地下水取水法

? 泉 室：适用于有泉水露头，且覆盖层厚度小于 5米
表9－1 地下水取水构筑物类型及适用范围
图9－1 潜水取水井类型
图9－2 承压水取水井类型
3. 管井（机井）
（1）管井的构成
管井直径一般在50～1000mm ，深度一般在200米以内，通常 由井室、井壁管、过滤器、沉砂管组成 ?井 室：保护井口、安装各种设备； ?井壁管：加固井壁、隔离含水层（钢、铸铁、钢筋混凝土、
越层补给、弹性释水 ?开采试验法：抽水试验（给定允许降深） ?理论解析法： ?数值模拟法：
2. 构筑物分类及适用条件
（1）地下水取水构筑物类型
地下水取水构筑物
管井 垂直式
大口井 水平式－渗渠 复合式－辐射井 地面式－泉 室
（2）地下水取水构筑物基本特点
? 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
（2）管井的建造
?钻井： ? 冲击钻进：适合于浅层松散岩石（最深约 300米） 一般回旋（正循环）钻进 ? 回转钻进 反循环钻进 岩心回转钻进
?安装：井管、填砾、封井 ?洗井：冲洗泥浆、形成反滤层
? 方法：活塞式、压缩空气式、联合式 ?抽水试验：测定抽水能力、了解抽水量与井内水位降深之
间的关系，监测水质等
浅层地下水的构筑物 ? 渗 渠：壁上开孔，以集取浅层地下水的水平管渠 ? 泉 室：集取泉水的构筑物
（3）地下水取水构筑物的适用条件 ：
? 管 井：适用于含水层厚度大于4米，其底板埋藏 深度大于8米
? 大口井：适用于含水层厚度在5米左右，其底板埋 藏深度小于15米；渗透系数大于20m/d
? 渗 渠：适用于含水层厚度小于5米，渠底埋藏深 度小于6米，最适宜开采河床渗透水
? 井室类型
? 深井泵房：泵体和扬水管安装在管井内，泵座和电动机安 装在井室内；
? 深井潜水泵房：水泵和电动机安装在管井内，控制设备安 装在井室内；
? 卧式泵房：水泵和电动机安装在井室内； ? 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。
? 井壁管
地下水补给地表水，垂直于地下水流向 无河流：网格或梅花状布置 ?山谷：开阔地带，垂直布井 ?山前平原（冲洪积扇）：上部多大砾石，施工困难；下部多 细砂，渗透性较差。因此以中、中上部较佳。 ?其它：选择富水地段，垂直分布
（4）合理开采量的确定
合理开采量：补给（径流）量之和 合理开采量的确定 ?水量平衡法：径流、降水入渗、地表水补给、灌溉回归、
? 管井使用注意事项：
? 抽水设备的出水量应小于管井的出水能力，过滤器表面进 水流速小于允许进水流速
? 建立管井使用卡，逐日按时记录井的出水量、水位、出水 压力等信息
? 机泵应定期检修，要及时清理沉淀物，必要时进行洗井 ? 季节性供水的管井，停运期间应定期抽水，以防电机受潮
胶管 泥浆泵
挂钩 钻盘
胶管 泥浆泵
挂钩 钻盘
泥浆池
钻杆
钻头
一般回转钻进
泥浆池
钻杆
钻头
反循环回转钻进
（3） 管井（井群）的计算
? 管井的出水量 ? 理论公式法：稳定流－裘布依公式 非稳定流－泰斯公式 ? 经验公式法：利用Q－s抽水曲线回归经验公式
? 井群的相互干扰 ? 井群： ? 计算：理论法－根据势叠加原理 经验法－水位削减法
? 基本要求：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
? 材质：钢管、铸铁管、钢筋混凝土管 ? 适用井深：钢管适用任意井深，铸铁管适用于井深小于
250m，钢筋混凝土管适用于井深小于 150m的管井 ? 管径：井壁管内径应比水泵设备的外径大 100mm ? 钻进：分段钻进法与不分段钻进法的井壁管构造不同
（4）分段取水井
? 单层分段开采 ? 多层分段开采
（5）管井的维护
?验收： ?施工说明书：柱状图、构造说明、抽水试验、水质资料 ?使用说明书：使用、维护、适用取水设备，钻进岩心
?使用，要求：合理抽水量、使用记录、操作规范、卫生防护 ?增加出水量措施
?下降原因：水位下降、过量开采、水井变化、泵管不配 ?增加措施：洗井法（钢丝刷、活塞、压缩空气、干冰
第十章 地下水取水工程
1. 水源选取与合理开采量
（1）水源的选取
?取水地段与范围 ?取水井的井位与布置 ?开采量的确定
（2）一般原则
?水质好、不易受污染的富水地段 ?靠近用水户 ?施工、运行河维护方便 ?地质条件好
?水文地质条件：补给好、渗透强、富水地段
（3） 布置要点
布置在补给区的中、下游，渗透性能较好的地段 ?平原地区，有河流：地表水补给地下水，平行于河岸
?管井施工步骤
钻凿井孔
物探测井
冲孔换浆
粘土封闭
围填砾料
井管安装
洗井
抽水试验
管井验收
? 钻凿井孔
? 冲击钻进法： ? 利用钻头的冲击力钻凿井孔 ? 仅适用于松散岩层 ? 机械设备简单；效率低、速度慢
? 回转钻进法： ? 利用钻头旋转的切削、挤压、研磨破碎作用钻凿井孔 ? 既适用于松散岩层，也适用于基岩 ? 机械设备较复杂；效率高、速度快 ? 分为一般回转钻进、反循环回转钻进和岩心回转钻进
水泥、塑料、木制等）。 ? 钻进方式：分段钻进（接头重叠3～5米，用水泥封填）
不分段钻进 ?过滤器：井管进水段，用以集水和保持填砾和含水层的稳定
? 构成：过滤骨架和过滤层 ? 种类：钢筋骨架、圆(条)孔、缠丝包网、填砾石、水泥 ?沉砂管：沉积涌入井管内的细小砂粒，一般 2～10米长
图9－3 管井构造示意图
等）、真空井法、爆破法、酸处理法、换泵或管
? 管井验收资料
? 施工说明书：管井地质柱状图，过滤器和填砾规格，井位 座标及井口标高，抽水试验记录，水质分析资料，过滤器 安装、填砾、外围封闭施工记录
? 使用说明书：最大开采量和选用抽水设备的型号规格，使 用维护注意事项
? 钻进的岩样：名称、Biblioteka Baidu度、埋藏深度
图9－4 管井分段钻进示意图
? 过滤器
? 进水孔眼：数量多，进水性能良好，强度较高 ? 孔隙率：取决于管材的强度，各种管材允许孔隙率为：
钢管30％～35％ 铸铁管18％～25％ 钢筋混凝土管10％～15％ 塑料管10％ ? 反滤层的形成：充填法，洗井法
图9－5 过滤器类型
图9－6 过滤器周围反滤层的形成