地下水取水工程设计要求

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：地下水取水构筑物的设计，应符合下列要求：1）有防止地面污水和非取水层水渗入的措施。

由于地下水类型、埋藏深度、含水层性质等各不相同，开采和取集地下水的构筑物形式也各不相同。地下水取水构筑物的形式有管井、大口井、渗渠、辐射井、复合井等，其中最基本的形式为管井、大口井和渗渠，辐射井与复合井则是前三者形式的不同组合。

1.地下水取水构筑物的位置、形式及一般设计要求

地下水取水构筑物的位置应根据水文地质条件选择，并符合下列要求：

1）位于水质好，不易受污染的富水地段。

2）尽量靠近主要用水地区。

3）施工、运行和维护方便。

4）尽量避开地震区、地质灾害区和矿产采空区。

地下水取水构筑物形式的选择，应根据水文地质条件，通过技术经济比较确定。各种取水构筑物形式一般适用于下列地层条件：

1）管井适用于含水层厚度大于4m，底板埋藏深度大于8m。

2）大口井适用于含水层厚度在5m左右，底板埋藏深度小于15m。

3）渗渠仅适用于含水层厚度小于5m，渠底埋藏深度小于6m。

4）泉室适用于有泉水露头，流量稳定，且覆盖层厚度小于5m。

地下水取水构筑物的设计，应符合下列要求：

1）有防止地面污水和非取水层水渗入的措施。

2）在取水构筑物的周围，根据地下水开采影响范围设置水源保护区，并禁止建设各种对地下水有污染的设施。

3）过滤器有良好的进水条件，结构坚固，抗腐蚀性强，不易堵塞。

4）大口井、渗渠和泉室应有通风设施。

2.管井

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。管井一般由井室、井壁管、过滤器和沉淀管组成。

采用管井取水时应从补给水源充足、透水性良好且厚度在40m以上的中、粗砂及砾石含水层中取水，经分段或分层抽水试验并通过技术、经济比较，可采用分段取水。

管井的结构、过滤器的设计，应符合现行国家标准《供水管井技术规范》（GB 50296—1999）的有关规定。

管井井口应加设套管，并填入优质黏土或水泥浆等不透水材料封闭。其封闭厚度视当地水文地质条件确定，并应自地面算起向下不小于5m。当井上直接有建筑物时，应自基础底起算。

采用管井取水时应设备用井，备用井的数量一般可按10%～20%的设计水量所需井数确定，但不得少于一口井。

3.大口井

大口井是井径较大、垂直建造的地下水取水构筑物。大口井一般由井筒、有透水孔的井壁和井底反滤层组成。

大口井的深度一般不宜大于15m。其直径应根据设计水量、抽水设备布置和便于施工等因素确定，但不宜超过10m。

大口井的进水方式（井底进水、井底井壁同时进水或井壁加辐射管等），应根据当地水文地质条件确定。

大口井井底反滤层宜设计成凹弧形。反滤层可设3～4层，每层厚度宜为200～300mm。与含水层相邻一层的反滤层滤料粒径可按下式计算：

d/d_i=6～8

式中，d为反滤层滤料的粒径；d_i为含水层颗粒的计算粒径；当含水层为细砂或粉砂时，d_i=d₄₀；为中砂时，d_i=d₃₀；为粗砂时，d_i=d₂₀；为砾石或卵石时，d_i=d₁₀～d₁₅（d₄₀、d₃₀、d₂₀、d₁₅、d10分别为含水层颗粒过筛重量累计百分比为40%、30%、20%、15%、10%时的颗粒粒径）。两相邻反滤层的粒径比宜为2～4。

大口井井壁进水孔的反滤层可分两层填充，滤料粒径的计算应符合前述要求。

无砂混凝土大口井适用于中、粗砂及砾石含水层，其井壁的透水性能、阻砂能力和制作要求等应通过试验或参照相似条件下的经验确定。

大口井应设置下列防止污染水质的措施：

1）人孔应采用密封的盖板，盖板顶高出地面不得小于0.5m。

2）井口周围应设不透水的散水坡，其宽度一般为1.5m；在渗透土壤中散水坡下面还应填厚度不小于1.5m的黏土层，或采用其他等效的防渗措施。

4.渗渠

渗渠是将集水管（渠）水平铺设在含水层中的取水构筑物。渗渠一般由水平集水管、集水井、检查井和泵站组成。渗渠集水管外需设人工反滤层。

渗渠的规模和布置应考虑在检修时仍能满足取水要求，渗渠中管渠的断面尺寸，应按下列数据计算确定：

1）水流速度为0.5～0.8m/s。

2）充满度为0.4～0.8。

3）内径或短边长度不小于600mm。

4）管底最小坡度大于或等于0.2%。

此外，水流通过渗渠孔眼的流速，不应大于0.01m/s。渗渠外侧应做反滤层，其层数、厚度和滤料粒径的计算和大口井的设计规定相同，但最内层滤料的粒径应略大于进水孔孔径。集取河道表流渗透水的渗渠，应根据进水水质并结合使用年限等因素选用适当的阻塞系数。位于河床及河漫滩的渗渠，其反滤层上部应根据河道冲刷情况设置防护措施。渗渠的端部、转角和断面变换处应设置检查井。直线部分检查井的间距，应视渗渠的长度和断面尺寸而定，宜采用50m。检查井宜采用钢筋混凝土结构，宽度宜为1～2m，井底宜设0.5～1.0m深的沉沙坑。地面式检查井应安装封闭式井盖，井顶应高出地面0.5m，并应有防冲设施。渗渠出水量较大时，集水井宜分成两格，进水管入口处应设闸门。集水井宜采用钢筋混凝土结构，其容积可按不小于渗渠30min出水量计算，并按最大一台水泵5min抽水量校核。

5.辐射井

辐射井是由集水井与若干辐射状铺设的水平和倾斜的集水管（辐射管）组合而成。按集水井本身取水与否，辐射井分为两种形式：一是集水井底（即井底进水的大口井）与辐射管同时进水；二是井底封闭，仅由辐射管集水。辐射井适用于厚度较薄、埋深较大、砂粒较粗而不含漂卵石的含水层。从集水井壁上沿径向设置辐射井管借以取集地下水的构筑物，辐射管口径一般为100～250mm，长度为10～30m，单井出水量大于管井。

地下水取水工程设计要求

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