時(shí)，各井的出水量小于各井單獨(dú)工 作時(shí)的出水量； 在出水量不變的條件下，共同工作 時(shí)，各井的水位降落值大于各井單獨(dú)工 作時(shí)的水位降落值。 井群互阻概念井群互阻概念 14沐風(fēng)書苑 大口井 大口井構(gòu)造簡(jiǎn)單、取材容易、施工方便、 使用年限長(zhǎng)、容積大能起水量調(diào)節(jié)作用；但 深度較淺，對(duì)水位變化適應(yīng)性差。 用于開采淺層地下水，完整井只有井壁 進(jìn)水，適用于顆粒粗、厚度薄(58m)、埋 深淺的含水層。含水層厚度較大(10m)時(shí)， 應(yīng)做成不完整大口井不完整大口井。 15沐風(fēng)書苑 大口井主要由井筒

7、、井 口和進(jìn)水部分組成： 井筒通常用鋼筋混凝土 澆注或用磚、塊石砌筑而成， 鋼筋混凝土井筒最下端應(yīng)設(shè) 置刃腳，用以在井筒下沉?xí)r 切削土層，刃腳外緣應(yīng)凸出 井筒510cm。采用磚石結(jié)構(gòu) 的井筒，也需加用鋼筋混凝 土刃腳。 大口井構(gòu)造及功能大口井構(gòu)造及功能 16沐風(fēng)書苑 塊石砌筑的大口井 現(xiàn)代施工技術(shù)建造的大口井 17沐風(fēng)書苑 井口應(yīng)高出地表0.5m以上，并在井 口周邊修建寬度為1.5m的排水坡，以避 免地表污水從井口或沿井壁侵入，污染 地下水，如覆蓋層系透水層，排水坡下 面還應(yīng)填以厚度不小于1.5m的夯實(shí)粘土 層。 大口井構(gòu)造要求大口井構(gòu)造要求 18沐風(fēng)書苑 輻射井是由集水井（垂直系統(tǒng)）及水 平

8、的或傾斜的進(jìn)水管（水平系統(tǒng)）聯(lián)合構(gòu) 成的一種井型，屬于聯(lián)合系統(tǒng)的范疇。因 水平進(jìn)水管是沿集水井半徑方向鋪設(shè)的輻 射狀滲入管，故稱這種井為輻射井。 輻射井的現(xiàn)場(chǎng)施工圖 輻射井 19沐風(fēng)書苑 輻射井的構(gòu)造 20沐風(fēng)書苑 滲渠由滲水管渠、集水井和檢查井組成。特點(diǎn)是沿河床布設(shè)，可以達(dá) 到很大的取水量（20萬(wàn)m3/d). 滲 渠 滲渠的 21沐風(fēng)書苑 滲渠是水平敷設(shè)在含水層中的穿孔滲水管渠。滲渠可分為集水管和 集水廊道兩種型式；同時(shí)也有完整式和非完整式之分。 滲 渠 施 工 圖 滲渠 老式穿孔管滲渠的材料與施工 22沐風(fēng)書苑 新型不銹鋼纏絲過濾器滲渠 特點(diǎn)：較老式穿孔管過水面積大、孔口流速 低、水頭損失

9、小，不易堵塞。 23沐風(fēng)書苑 不同給水水源的特點(diǎn) n 地表水源： 徑流量大，礦化度低，開采方便，通常是大規(guī)模城市供 水的主要水源。 水質(zhì)變化大，容易受污染，水位與水量受季節(jié)影響。 n 地下水水源 通常水質(zhì)清澈、不易受污染，多數(shù)情況下水質(zhì)較好； 徑流量小，開采不方便，特別是對(duì)大規(guī)模的城市供水。 n 目前，長(zhǎng)三角地區(qū)為控制地面沉降，多數(shù)嚴(yán)格控制地下 水的開采。是北方城市的重要供水水源。目前，北方城 市也向遠(yuǎn)距離引用地表水方向發(fā)展。 24沐風(fēng)書苑 地下水取水構(gòu)筑物的選擇及布局地下水取水構(gòu)筑物的選擇及布局 在地下水水源地選擇的基礎(chǔ)上，還要正確選擇和設(shè)計(jì)地下水取水構(gòu)筑 物，以最大限度地利用可供水量，改善水質(zhì)、降低工程總造價(jià)。 地下水取水構(gòu)筑物的選擇地下水取水構(gòu)筑物的選擇 常見的地下水取水構(gòu)筑物有管井、大口井等構(gòu)成的垂直集水系統(tǒng)，滲 渠、坎兒井等構(gòu)成的水平集水系統(tǒng)，輻射井、復(fù)合井等構(gòu)成的復(fù)合集水系 統(tǒng)以及引泉工程。由于類型不同，其適用條件具有較大的差異性。常見各 種地下水取水構(gòu)筑物的適用范圍如下表所示。 25沐風(fēng)書苑 地下水取水構(gòu)筑物的類型、適用條件地下水取水構(gòu)筑物的類型、適用條件 26沐風(fēng)書苑 由于地下水的大量開采利用,包括城市用水與農(nóng)業(yè)灌