地下水资源开发利用途径

地取将下水垂水构直取筑系水物统构的与筑延水伸平方系统结 物向合的基在延本一伸与起方地，向表或基面将平同行系。统中 本如的与截几地潜种表流联面工合垂程成直、一。坎整儿体。如 如井辐管、射井卧井、管、筒井复井等合等。井。图等6-1 地下水取水工程系统组合形式

正是由于地下水具有种种用途，20世纪70年代以来，我国通过各种地 下水工程，进行地下水的大量开采利用,进而引发一系列的环境问题。
第六章 地下水资源的开发利用途径及工程
本章内容
第一节 地下水资源的开发利用途径 第二节 地下水取水构筑物分类 第三节 地下水水源地的选择 第四节 地下水取水构筑物的选择及布局 思考题
第一节 地下水资源的开发利用途径
地下水的开发利用，需要借助一定的取水工程来实现。取水工程的任 务是从地下水水源地中取水，送至水厂处理后供给用户使用，它包括水源、 取水构筑物、输配水管道、水厂和水处理设施（如图6-1）。
它的构造、材质、施工安装质量对。它连接于井管，安装在含水层中， 管井的出水量、含砂量和工作年限有很大影响，所以是管井构造的核心。
过滤器名称
圆孔过滤器 条孔和缠丝过滤器
包网过滤器
进水孔眼的直径或宽度
岩层不均匀系数 d60 2 d10
（2.5～3.0）d50
岩层不均匀系数 d 60 2 d10
第二节 地下水取水构筑物分类
取水构筑物
1.管 井 2.大口井 3.复合井 4.辐射井
5.渗 渠
6.坎儿井
管井主要由井室、井壁管、过滤器及沉砂管构成，见图6-3。当有几 个含水层且各层水头相差不大时，可用多层过滤器管井，见图6-3（b）。
（a）单过滤器管井
图6-2 管井的一般构造
(b) 双过滤器管井
1.1.2.4 过滤器的安装部位 滤器的安装部位影响管井的出水量及其他经济技术效
益。因此，应安装在主要含水层的主要进水段；同时，还 应考虑井内动水位探度。
管井的施工建造一般包括钻凿井孔、井管安装、填砾和管外封闭、洗井、抽水 试验等步骤，现介绍如下：
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大口井的特点是：大口井不存在腐蚀问题，进水条件较好，使用年 限较长，对抽水设备型式限制不大，如有一定的场地且具备较好的施工 技术条件，可考虑采用大口井。但是，大口井对地下水位变动适应能力 很差，在不能保证施工质量的情况下会拖延工期、增加投资，亦易产生 涌砂（管涌或流砂现象）、堵塞问题。
（3.0～4.0）d50
（1.25～1.5）d50
（1.5～2.0）d50
（1.5～2.0）d50
（2.0～2.5）d50
注：1．d60、d50、d10分别指颗粒中按质量计算有60%、50%、10%粒径小于这一粒径；2．较 细砂层取小值，较粗砂层取大值。
表6-1 过滤器的进水孔眼直径或宽度
1.1.2.2 过滤器的分类
1.1.1 井室
井室通常是保护井口免受污染、安装各种设备（如水泵机组或其他 技术设备）以及进行维护管理的场所，井口要用优质黏土或水泥等不透水 材料封闭，一般不少于3m，并应高出井室地面0.3～0.5m，以防止井室积水 流入井内。
井室外观
井室内
1.1.2 井管
井管也称井壁管，由于受到地层及人工填砾的侧压力，故要求它应有 足够的强度，并保持不弯曲，内壁平滑、圆整，以利于安装抽水设备和井 的清洗、维修。井管的构造与施工方法、地层岩石稳定程度有关，通常有 如下两种情况：
图6-2 华北平原浅层地下水降落漏斗分布图[11]
河流断流 地下水水质恶化
盐泽化、生态退化 海水入侵示意图
地下水位下降
不合理地开发利用地下水资源，会引发地质、生态、环境等方面的负面 效应，因此需要建立地下水资源合理开发模式。
地下水库开发模式 傍河取水开发模式 井渠结合开发模式 排供结合开发模式 引泉模式
过滤器的直径影响井的出水量，因此它是管井结构设计的关键。
为保持含水层的稳定性，需要对过滤器的尺寸，尤其是过滤器的外径，
进行入井流速的复核计算：
D Q
(6-2)
Lvn
式中：D—过滤器外径（包括填砾厚度），m； Q—设计出水量，m3 /s； L—过滤器有效长度（工作部分长度），m； n—过滤器进水表面有效孔隙度（一般按50％考虑）； v—允许入井流速，m/s。含水层的允许入井流速可用下式近似 计算： 其中k为含水层渗透系数，m/s。
井管1
井管2
（1）分段钻进时的异径井管构造 （2）不分段钻进时的同径井管构造
h2 h1
d1
d2 井管段 dn
过滤器
d1
d2
井管段
dn
过滤器
井管段
dn
过滤器
Байду номын сангаас
过滤器
（a）
（b）
（c）
图6-3 (a)(b)(c)分段钻进时井壁管的构造 (d)不分段钻进时的同径井管构造
（d）
1.1.2 过滤器
1.1.2.1 过滤器的作用、组成 过滤器是管井的重要组成部分用以集水和保持填砾与含水层的稳定。
（b）截头圆锥形 图6-7 大口井井筒外形
（c）阶梯圆筒形
2.1.3 进水部分
进水部分包括井壁进水孔（或透水井壁）和井底反滤层。
2.2.1 大开挖施工法
大开挖施工法是在开挖的基槽中，进行井筒砌筑或浇注及铺设反滤层 工作。
大口井的主要组成部分是，主要由上部结构、井筒及进水部分组成， 见图6-6所示。
大口井的构造实图
2.1.1 上部结构
上部结构的布设主要取决于水泵站是与大口井分建还是合建，而这
又取决于井水位（动水位与静水位）的变化幅度、单井出水量、水源供
水规模及水源系统布置等因素，同时做好井口的污染防治工作。
通风管
排水坡
粘土层
井筒
吸水管
井底反滤层
井壁透水孔 刃脚
图6-6 大口井的构造
2.1.2 井筒
井筒包括井中水面以上和水面以下两部分，用钢筋混凝土、砖、石条等砌成。 井筒的直径应根据水量计算、允许流速校核及安装抽水设备的要求来确定。井筒 的外形通常呈圆筒形、截头圆锥形、阶梯圆筒形等（图6-7）。
（a）圆筒形
由不同骨架和不同过滤层可组成各种过滤器。骨架过滤器〔图6-5（a）， （b）〕、缠丝过滤器〔图6-5（c），（d）〕、包网过滤器〔图6-5（e）〕、 填砾过滤器〔图6-5（f）〕。
（a）圆孔 （b）缝隙
（c）缠丝
（d）钢筋骨架 （e）包网
（f）填砾
图6-5 过滤器类型
1.1.2.3 过滤器的直径、长度