管井設(shè)計涌水量計算

1、樂享管井設(shè)計涌水量計算經(jīng)營教育樂享2012-12-1水文地質(zhì)參數(shù)索引a :含水層厚度，單位米（m）;Dg :過濾管外徑（m）；h :井中的水深，單位米（m）；H :無壓含水層厚度或承壓含水層的水頭高度或厚度，單位米（m）；K :滲透系數(shù)，表示含水層的滲透性質(zhì)，在達(dá)西公式中，水力坡度i=1時的滲透速度（表示地下水的運(yùn)動狀態(tài)、粘滯系數(shù)、含水層顆粒大小、形狀、排列）；單位米/天（m/d）；L :過濾管有效進(jìn)水長度（m），宜按過濾管長度的85%計算；N :過濾管進(jìn)水面層有效孔隙數(shù)，宜按過濾管面層孔隙率的50%計算；qn :單位出水量（m/ （）；q :過濾管的進(jìn)水能力（m/s）； Q :管井出水量，單

2、位m/d ；.3Q、Q:抽水井穩(wěn)定流出水量，單位 m/d ；主要針對潛水及承壓水穩(wěn)定流完整井的理論及經(jīng)驗公式展開論述，并介紹 了井群在不同地質(zhì)條件下的布置及計算遵循的原則，最后介紹了洗井及單井出 水量校核。最后利用4個Excel文件概括理論及經(jīng)驗公式，可代入抽水試驗值 分別計算管井單井出水量。Qn ：單井實測最大出水量，單位 m3/d ； r 1、 r 2：抽水井至觀測孔距離，單位米（ m）； r ：管井或抽水井的半徑，單位米（ m）；R ：影響半徑，裘布衣公式中以抽水井為軸心的圓柱狀含水層的半徑（不以井的 出水量、水位下降值的大小改變） ，表示井的補(bǔ)給能力；單位米（ m）；s、s：觀測孔內(nèi)水

3、位降深，單位米（m ；S、s ：觀測孔內(nèi)水位降深，單位米（m；S ：水位降深，單位米（ m）；Sn ：相應(yīng) Qn 時的最大水位降深，單位米（ m）；T:導(dǎo)水系數(shù)，T=KM單位ml/d ;Vg :允許過濾管進(jìn)水流速，單位 m/s，不得大于s;Vj：允許井壁進(jìn)水流速，單位 m/s；目錄管井設(shè)計及出水量計算管井是一種地下水供水水源的取水構(gòu)筑物，管井有井室、井壁管、過濾器、沉淀管等組成。管井適用于含水層厚度大于4m底板埋藏深度大于8m的地層。管井一般可開采潛水、承壓水、 裂隙水及巖溶水。一般出水量在 500600nVd，最大可達(dá)23萬rn/d，最小100 m3/d。管井井徑 一般在501000mm常用

4、200600mm井深一般81000m 常用在300m以內(nèi)。本次主要討論的 是無壓及承壓含水層的穩(wěn)定流完整井。管井應(yīng)布置在水質(zhì)好不易受污染的富水地段， 施工、運(yùn)行和維護(hù)方便，盡量靠近主要用水地區(qū) 且避開地震區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害區(qū)和礦產(chǎn)采空區(qū)。正確選用地下水取水構(gòu)筑物對提高出水量、 改善水質(zhì)及降低工程造價影響很大。 當(dāng)設(shè)計時應(yīng)有 確切的水文地質(zhì)資料，取水量必須小于允許開采量，嚴(yán)禁盲目開采，開采后且不引起水位持續(xù)下降、 水質(zhì)惡化及地面沉降。1施工圖設(shè)計前應(yīng)掌握的資料當(dāng)水源方案選用設(shè)計時，可利用計算的或相似地區(qū)的水文地質(zhì)參數(shù)對管井單井理論出水量進(jìn)行 計算。施工圖設(shè)計前應(yīng)進(jìn)行水文地質(zhì)勘察，包括水量和水質(zhì)，施工圖

5、應(yīng)達(dá)到B級精度，設(shè)計前應(yīng)校核 水文地質(zhì)條件及參數(shù)的準(zhǔn)確性，在施工圖設(shè)計時水文地質(zhì)參數(shù)應(yīng)采用野外實驗和地下水動態(tài)觀測所 取得的數(shù)據(jù)確定。2水文地質(zhì)參數(shù)的計算影響半徑的計算潛水及承壓水利用抽水試驗算出的影響半徑(1)當(dāng)有一個觀測孔時，潛水影響半徑采用:lg1.366K (H + h) (H - h) S1lg rR=+ lg rQ1y承壓水影響半徑采用：Slg r1 - S1lg r lg R=S- S1(2)當(dāng)有2個觀測孔時，潛水影響半徑采用:lgS1(2H- S1)lg r 2 - S2(2H- S2) lg R =(S1- S2)(2H- S1- S2)承壓水影響半徑采用公式:lgS1lg

6、r2 - S2lg r1S1- S2資料不足時可采用經(jīng)驗公式1 ）潛水庫薩金公式：? = 2SvHK2）承壓水集哈爾特公式:? = 10SvHK當(dāng)無資料時根據(jù)經(jīng)驗值估算1）根據(jù)顆粒直徑確定影響半徑表顆粒直徑估算影響半徑巖性地層顆粒r( m粒徑（mrj）占重量（%粉砂70以下25 50細(xì)砂>7050 100中砂>50100 300粗砂>50300400礫砂>50400500圓礫500600礫石6001500卵石150030002）根據(jù)單位出水量和單位水位下降值確定影響半徑；表 單位出水量估算影響半徑 R單位出水量q=Q/S影響半徑r（ mm/L/>>30050

7、010030050 10025 501025<<<10表 單位水位下降估算影響半徑 R單位水位下降量=S/Q S v（m） Q（L/）單位水位降低m/影響半徑r（ m<30050010030050 10025 501025><10滲透系數(shù)的計算利用穩(wěn)定流抽水試驗資料計算滲透系數(shù)(1)當(dāng)只有1個觀測孔計算承壓水滲透系數(shù)時采用：MSK= 0.366Q( lg R-lg r)計算潛水滲透系數(shù)時采用:K= 0.733Q( lg R-lg)(2H- S)S(2)當(dāng)2個觀測孔時計算承壓水滲透系數(shù)時采用:K= 0.366Q( lg r2-lg r1)M( S1- S2)計

8、算潛水完整井滲透系數(shù)時采用:K= 0.366° - lgM(A hl - h2) ( hl + h2)當(dāng)無抽水試驗資料時可根據(jù)下表估測表根據(jù)顆粒粒徑估算滲透系數(shù)巖性巖層顆粒滲透系數(shù)K (m/d)粒徑(mrj)所占比重(%輕亞粘土亞粘土黃土粉土質(zhì)砂粉砂70以下15細(xì)砂>70510中砂>5010 25粗砂>5025 50礫砂>5050 100圓礫75 150卵石100 200塊石200500礫石50010003管井的出水量計算理論公式可根據(jù)水文地質(zhì)取得的參數(shù)進(jìn)行計算，精度差，適用于水源選擇、方案編制或初 步設(shè)計階段。經(jīng)驗公式是抽水試驗基礎(chǔ)上進(jìn)行計算，能反映實際管井

9、出水量。適用于施工圖設(shè) 計，確定井的型式、構(gòu)造、井?dāng)?shù)和井群布置。理論公式已知含水層滲透系數(shù)和影響半徑等計算穩(wěn)定流管井單井在不同水位下降的理論出水量。適用于完整井潛水含水層處于層流的非裂隙水，S<H/2，遠(yuǎn)離水體或河流，公式可采用：?= 1.366K（2H- S）SR ig r處于層流的非裂隙水，井距河邊水線L<，公式可采用：” _ 1.366KH- h）（H + h）.2Llg T適用于完整井承壓水含水層當(dāng)為完整井承壓水時，且水頭 h大于含水層厚度a，?=2.73aKS",Rlg r當(dāng)為完整井承壓水時，且水頭 h于含水層厚度a，?=空6K0HJ2J2.RIg r經(jīng)驗公式經(jīng)

10、驗公式是實際各種復(fù)雜因素的體現(xiàn)。通常需要地質(zhì)勘查提出抽水試驗資料或利用近似地 區(qū)的抽水試驗資料。經(jīng)驗公式能夠全面的概括井的各種復(fù)雜因素這是理論公式所不及的。但抽 水試驗井的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量接近設(shè)計井，否則應(yīng)進(jìn)行修正。用經(jīng)驗公式時應(yīng)確定井的出水量 Q與水位下降S之間關(guān)系的曲線方程，據(jù)此可求出在設(shè)計水位降深時井的出水量，據(jù)Q-S曲線類型選擇計算公式。在有2次以上抽水試驗資料的基礎(chǔ)上 給出Q=f (S)的出水量與水位下降關(guān)系曲線。觀察 Q=f(S)，有無直線關(guān)系。根據(jù)手冊第二版第 三冊城鎮(zhèn)給水表3-23，通過確定Q與S之間的關(guān)系直線型、拋物線型、指數(shù)曲線型及對數(shù) 曲線型根據(jù)適用條件選擇對應(yīng)的公式計算出水量

11、注：a、b、m n由抽水試驗決定的參數(shù)。若無直線關(guān)系，則根據(jù)抽水試驗資料轉(zhuǎn)化計算表格(表)，并按表中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后的圖形選擇計 算公式。表抽水試驗資料轉(zhuǎn)化抽水次數(shù)水位下降S(m)出水量Q (nVd )So=S/Qq=Q/SlgSigQ1SQS' 0q iIgSiigQi2SQS'' 0q 2gigQ2nQSToq nigStigQt為提高計算的精度，經(jīng)驗公式中的系數(shù)可采用均衡誤差法、最小二乘法計算，但均需有3次以上的抽水試驗資料。4 井群布置及出水量計算井群布置應(yīng)根據(jù)取水地段的水文地質(zhì)條件確定。若傍河取水，則則沿河布置一排或雙排的直線井群；要避開有沖刷危險的河岸段，井離河

12、岸保持一定的距離。在遠(yuǎn)離河流地區(qū)，一般是沿垂直地下水流向方向布置單排或多排的直線井群；若地下水豐 富，也可成梅花形或扇形布置，當(dāng)有古河床時，宜沿古河床布置；大厚度含水層或多層含水層，且地下水補(bǔ)給充足時，可分段或分層布置取水井組；巖漿巖類地區(qū)井群應(yīng)根據(jù)其分布與裂隙發(fā)育程度布置且應(yīng)布置在富水地段。井間距通常可按井影響半徑的2倍計算，在個別情況下井群占地有限制時，可按相互干擾 使單井出水量減少20%-30%進(jìn)行計算。出水量的計算采用理論公式計算誤差較大，有條件最好用生產(chǎn)試驗資料進(jìn)行校核。5 洗井及出水量設(shè)計復(fù)核洗井下管填礫后必須及時洗井。其中含沙量抽水試驗孔（包括勘探開采井），抽水開始后30min,

13、 含沙量達(dá)到：粗砂層小于5萬分之一；中、細(xì)砂層小于2萬分之一（體積比），供水管井抽水穩(wěn) 定后，含砂量小于2百萬分之一。常用的洗井方法有活塞洗井、壓縮空氣洗井、水泵抽水或壓水洗井、液態(tài)二氧化氮洗井、 液態(tài)二氧化碳配合鹽酸洗井及焦磷酸鈉洗井。應(yīng)根據(jù)汗水層特性、井孔結(jié)構(gòu)、井管質(zhì)量、井孔 中水力特征及含泥砂情況，合理選擇洗井方法。適當(dāng)選擇幾種方法聯(lián)合洗井，可以提高洗井效果。出水量設(shè)計及復(fù)核管井出水量應(yīng)小于過濾管的進(jìn)水能力。過濾管的進(jìn)水能力應(yīng)按下式確定：Qg= n nVgDgL允許井壁進(jìn)水流速復(fù)核：Q （n DkL）三 VjVj <vK715當(dāng)?shù)叵滤哂懈g性和容易結(jié)垢時，允許過濾管進(jìn)水流速，應(yīng)按減少1/31/2后確定。參考文獻(xiàn)1室