《取水工程-地下水》PPT课件.ppt
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1、a16.3 地下水水源地选择地下水水源地选择ground water a2 项目项目 地下水地下水 地表水地表水 水质水质 水质清澈,变化幅水质清澈,变化幅度不大,相对地表水度不大,相对地表水不易被污染不易被污染 水质具有明显的季节性,河水水质具有明显的季节性,河水浑浊度高,尤其是在汛期,水中浑浊度高,尤其是在汛期,水中含沙量大,色度高,有机物和细含沙量大,色度高,有机物和细菌的含量高且易被污染菌的含量高且易被污染水温水温 水温稳定水温稳定 水温随季节变化幅度较大水温随季节变化幅度较大矿化矿化度度 矿化度和硬度较大矿化度和硬度较大 矿化度和硬度较地下水小矿化度和硬度较地下水小取水取水及水及水处
2、理处理设施设施 取水构筑物构造简取水构筑物构造简单,处理设施简单,单,处理设施简单,费用低,便于靠近用费用低,便于靠近用户设置及卫生防护,户设置及卫生防护,同时便于维护及运行同时便于维护及运行管理管理 取水构筑物构造复杂,处理设取水构筑物构造复杂,处理设施占地大,费用高,维护管理较施占地大,费用高,维护管理较地下水复杂地下水复杂 表表1 1 地下水特点地下水特点a3取水构筑物位置选择基本要求取水构筑物位置选择基本要求(1)(1)取水地点应与城市或企业取水地点应与城市或企业总体规划相适应总体规划相适应; (2)(2)应位于应位于出水丰富、水质良好出水丰富、水质良好的地段;的地段;(3)(3)应尽
3、可能应尽可能靠近主要用水地区靠近主要用水地区;(4)(4)应有应有良好的卫生防护措施良好的卫生防护措施,免遭污染。在易,免遭污染。在易污染地区,城市生活饮用水的取水地点应尽可污染地区,城市生活饮用水的取水地点应尽可能设在居民区或工业区的能设在居民区或工业区的上游上游;(5)(5)应考虑应考虑施工、运转、维护管理施工、运转、维护管理方便,方便,不占农不占农田,或少占农田田,或少占农田;(6)(6)应注意地下水的应注意地下水的综合开发利用综合开发利用。a4问题:关于地下水取水构筑物的说法,不正问题:关于地下水取水构筑物的说法,不正确的是确的是( ( ) )。A A地下水取水构筑物应位于水质良好、不
4、易地下水取水构筑物应位于水质良好、不易受污染的富水地段受污染的富水地段B B地下水取水构筑物应靠近主要的用水地区地下水取水构筑物应靠近主要的用水地区C C地下水取水构筑物的位置应便于施工、运地下水取水构筑物的位置应便于施工、运行和维护管理行和维护管理D D地下水取水构筑物型式的选择,应根据用地下水取水构筑物型式的选择,应根据用户需水量的大小并通过技术经济比较确定户需水量的大小并通过技术经济比较确定 答:答:D Da5(1)(1)水源地的水文地质条件:富水性与补给水源地的水文地质条件:富水性与补给条件条件6.3.1 6.3.1 集中式供水水源地的选择集中式供水水源地的选择(2)(2)水源地的地质
5、环境:远离污染源,选在水源地的地质环境:远离污染源,选在不易引发地面沉降、塌陷、地裂等有害地不易引发地面沉降、塌陷、地裂等有害地质作用的地段。质作用的地段。(3)(3)水源地的经济、安全性和扩建前景水源地的经济、安全性和扩建前景a6(1)(1)强岩溶发育带的分布位置强岩溶发育带的分布位置6.3.2 6.3.2 小型分散式水源地的选择小型分散式水源地的选择(2)(2)补给条件补给条件a76.4 6.4 地下水取水构筑物的类型地下水取水构筑物的类型 由于地下水类型、埋藏深度、含水层性由于地下水类型、埋藏深度、含水层性质等各不相同,地下水的取水构筑物型式也质等各不相同,地下水的取水构筑物型式也各不相
6、同。地下水取水构筑物的型式有各不相同。地下水取水构筑物的型式有管井、管井、大口井、渗渠、辐射井、复合井大口井、渗渠、辐射井、复合井等。等。其中其中最最基本的型式为管井、大口井和渗渠基本的型式为管井、大口井和渗渠。辐射井辐射井与复合井则是前三者型式的不同组合。与复合井则是前三者型式的不同组合。 垂直取水构筑物垂直取水构筑物是指构筑物的设置方向是指构筑物的设置方向与地表相垂直,如管井、大口井等。与地表相垂直,如管井、大口井等。 水平取水构筑物水平取水构筑物是指构筑物的设置方向是指构筑物的设置方向与地表大体相平行,如渗水管及渗渠等。与地表大体相平行,如渗水管及渗渠等。 a8(1)管井管井( deep
7、 well ,drilled well ) 井管从地面打到含水层,抽取地下水的井管从地面打到含水层,抽取地下水的井。井。管井是井壁和含水层中进水部分均为管管井是井壁和含水层中进水部分均为管状结构的取水构筑物。状结构的取水构筑物。管井一般由井室、井管井一般由井室、井壁管、过滤器和沉淀管组成。管井可分为壁管、过滤器和沉淀管组成。管井可分为完完整井整井和和非完整井非完整井。 6.4 6.4 地下水取水构筑物的类型地下水取水构筑物的类型a9(1)(1)潜水完整井:凿井至潜水含水层底板潜水完整井:凿井至潜水含水层底板( (隔水层隔水层) ),水流从井的四周流入井内,如图水流从井的四周流入井内,如图1(1
8、(a)a),(b)(b)所示。所示。 (2)(2)潜水非完整井:凿井未到含水层底板,地下水可潜水非完整井:凿井未到含水层底板,地下水可以从井底及井的四周进入井内,以从井底及井的四周进入井内,如图如图1 (1 (c)c),(d)(d)所示。所示。图1 潜水井类型 a10(3)(3)承压水完整井:凿穿承压含水层的顶板,并穿透整承压水完整井:凿穿承压含水层的顶板,并穿透整个含水层到隔水底板,水流从四周流入井内,如图个含水层到隔水底板,水流从四周流入井内,如图2(2(a)a),(b)(b)所示。所示。(4)(4)承压水非完整井:凿穿承压含水层的顶板后仅穿透承压水非完整井:凿穿承压含水层的顶板后仅穿透一
9、部分含水层,地下水可从井的四周及井底进入井内,一部分含水层,地下水可从井的四周及井底进入井内,如图如图2(2(c)c),(d)(d)所示。所示。 图2 承压水井类型 a11(2)大口井大口井( dug well,open well ) 大口井是井径较大(由人工开挖或沉井法施工,大口井是井径较大(由人工开挖或沉井法施工,设置井筒,以截取浅层地下水)、垂直建造的地设置井筒,以截取浅层地下水)、垂直建造的地下水取水构筑物。大口井一般由下水取水构筑物。大口井一般由井筒井筒、有透水孔、有透水孔的的井壁井壁和和井底反滤层井底反滤层组成。大口井也可分为完整组成。大口井也可分为完整型井和非完整型井。型井和非完
10、整型井。6.4 6.4 地下水取水构筑物的类型地下水取水构筑物的类型(3)辐射井辐射井 辐射井是由辐射井是由集水井集水井与若干辐射状铺设的水平和与若干辐射状铺设的水平和倾斜的倾斜的集水管集水管(辐射管辐射管)组合而成。按集水井本身组合而成。按集水井本身取水与否,辐射井分为两种型式:一是集水井底取水与否,辐射井分为两种型式:一是集水井底(即井底进水的大口井即井底进水的大口井)与辐射管同时进水;二是与辐射管同时进水;二是井底封闭,仅由辐射管集水。井底封闭,仅由辐射管集水。 a12(4)渗渠渗渠( infiltration gallery ) 渗渠是将集水管渗渠是将集水管(渠渠)水平铺设在含水层中的
11、水平铺设在含水层中的取水构筑物。渗渠一般由取水构筑物。渗渠一般由水平集水管水平集水管、集水集水井井、检查井检查井和和泵站泵站组成。渗渠可分为完整式组成。渗渠可分为完整式和非完整式。渗渠集水管外需设人工反滤层。和非完整式。渗渠集水管外需设人工反滤层。 6.4 6.4 地下水取水构筑物的类型地下水取水构筑物的类型图3 水平取水构筑物 a13. .管井管井适用于适用于含水层厚度大于含水层厚度大于5 5米米,其,其底底板埋藏深度大于板埋藏深度大于1515米米;. .大口井大口井适用于适用于含水层厚度在含水层厚度在5 5米左右,米左右,其底板埋藏深度小于其底板埋藏深度小于1515米米;. .渗渠渗渠仅适
12、用于仅适用于含水层厚度小于含水层厚度小于5 5米,渠米,渠底埋藏深度小于底埋藏深度小于6 6米米;. .泉室泉室适用于适用于有泉水露头,且覆盖层厚有泉水露头,且覆盖层厚度小于度小于5 5米米。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* *:a14问题:关于取水构筑物型式的选择地层条件,问题:关于取水构筑物型式的选择地层条件,不正确的是不正确的是( ( ) ) 。A A管井适用于含水层厚度大于管井适用于含水层厚度大于5 5m m,其底板其底板埋藏深度大于埋藏深度大于1515m mB B大口井适用于含水层厚度在大口井适用于含水层厚度在5 5m m左右,其左右,其底板埋藏深度小于底板埋藏
13、深度小于1515m mC C渗渠仅适用于含水层厚度小于渗渠仅适用于含水层厚度小于6 6m m,渠底渠底埋藏深度大于埋藏深度大于1515m mD D泉室适用于有泉水露头,且覆盖层厚度泉室适用于有泉水露头,且覆盖层厚度小于小于5 5m m答:答:C C 形形 适用范围适用范围 式式 尺寸尺寸 深度深度 地 下 水地 下 水类型类型地 下 水地 下 水深度深度含 水 层含 水 层厚度厚度水 文 地水 文 地质特征质特征出水量出水量 表表2 2 地下水取水构筑物的适用范围地下水取水构筑物的适用范围管管井井 井径井径505010001000mmmm, 常 用常 用2 0 02 0 0 600600mmm
14、m 井 深井 深8 810001000m m,常 用 在常 用 在300300m m以以内内 潜水、潜水、承压水、承压水、裂隙水、裂隙水、岩溶水岩溶水 2 0 0 2 0 0 m m以 内 ,以 内 ,常 用 在常 用 在7070m m以内以内 视 透 水视 透 水性确定性确定 适 用适 用于 砂 、于 砂 、砾 石 、砾 石 、卵 石 及卵 石 及含 水 粘含 水 粘性 土 、性 土 、裂 隙 、裂 隙 、岩 溶 含岩 溶 含水层水层一般一般500500600600m m3 3d d,最大可最大可达达2 23 3万万,最小小,最小小于于100100m m3 3d d a16 形形 适用范围适
15、用范围 式式 尺寸尺寸 深度深度 地下水地下水类型类型地下水地下水深度深度含水层含水层厚度厚度水文地水文地质特征质特征出水量出水量 大大 口口 井井 井径井径2 21212m m。常用常用4 48 8m m 井 深井 深在在2020m m以内,以内,常用常用6 61515m m 潜水、潜水、承压水承压水 一 般一 般在在lOmlOm以内以内 一般为一般为5 51515m m 砂 、砂 、砾石、砾石、卵石,卵石,渗透系渗透系数最好数最好在在2020m/dm/d以上以上一般一般5 0 05 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 m m3 3d d,最 大 可最 大 可达达2 23 3万万
16、m m3 3/d/d表表2 2 地下水取水构筑物的适用范围地下水取水构筑物的适用范围a17 形形 适用范围适用范围 式式 尺寸尺寸 深度深度 地下水地下水类型类型地下地下水深水深度度含水层含水层厚度厚度水文水文地质地质特征特征出水量出水量 表表2 2 地下水取水构筑物的适用范围地下水取水构筑物的适用范围 辐辐射射井井 集水井集水井直径直径4 46 6m m,辐射管辐射管直径直径5 05 0 300300mmmm,常用常用7 57 5 150150mmmm集水井集水井井深常井深常用用 3 3 1212m m 潜水潜水 埋深埋深1212m m以以内,辐内,辐射管距射管距含水层含水层应大于应大于1
17、1m m 一般大一般大于于2 2m m 细、中、细、中、粗粗砂、砾砂、砾石,但石,但不可含不可含漂石,漂石,弱透水弱透水层层 一 般一 般500050005000050000m m3 3 d d ,最大最大310000310000m m3 3d d a18 形形 适用范围适用范围 式式 尺寸尺寸 深度深度 地下水地下水类型类型地下水地下水深度深度含水层含水层厚度厚度水文地水文地质特征质特征出水量出水量 表表 2 2 地下水取水构筑物的适用地下水取水构筑物的适用范围范围渗渗渠渠 直径直径4 5 04 5 0 15001500mmmm,常用常用6 0 06 0 0 10001000mmmm埋深埋深
18、l O ml O m 以以内,常内,常用用 4 4 6 6m m 潜水潜水 一般在一般在2 2m m以内,以内,最大达最大达8 8m m 一般在一般在2 2m m以上以上 中、粗中、粗砂、砾砂、砾石、卵石、卵石石 一般一般5 52020m m3 3(dm)(dm),最大最大5 05 0 100 100 m m3 3/(d/(dm)m)a19管井种类管井种类 按按用途用途分为供水井排水井回灌井。分为供水井排水井回灌井。按按地下水的类型地下水的类型分为压力水井分为压力水井( (承压水井承压水井) )和无和无压力水井压力水井( (潜水井潜水井) )。地下水能自动喷出地表的。地下水能自动喷出地表的压力
19、水井称为自流井。按压力水井称为自流井。按井是否穿透含水层井是否穿透含水层分分为完整井和非完整井。为完整井和非完整井。 6.4.1 管井管井( deep well, drilled well )(1)(1)管井管井 管井是井壁和含水层中进水部分均为管管井是井壁和含水层中进水部分均为管状结构的取水构筑物状结构的取水构筑物。管井直径一般在。管井直径一般在505010001000mmmm,深度一般在深度一般在200200米以内,通常由米以内,通常由井室、井室、井壁管、过滤器、沉淀管井壁管、过滤器、沉淀管组成。组成。a20完完整整井井非非完完整整井井6.4.1 管井管井( deep well, dril
20、led well )a21井室:井室:用以安装各种设备,采光、用以安装各种设备,采光、采暖、通风,防水;采暖、通风,防水;井壁管:井壁管:加固井壁,隔离水质不加固井壁,隔离水质不良或水头较低的含水层;良或水头较低的含水层;过滤器:过滤器:集水,保持填砾与含水集水,保持填砾与含水层的稳定,防止漏砂及堵塞;层的稳定,防止漏砂及堵塞;沉淀管:沉淀管:沉淀进入管井的砂粒沉淀进入管井的砂粒6.4.1 管井管井( deep well, drilled well )a22井室结构:井室结构: 深井泵房深井泵房泵体和扬水管安装在管井泵体和扬水管安装在管井内,泵座和电动机安装在井室内;内,泵座和电动机安装在井室
21、内; 深井潜水泵房深井潜水泵房水泵和电动机安装在水泵和电动机安装在管井内,控制设备安装在井室内;管井内,控制设备安装在井室内; 卧式泵房卧式泵房水泵和电动机安装在井室水泵和电动机安装在井室内;内; 地面式地面式便于维护管理,防水、防潮、便于维护管理,防水、防潮、通风、采光条件好;通风、采光条件好; 地下式地下式便于总体规划,噪声小,防便于总体规划,噪声小,防冻条件好。冻条件好。a23 管井构造管井构造管井结构管井结构 井壁管与过滤器连井壁管与过滤器连成管柱垂直安装成管柱垂直安装在井孔当中。在井孔当中。井壁井壁管安装在非含水层管安装在非含水层处过滤器安装在处过滤器安装在含水层的采水段含水层的采水
22、段 a24 井壁管井壁管应有足够的强度,内壁平整光应有足够的强度,内壁平整光滑,轴线不弯曲,便于设备安装和管井清滑,轴线不弯曲,便于设备安装和管井清洗;可采用钢管、铸铁管、钢筋混凝土管。洗;可采用钢管、铸铁管、钢筋混凝土管。 钢管钢管可用于可用于任意井深任意井深的管井;的管井;铸铁管铸铁管适用于井深适用于井深小于小于250250m m的管井;的管井;钢筋混凝土钢筋混凝土管管适用于井深适用于井深小于小于150150m m的管井。的管井。 井壁管内径应比水泵设备的外径大井壁管内径应比水泵设备的外径大100100mmmm。 a25 过滤器应有足够的过滤器应有足够的强度强度和良好的和良好的透水性透水性
23、。(图图a,b) 圆孔或条孔过滤器:圆孔或条孔过滤器:在管壁上钻圆孔或条在管壁上钻圆孔或条孔加工而成;孔加工而成;适用于砾石、卵石、砂岩或裂隙含水适用于砾石、卵石、砂岩或裂隙含水层层,亦可用作缠丝过滤器、包网过滤器的,亦可用作缠丝过滤器、包网过滤器的骨架骨架。(图图c) 缠丝过滤器:缠丝过滤器:在钢筋骨架过滤器、圆孔或在钢筋骨架过滤器、圆孔或条孔过滤器条孔过滤器外缠绕外缠绕2 23 3mmmm的镀锌铁丝构成;适用于的镀锌铁丝构成;适用于粗砂、砾石和卵石含水层粗砂、砾石和卵石含水层。管井滤水管管井滤水管- deep well screen a26(图图d) 钢筋骨架过滤器:钢筋骨架过滤器:由短管
24、、竖向钢筋、支由短管、竖向钢筋、支撑环构成;撑环构成;适用于裂隙岩、砂岩或砾石含水层适用于裂隙岩、砂岩或砾石含水层,或用作缠丝过滤器、包网过滤器的或用作缠丝过滤器、包网过滤器的骨架骨架。 (图图e) 包网过滤器:包网过滤器:在钢筋骨架过滤器、圆孔或在钢筋骨架过滤器、圆孔或条孔过滤器条孔过滤器外缠绕外缠绕0.20.21.01.0mmmm的滤网构成的滤网构成;适用适用于粗砂、砾石和卵石含水层于粗砂、砾石和卵石含水层。a27管井滤水管管井滤水管- deep well screen (图图f) 填砾过滤器:在各类过滤器的填砾过滤器:在各类过滤器的外围填符合一外围填符合一定级配的砾石构成定级配的砾石构成
25、。 填砾粒径与含水层粒径比:填砾粒径与含水层粒径比: 填砾层厚度可采用填砾层厚度可采用7575150150mmmm;高度应超过过高度应超过过滤器顶部滤器顶部8 81010m m。865050dDa28 过滤器进水过滤器进水孔眼数量多孔眼数量多,进水性进水性能良好,但强度减小能良好,但强度减小。 过滤器的过滤器的孔隙率孔隙率取决于取决于管材的强管材的强度度,各种管材允许孔隙率为:,各种管材允许孔隙率为: 钢管钢管30303535; 铸铁管铸铁管18182525; 钢筋混凝土管钢筋混凝土管10101515; 塑料管塑料管1010。a29图 过滤器有效长度 管井中管井中70-80%70-80%的出水
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