地下水资源的开发.ppt

第九章 地下水资源的开发 吉林大学环境与资源学院 地下水科学与工程系 梁秀娟 水工楼 207 9.1 取水建筑物 对地下水进行开发利用，需要取水工程才能实现，其任务是从水源地中取水，送至水厂或用户，它主要包括水源、取水构筑物、输配水管道、水厂和水处理设施（如图）。 一、 取水建筑物的类型 1.取水建筑物的类型 垂直的（井）和水平的（渠）。 2.取水建筑物类型的选择条件 ①含水层（带）的空间分布特点以及含水层（带）的埋藏深度、厚度和富水性能； ②设计的需水量大小、预计的施工方法、选用的抽水设备类型等因素有关。 二、 取水建筑物的合理布局 （2） 水井的垂向布局 ① 厚度不大的（小于30m）孔隙含水层和多数的基岩含水层 ，一般均采用完整井形式取水。 ② 多层含水层可以采用在垂向上分层取水，既可达到取不同含水层的目的也便于管理 。 ③ 大厚度单层含水层，可采用完整井抽水，也可以采用非完整井组分段取水 ，当采用非完整井组分段取水时，过滤器长度与安装部位对井的出水量影响至关重要。 过滤器长度可根据设计出水量、含水层性质和厚度、水位降深及技术经济等因素确定。 过滤器长度设计原则：含水层厚度小于30m时，在设计动水位以下的含水层部位，全部下过滤器；含水层厚度大于30m时，可根据试验资料并参照表2确定。 过滤器设计位置:一般设在含水层中部，厚度较大的含水层，可将过滤管与井壁管间隔排列，在含水层中分段设置，以获得较好的出水效果。多层承压含水层，应选择在含水性最强的含水段安装过滤器。岩性为均质的潜水含水层，应在含水层底部的1/2～1/3厚度内设过滤器。 大厚度含水层中的分段取水一般是采用井组形式，每个井组的井数决定于分段（或分层）取水数目。一般多由2～3口水井组成，井组内的3个孔可布置成三角形或直线形。由于分段取水时在水平方向的井间干扰作用甚微，所以其井间距离一般采用3～5m即可；当含水层颗粒较细，或水井封填质量不好时，为防止出现深、浅水井间的水流串通，可把孔距增大到5～10m。 相邻取水段之间的垂向间距取值原则是：既要减少垂向上的干扰强度，又能充分汲取整个含水层厚度上的地下水资源。 （3）井数和井间距离的确定 ① 确定原则： 满足设计需水量 ；技术上合理且经济、安全。 ② 集中式供水井数与井间距离确定方法 常采用解析法或数值法确定井数和井间距 。 解析法仅仅适用于均质各向同性，且边界条件规则的情况下。 数值模拟技术工作程序为：建立地下水流数值模型； 拟定出几个不同井数和井间距离的开采方案；分别计算每一布井方案的水井总出水量和指定点；或指定时刻的水位降深；选择出水量和指定点（时刻）水位降深均满足设计要求、井数最少、井间干扰强度不超过要求、建设投资和开采成本最低的布井方案 。 对于水井呈面状分布的水源地，因各井同时工作时，将在井群分布的中心部位产生最大的干扰水位降深，故在确定该类水源地的井数时，除考虑布井方案能否满足设计需水量外，还要考虑中心点的水位是否超过设计的允许水位降深值。 ③ 分散间歇式农田灌溉供水 确定灌溉水井的合理间距的原则是：单位面积上的灌溉需水量必须与该范围内地下水的可采量相平衡。 a. 单井灌溉面积法 根据下列公式计算出单井可控制的灌溉面积F（亩）： b.考虑井间干扰时的井距确定方法 提出几种可能的设计水位降深和井距方案，分别计算出不同降深、不同井距条件下的单井干扰出水量； 通过干扰水井的实际可灌溉面积与理论上应控制灌溉面积的对比，确定出合理的井距。 2.大口井的合理布局 （1）适用条件 地下水位埋藏浅，含水层厚度不大和富水性较好 。 （2）井深的确定 含水层埋深、设计水位降深、地下水位变幅、吸水管足阀下保留水深及井底反滤层厚度等。 （3）井径的确定 出水量大小、抽水设备安装位置及施工条件等。 （4）成井类型 含水层厚度为5~10m时，多采用井壁进水的完整井；含水层厚度大于10m，一般采用井底进水或井底井壁同时进水的非完整井，井底距不透水层不小于1.0~2.0m。 完整式大口井井壁进水孔形式可以分为：水平进水孔、斜形进水孔和无砂混凝土透水井壁，同时，井底应深入不透水层，并设置沉砂坑。 非完整式大口井井底进水（或井底井壁同时进水），井底进水必须做反滤层3~4层，防止井底涌砂。 3.辐射井的合理布局 （2）合理布局 ①辐射井位置选择和平面布置 根据集水类型，一般可分为四种布置形式。 （2）辐射管层次 按辐射管铺设层次的多少，可分单层辐射管井和多层辐射管井，当含水层较薄或集取河床渗透水时，宜设置单层辐射管；当含水层较厚，地下水富水性好，可设置多层辐射管。 多层辐射管的布置要求，见表6所示。