给排水工程专业类复习完美课课件.pptx

1、1.1 1.1 地下水资源地下水资源 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）。地下水取水构筑物的延伸方向基本与地表面垂直。如管井、筒井等。地下水取水工程系统组合形式地下水取水工程系统组合形式取水构筑物的延伸方向基本与地表面平行。如截潜流工程、坎儿井、卧管井等。将垂直系统与水平系统结合在一起，或将同系统中的几种联合成一整体。如辐射井、复合井等 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

2、问题。盐泽化、生态退化河流断流海水入侵示意图地下水水质恶化地下水位下降图6-2 华北平原浅层地下水降落漏斗分布图111.2 1.2 地下水取水构筑物分类地下水取水构筑物分类管井直径一般在501000mm，深度一般在200米以内；管井主要由井室、井壁管、过滤器及沉砂管构成，见图。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b。（a）单过滤器管井(b)双过滤器管井管井的一般构造2.1 井室井室 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0.30.5m，以防止井室

3、积水流入井内。井室外观井室内井管井管 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：井管1井管2（1）分段钻进时的异径井管构造（a）（c）（b）(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（2）不分段钻进时的同径井管构造（d）管井的结构管井的结构 井壁管井壁管应有足够的强度，内壁平整光滑，轴线应有足够的强度，内壁平整光滑，轴线不弯曲，便于设备安装和管井清洗；可采用钢管、不弯曲，便于设备安装和管井清洗；可采用钢管

4、、铸铁管、钢筋混凝土管。铸铁管、钢筋混凝土管。钢管可用于任意井深的管井；铸铁管适用于井钢管可用于任意井深的管井；铸铁管适用于井深小于深小于250m250m的管井；钢筋混凝土管适用于井深小于的管井；钢筋混凝土管适用于井深小于150m150m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100mm100mm。分段钻进法与不分段钻进法的井壁管构造有所分段钻进法与不分段钻进法的井壁管构造有所不同。不同。过滤器过滤器 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。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

5、砂量和工作年限有很大影响，所以是管井构造的核心。过滤器名称进水孔眼的直径或宽度岩层不均匀系数 岩层不均匀系数 圆孔过滤器（2.53.0）d50（3.04.0）d50条孔和缠丝过滤器（1.251.5）d50（1.52.0）d50包网过滤器（1.52.0）d50（2.02.5）d5060102dd21060dd注：1d60、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。过滤器的分类 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（a），（b）、缠丝过滤器图（c），（d）、包网过滤器图（e）、填砾过滤器图（f）。（a）圆孔（b）

6、缝隙（c）缠丝（d）钢筋骨架（e）包网（f）填砾过滤器类型过滤器的直径、长度 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：式中：D过滤器外径（包括填砾厚度），m；Q设计出水量，/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。QDL v n3m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

7、内动水位深度。假定Q-S遵循线性关系。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，见图所示。消毒时在水中的加氯量，可分为两部分，即需氯量和余氯 量，需氯量直用于杀死细菌和氧化有机物等所消耗的部分。以上称为DLVO理论，只适用于憎水性胶体，由德加根（derjaguin）、兰道（Landon）(苏联，1938年独立提出，伏维（Verwey）、奥贝克（Overbeek）（荷兰，1941年独立提出）。第3节 江河固定式取水构筑物加高分子助凝剂；由于影响最多来自两侧500m处，故只需计算500、250m处之影响。解此行列式可得各Q或各水位降落值。（2）不分段钻进时的同径井管构造氯容易溶解

8、于水（20C和98KPa(1个大气压）时，溶解度7160mg/L),当氯溶解在清水中时，下列两个反应几乎瞬时发生：双流式：适用于冬季浮冰，夏季含砂量高的情况井群互阻计算及分段取水井组 井群系统池内的水深愈大，颗粒沉速不同引起的絮凝也进行的愈完善，所以沉淀池的水深对混凝效果也是有影响的。适用于地下水水位低于10-12m的情况；假定2，3，n井在第1口井引起的水位降落值分别为t1-2，t1-3，t1-n，则第1口井的水位降落值为影响混凝效果的因素比较复杂，主要包括：按照取水方法和集水方式可分为：泥沙淤积：海滨地区，潮汐运动往往使泥砂移动和淤积，在泥质海滩地区，这种现象更为明显。每个滤间均设有滤池进

9、水和反冲出水两个虹吸管。一、非絮凝性颗粒沉淀过程分析 管井施工管井施工 增加管井出水量的措施：增加管井出水量的措施：真空井法真空井法 将管井的全部或部分封闭，抽水时使管井将管井的全部或部分封闭，抽水时使管井处于负压状态，增大水位落差。处于负压状态，增大水位落差。爆破法爆破法 将雷管和炸药装在专用的爆破器内，对孔隙、将雷管和炸药装在专用的爆破器内，对孔隙、裂隙、溶洞发育不全的坚硬裂隙岩含水层进行爆破。裂隙、溶洞发育不全的坚硬裂隙岩含水层进行爆破。酸洗法酸洗法 对石灰岩含水层的管井采用注酸的方法增大对石灰岩含水层的管井采用注酸的方法增大或贯通裂隙和溶洞。或贯通裂隙和溶洞。大口井的特点是：大口井不存

10、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。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，见图所示。2.2大口井的构造实图 大口井结构形式大口井结构形式 井室井室井筒井筒进水部分进水部分井壁进水孔进水井壁进水孔进水 透水井壁透水井壁井底反滤层进水井底反滤层进水大口井构造简单、施工方便、容积大能起大口井构造简单、施工方便、容积大能起水量调节作用；深度较浅，对水位变化适水量调节作

11、用；深度较浅，对水位变化适应性差。应性差。用于开采浅层地下水，口径用于开采浅层地下水，口径5 58m8m，井，井深深15m15m。完整井只有井壁进水，适用于颗。完整井只有井壁进水，适用于颗粒粗、厚度薄粒粗、厚度薄(5(58m)8m)、埋深浅的含水层。、埋深浅的含水层。含水层厚度较大含水层厚度较大(10m)10m)时，应做成不完整时，应做成不完整大口井。大口井。大口井的构造上部结构上部结构 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。井筒井筒 井筒包括井中水面以上和

12、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。（a）圆筒形（b）截头圆锥形（c）阶梯圆筒形图6-7 大口井井筒外形进水部分进水部分 进水部分包括井壁进水孔（或透水井壁）和井底反滤层。复合井是由非完整大口井和井底下设管井过滤器组成。实际上，它是一个大口井和管井组合的分层或分段取水系统。它适用于地下水水位较高、厚度较大的含水层，能充分利用含水层的厚度，增加井的出水量。实验证明，当含水层厚度大于大口井半径36倍，或含水层透水性较差时，采用复合井出水量增加显著。2.3复合井返回返回 辐射

13、井是由集水井（垂直系统）及水平的或倾斜的进水管（水平系统）联合构成的一种井型，属于联合系统的范畴。因水平进水管是沿集水井半径方向铺设的辐射状渗入管，故称这种井为辐射井。辐射井的现场施工图2.4辐射井的构造因此，在沉淀池中，通常要求降低雷诺数以利于颗粒沉降。由于Q1=Q2，t1=t2通过坝顶带栏栅的引水廊道取水。影响距离可达数米至数十米之遥。6 山区浅水河流取水构筑物用于开采浅层地下水，口径58m，井深15m。井壁管应有足够的强度，内壁平整光滑，轴线不弯曲，便于设备安装和管井清洗；它适用于地下水水位较高、厚度较大的含水层，能充分利用含水层的厚度，增加井的出水量。钢管可用于任意井深的管井；配备真空

14、泵排气量：近似计算，1吨地下水排气25L，1000m虹吸管排气1L。如果原水悬浮物含量过高，为减少混凝剂的用量，通常投加高分子助凝剂。因此，实际生产性沉淀池的沉淀时间和水深均影响沉淀效果。h0沉淀区的水深；配备真空泵排气量：近似计算，1吨地下水排气25L，1000m虹吸管排气1L。（理想沉淀池的沉淀原理）且水质好，缺点是：施工条件复杂、造价高、易淤塞，常有早期报废的现象，应用受到限制。(1)设在水质较好地点一、非絮凝性颗粒沉淀过程分析因而不能解释以下两种现象：混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；井群的互阻影响也叫做井群的干扰。辐射井的类型辐射井的类型 按集水井本身取水与否，辐射井分为集水井井底与

15、辐射管同时进水和集水井井底封闭仅辐射管进水两种型式。前者适用于厚度较大的含水层。按集取水源的不同，辐射井又分为：集取一般地下水如下图（a）、集取河流或其他地表水体渗透水如下图（b）、（c）、集取岸边地下水和河床地下水的辐射井如下图（d）等型式。按辐射管铺设方式，辐射井有单层辐射管和多层辐射管两种。下图(e)所示为集水井井底封闭的单层辐射管的辐射井。（e）按补给条件与布置方式分类的辐射井辐射井的构造辐射井的构造 辐射井的构造见图所示：集水井 集水井又称竖井，其作用是汇集辐射管的来水和安装抽水设备等，对于不封底的集水井还兼有取水井的作用。辐射管 渗渠是水平敷设在含水层中的穿孔渗水管渠。渗渠可分为集

16、水管和集水廊道两种型式；同时也有完整式和非完整式之分。渗 渠 施 工 图2.5渗 渠 渗渠由渗水管渠、集水井和检查井组成，如图所示。渗渠渗渠 渗渠分集水管和集水廊道两种型式，由于是水平铺设在含水层中，渗渠分集水管和集水廊道两种型式，由于是水平铺设在含水层中，也称水平式取水构筑物。受施工条件的限制，其埋深很少超过也称水平式取水构筑物。受施工条件的限制，其埋深很少超过10m10m。渗渠的优点是：既可截取浅层地下水，也可集取河床地下水或地渗渠的优点是：既可截取浅层地下水，也可集取河床地下水或地表渗水。且水质好，缺点是：施工条件复杂、造价高、易淤塞，常有表渗水。且水质好，缺点是：施工条件复杂、造价高、

17、易淤塞，常有早期报废的现象，应用受到限制。早期报废的现象，应用受到限制。渗渠渗渠 位置选择：位置选择：渗渠应选择在河床冲积层较厚、颗粒较粗的河渗渠应选择在河床冲积层较厚、颗粒较粗的河段，并应避开不透水的夹层；段，并应避开不透水的夹层；渗渠应选择在河流水力条件良好的河段，避免渗渠应选择在河流水力条件良好的河段，避免设在有雍水的河段和弯曲河段的凸岸；但也应设在有雍水的河段和弯曲河段的凸岸；但也应避开冲刷强烈的河岸；避开冲刷强烈的河岸；渗渠应选择在河床稳定的河岸。渗渠应选择在河床稳定的河岸。布置形式：布置形式：渗渠的布置渗渠的布置 铺设在不同条件下的渗渠，以及对不同施工条件下的要求，见下图（b）铺设

18、在河床下的渗渠（a）铺设在河滩下的渗渠渗渠人工反滤层构造返回返回 坎儿井是我国新疆地区在缺乏把各山溪地表径流由戈壁长距离引入灌区的手段以及缺乏提水机械的情况下，根据当地自然条件、水文地质特点，创造出用暗渠引取地下潜流，进行自流灌溉的一种特殊水利工程。坎儿井修复坎儿井修复坎儿井坎儿井2.6滤器的安装部位影响管井的出水量及其他经济技术效益。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。1567=216.因此，在沉淀池中，通常要求降低雷诺数以利于颗粒沉降。高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象：应设在稳定河床的主流深槽处，有足够的取水深度；D 河流出峡谷的三角洲附近图6-2

19、 华北平原浅层地下水降落漏斗分布图11假定Q-S遵循线性关系。V水平流速；经验法通过抽水试验得出，较为精确。按集取水源的不同，辐射井又分为：集取一般地下水如下图（a）、集取河流或其他地表水体渗透水如下图（b）、（c）、集取岸边地下水和河床地下水的辐射井如下图（d）等型式。水中悬浮物浓度的影响图6-2 华北平原浅层地下水降落漏斗分布图11进水部分包括井壁进水孔（或透水井壁）和井底反滤层。所以，可在很宽的范围内选取，而不至于对沉淀效果有明显的影响。(3)确定单井的出水量和对应的水位降落值，进行井群互阻计算，确定管井数目、井距、井群布置方案，确定取水设备型式和容量；AH段，加氯后，氯与氨发 生反应，

20、有余氯存在，有 一定的消毒效果，但余氯 为化合性的氯。二、悬浮颗粒在净水中的拥挤沉淀水化膜的阻碍（亲水性胶体）坎儿井坎儿井的构造坎儿井的构造 坎儿井的布设，一般大致顺冲积扇的地面坡降，即地下潜流的流向，与之相平行或斜交。其构造由竖井、暗渠、明渠和涝坝（即小型蓄水池）四部分组成，如图所示。井流计算井流计算 理论公式理论公式经验公式经验公式见后页图见后页图稳定流完整井流稳定流完整井流-裘布衣公式裘布衣公式 非稳定流井流公式非稳定流井流公式-泰斯井流公式泰斯井流公式 杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。因此，在沉淀池中，通常要求降低雷诺数以利于颗粒沉降。1567=216.当有几个含水层且各层

21、水头相差不大时，可用多层过滤器管井，见图b。井群互阻计算及分段取水井组 井群系统当水中的有机物主要是氨和氮化合物时，情况比较复杂。通过坝顶带栏栅的引水廊道取水。（四）底栏栅取水构筑物用于开采浅层地下水，口径58m，井深15m。假定2，3，n井在第1口井引起的水位降落值分别为t1-2，t1-3，t1-n，则第1口井的水位降落值为渗渠由渗水管渠、集水井和检查井组成，如图所示。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，见图所示。氯对消毒有效的三种形态：CL2、HocL、OCL-统称为有效氯，在上述方程中平衡存在。普通快滤池可采用石英砂滤料或无烟煤石英砂双层滤料。渗渠由渗水管渠、集水

22、井和检查井组成，如图所示。G 易于崩塌和滑动的河段以及其下游附近河段（1）取水头部设计的一般要求电性中和作用机理包括压缩双电层与吸附电 中和作用机理，见图6-4。井群互阻计算及分段取水井组 井群互阻计算即在沉淀过程中颗粒之间互不干扰，不在凝聚和破碎，颗粒的大小、形状和密度不变，因此颗粒沉速始终不变。井流计算井流计算 过滤器有效长度：过滤器有效长度：过滤器周围含水层中的水流属于三维流动，过滤器周围含水层中的水流属于三维流动，靠近水泵吸水管管口越近，水流速度越大，管井靠近水泵吸水管管口越近，水流速度越大，管井的出水量越大、管径越小，流速分布的不均匀程的出水量越大、管径越小，流速分布的不均匀程度越明

23、显。度越明显。分段取水：分段取水：管井抽水时只会对一定厚度的含水层产生影管井抽水时只会对一定厚度的含水层产生影响，厚度超过响，厚度超过4040米的含水层可在不同深度分别打米的含水层可在不同深度分别打井抽水。井抽水。相邻过滤器垂直间距一般相邻过滤器垂直间距一般101020m20m。井流计算井流计算 管井设计列步骤：管井设计列步骤：(1)(1)水文地质资料搜集和现场查勘；水文地质资料搜集和现场查勘；(2)(2)根据含水层埋藏条件、厚度、岩性、水力根据含水层埋藏条件、厚度、岩性、水力状况及材料设备、施工条件、初步确定管井的形式状况及材料设备、施工条件、初步确定管井的形式与构造，选择取水设备形式和考虑

24、井群布置方案；与构造，选择取水设备形式和考虑井群布置方案；(3)(3)确定单井的出水量和对应的水位降落值，确定单井的出水量和对应的水位降落值，进行井群互阻计算，确定管井数目、井距、井群布进行井群互阻计算，确定管井数目、井距、井群布置方案，确定取水设备型式和容量；置方案，确定取水设备型式和容量；(4)(4)进行管井构造设计。进行管井构造设计。按照取水方法和集水方式可分为：自流井井群虹吸式井群卧式泵井群深井泵井群只有当承压含水层的静水位高出地表时存在。只有当承压含水层的静水位高出地表时存在。设计方法设计方法 采取相应管径的管道系统直接收集，然后汇入清采取相应管径的管道系统直接收集，然后汇入清水池，

25、或自流进入管网系统；或通过加压泵站送至水池，或自流进入管网系统；或通过加压泵站送至用户。用户。如：自流泉水供水系统。如：自流泉水供水系统。按照取水方法和集水方式可分为：自流井井群虹吸式井群卧式泵井群深井泵井群1.通过虹吸管将各水井连接，汇入总集水通过虹吸管将各水井连接，汇入总集水井。井。2.虹吸管工作前，需要启动真空泵排出总虹吸管工作前，需要启动真空泵排出总集水井及虹吸管内空气，然后启动水泵，集水井及虹吸管内空气，然后启动水泵，当各集水井与总集水井之间存在液位差时当各集水井与总集水井之间存在液位差时体系才能工作。体系才能工作。3.对管及总集水井密闭性能要求较高。对管及总集水井密闭性能要求较高。

26、设计要求设计要求 适用于地下水位较高的情况。适用于地下水位较高的情况。配备真空泵排气量：近似计算，配备真空泵排气量：近似计算，1 1吨地下水吨地下水排气排气25L25L，1000m1000m虹吸管排气虹吸管排气1L1L。设置虹吸管检查井。设置虹吸管检查井。按照取水方法和集水方式可分为：自流井井群虹吸式井群卧式泵井群深井泵井群1.适用于地下水位在适用于地下水位在6-8m的情况。的情况。2.可每井单独设置卧式泵，也可设置共用可每井单独设置卧式泵，也可设置共用卧式泵。卧式泵。3.抽吸力不大，扬程不高，但水泵扬水量抽吸力不大，扬程不高，但水泵扬水量较大。较大。按照取水方法和集水方式可分为：自流井井群虹

27、吸式井群卧式泵井群深井泵井群 适用于地下水水位低于适用于地下水水位低于10-12m的情况；可的情况；可抽取埋深较大的深层地下水。抽取埋深较大的深层地下水。缺点缺点运行成本高，动耗较大。运行成本高，动耗较大。6 山区浅水河流取水构筑物自药剂与水均匀混合起直至大颗粒絮凝体形成为止，工艺上总称混凝过程。渗渠可分为集水管和集水廊道两种型式；含水层的允许入井流速可用下式近似余氯量是为了抑制水中残存细菌的再度繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯。6 山区浅水河流取水构筑物渗渠应选择在河床稳定的河岸。高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象：第8节 取水构筑物的设计滤器的安装部位影响管井的出水量及其他经济技术

28、效益。我国饮用水标准规定，出厂水游离性余氯在接触30分钟后不应低于0.由于影响最多来自两侧500m处，故只需计算500、250m处之影响。在沉淀过程中，颗粒由于相互接触凝聚而改变其大小、形状和密度，这种过程称为混凝沉淀。应设在稳定河床的主流深槽处，有足够的取水深度；井群互阻计算及分段取水井组 井群互阻计算真空井法 将管井的全部或部分封闭，抽水时使管井处于负压状态，增大水位落差。E:在有支流入口的河段上易在交汇口产生大量的泥沙沉积。进水室的平面尺寸应根据进水孔、格网和闸板的尺寸及安装、检修和清洗等要求确定；它适用于地下水水位较高、厚度较大的含水层，能充分利用含水层的厚度，增加井的出水量。在深水海

29、岸，若地质条件及水质良好，可考虑设置岸边式取水，直接从岸边取水。井群的互阻影响也叫做井群的干扰。井群的互阻影响也叫做井群的干扰。在水位降落值不变的条件下共同工作时，各井的出水量小于单在水位降落值不变的条件下共同工作时，各井的出水量小于单井工作时的出水量井工作时的出水量在出水量不变的情况下，共同工作时各井水位降落值大于单井在出水量不变的情况下，共同工作时各井水位降落值大于单井工作时的水位降落值工作时的水位降落值 为何研究井群互阻影响？确定互阻情况下的各井出水量，可以确定井的确定互阻情况下的各井出水量，可以确定井的数量数量及各井的最佳出及各井的最佳出水量水量，从而合理布置井群系统，从而合理布置井群

30、系统，节约投资节约投资。或在已知井的数量下，根据抽水试验得出的各井参数进行井群系统或在已知井的数量下，根据抽水试验得出的各井参数进行井群系统供水能力供水能力的预测。的预测。理论公式较为不准确。要求要求 井群系统共同工作时，每井出水量的减少量不得超过单井工作井群系统共同工作时，每井出水量的减少量不得超过单井工作时的时的20%-30%。理论计算法理论计算法经验法经验法经验法通过抽水试验得出，较为精确。哪种情况下的井群系统可以忽略互阻影响？ntttSS 131211/11.承压含水层完整井井群计算 设定设定n口完整井并行抽水，且存在互阻，出水量分别为口完整井并行抽水，且存在互阻，出水量分别为Q1 Q

31、n；由于存在互阻影响；假定由于存在互阻影响；假定2，3，n井在第井在第1口井引起的水位降落口井引起的水位降落值分别为值分别为t1-2，t1-3，t1-n，则第则第1口井的水位降落值为口井的水位降落值为理论计算法理论计算法代入井流公式得到n个如同下式所示的表达式)lglglg(73.21121201/1nnrRQrRQrRQKmS 解此行列式可得各Q或各水位降落值。ntttSS 131211/12.无压含水层完整井井群计算 设定设定n口完整井并行抽水，且存在互阻，出水量分别为口完整井并行抽水，且存在互阻，出水量分别为Q1 Qn；由于存在互阻影响；假定由于存在互阻影响；假定2，3，n井在第井在第1

32、口井引起的水位降落口井引起的水位降落值分别为值分别为t1-2，t1-3，t1-n，则第则第1口井的水位降落值为口井的水位降落值为理论计算法理论计算法代入井流公式得到n个如同下式所示的表达式)lglglg(73.111212012/12nnrRQrRQrRQKhH 解此行列式可得各Q或各水位降落值。QQQ/引入出水量减少系数 的定义：该井与井群系统中的其他井共同工作且存在互阻，当水位的定义：该井与井群系统中的其他井共同工作且存在互阻，当水位降落值与该井单独工作保持不变时的出水量相对单井工作出水量的减少降落值与该井单独工作保持不变时的出水量相对单井工作出水量的减少比例。比例。值的确定方法如下经验法

33、经验法 假定假定Q-S遵循线性关系。遵循线性关系。值的确定方法如下经验法经验法 假定假定Q-S遵循线性关系。遵循线性关系。12S1S2Q1Q2 假定各井单独抽水假定各井单独抽水时，所允许的水位降落值时，所允许的水位降落值分别为分别为S1和和S2，则单井工，则单井工作流量分别为作流量分别为Q1，Q2.值的确定方法如下经验法经验法 假定假定Q-S遵循线性关系。遵循线性关系。为计算互阻系数，各井单独工作，使其水位降落值分别达到S1和S2，同时观察各井分别达到此值时未工作井的水位降落值，分别记为t1-2和t2-1。但同时工作时的水位降落值肯定小于t1-2和t2-1，把2井在1处及1井在2处产生的水位降

34、落值记为t/1-2和t/2-1则，此时各井出水量分别为Q/1，Q/2.t2-112S1S2t1-2t/1-2t/2-1Q/1Q/2 1/111/111111/111)(StSqtSqSqQQQ1111/1tSSQQ2121tSt根据值的定义求得1井的减少系数为经验法经验法由于两井同时工作时，t/根本无法求出，此式仍不能使用。考虑如下处理方法：假定两井抽水时，在2号井抽水量与1号井相同且1号井水位已降落至t1的条件下，1号井水量仍为Q1，则1号井水位降落值为S1+t1；得1号井在两种水位降落值情况下的出水量之比为则1111/111tStQQ由于Q1=Q2，t1=t2 121021/lg/lglR

35、lR说明经验法经验法应用上述公式，设计井与实验井必须处于同一含水层，且设计井与实验井的形式、构造尺寸应该基本相同。当两个设计井的间距与实验井间距相同时，可直接采用实验数据得到的减少系数进行设计。若实验井间距L1与设计井间距L1-2不等时，需按照下式计算若多井联合工作，对第1井而言，需要迭加所有的减小系数进行计算。例题经验法经验法拟建直径为350mm，间距为250m，直线排列的管井8口。已知影响半径为650m；得到了两口间距为200m，直径为350mm管井的抽水试验资料。求各设计井水位降落值为6m时，共同工作条件下的出水量。实验井实验井1实验井实验井2Q1S1q1t1-2Q2S2q2t2-1L/

36、smL/smmL/smL/smm6.101.205.080.196.151.215.080.1914.202.755.160.4014.102.735.160.4024.504.705.210.7224.704.745.210.71 解经验法经验法首先验证Q-S关系 2121tSt解经验法经验法计算各次抽水试验时的减少系数1=0.1372=0.137/1=0.127/2=0.127/1=0.130/2=0.132均取大值0.137 解经验法经验法在影响半径为650m，井距为250m的情况下，哪几个井存在互阻？由于影响最多来自两侧500m处，故只需计算500、250m处之影响。250m250m2

37、50m250m250m250m12345671号受2、3号影响 2号受1、3、4号影响3号受1、2、4、5号影响4号受2、3、5、6号影响 5号受3、4、6、7号影响6号受4、5、7号影响7号受5、6号影响121021/lg/lglRlR250=0.109；500=0.029 解经验法经验法250m250m250m250m250m250m1234567250=0.109；500=0.029；S=6m井编号井编号1-qQ/L/smL/s10.1380.8625.1526.63620.2470.7535.1523.26830.2760.7245.1522.37240.2760.7245.1522.

38、37250.2760.7245.1522.37260.2470.7535.1523.26870.1380.8625.1526.638 解经验法经验法井编号井编号Q/Q/L/s126.636223.268322.372422.372522.372623.268726.638166.924若要求结果保持小数点后两位有效数字，则需要在计算过程中保持三位有效数字方可。据结果得出共同工作时的出水量为169.92L/s。无互阻时的出水量为5.1567=216.300L/s。得出出水量减少系数为（216.300-169.924）/216.300=22.83%第第1节节 江河特征与取水构筑物的关系江河特征与取

39、水构筑物的关系 径流特征泥沙运动河床演变 第第2节节 江河取水构筑物位置的选择江河取水构筑物位置的选择 第第3节节 江河固定式取水构筑物江河固定式取水构筑物岸边式河床式斗槽式 第第4节节 江河移动式取水构筑物江河移动式取水构筑物浮船式缆车式 第第5节节 湖库取水构筑物湖库取水构筑物隧洞式分层取水自流管式取水 第第6节节 山溪浅水河流取水构筑物山溪浅水河流取水构筑物 低坝式底栏栅式 第第7节节 海水取水构筑物海水取水构筑物 引水管渠岸边式取水潮汐式取水 第第8节节 取水构筑物的设计取水构筑物的设计 13.2 地表水取水位置的选择地表水取水位置的选择 选择江河取水构筑物位置时，应考虑以下基本要求：

40、选择江河取水构筑物位置时，应考虑以下基本要求：(1)(1)设在水质较好地点设在水质较好地点A:A:在排污河段，应设在排污口的上游在排污河段，应设在排污口的上游100100150m150m以上；以上；B:B:取水构筑物应避开河流中的回流区和死水区，以减少进水取水构筑物应避开河流中的回流区和死水区，以减少进水 中的泥沙和漂中的泥沙和漂浮物浮物C：潮汐河段和河流入海口易受咸水入侵的地方设置取水构：潮汐河段和河流入海口易受咸水入侵的地方设置取水构 筑物应考虑到可能的影响，尽可能避免。筑物应考虑到可能的影响，尽可能避免。D:D:其他可能对水质产生影响的因素，如农田排水的农药污染其他可能对水质产生影响的因

41、素，如农田排水的农药污染 等。等。13.2 地表水取水位置的选择地表水取水位置的选择(2)(2)具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深A A：在弯曲河段上，取水构筑物位置宜设在河流的凹岸，在弯曲河段上，取水构筑物位置宜设在河流的凹岸，B:B:河岸凸岸，岸坡平缓，容易淤积，深槽主流离岸较远，河岸凸岸，岸坡平缓，容易淤积，深槽主流离岸较远，一般不宜设置取水构筑物。一般不宜设置取水构筑物。C:C:在顺直河段上，取水构筑物位置宜设在河床稳定、深槽在顺直河段上，取水构筑物位置宜设在河床稳定、深槽主流近岸处，在取水构筑物处水深一般要求不小于主流近岸处，在取水构

42、筑物处水深一般要求不小于2.5-3.0m2.5-3.0m。D:D:在有边滩、沙洲的河段上取水时，应注意了解边滩、沙洲在有边滩、沙洲的河段上取水时，应注意了解边滩、沙洲形成的原因，移动的趋势和速度，取水构筑物不宜设在可能形成的原因，移动的趋势和速度，取水构筑物不宜设在可能移动的边滩、沙洲的下游附近，以免日后被泥沙堵塞。移动的边滩、沙洲的下游附近，以免日后被泥沙堵塞。E:E:在有支流入口的河段上易在交汇口产生大量的泥沙沉积。在有支流入口的河段上易在交汇口产生大量的泥沙沉积。因此，取水构筑物应离开支流出口处上下游有足够的距离因此，取水构筑物应离开支流出口处上下游有足够的距离 13.2 地表水取水位置

43、的选择地表水取水位置的选择（3 3）取水点应设在具有稳定的河床及岸边，有良好的工）取水点应设在具有稳定的河床及岸边，有良好的工 程地质条件的地段，并有较好的地形及施工条件程地质条件的地段，并有较好的地形及施工条件(4)(4)靠近主要用水地区靠近主要用水地区(5)(5)应注意河流上的人工构筑物或天然障碍物应注意河流上的人工构筑物或天然障碍物(6)(6)避免冰凌的影响避免冰凌的影响(7)(7)应与河流的综合利用相适应，不影响航运和防洪，符合应与河流的综合利用相适应，不影响航运和防洪，符合 整体规划的要求。整体规划的要求。（8 8）供生活饮用水的地表水取水构筑物的位置，应位于城）供生活饮用水的地表水

44、取水构筑物的位置，应位于城 镇和工业企业上游的清洁河段。镇和工业企业上游的清洁河段。13.2 地表水取水位置的选择地表水取水位置的选择 在下列地段不宜设置取水口，如需设置，应取得论证资料：在下列地段不宜设置取水口，如需设置，应取得论证资料：A A：弯曲河段的凸岸，：弯曲河段的凸岸，B B 呈环状弯曲的河段的河内环呈环状弯曲的河段的河内环C C 分岔河道的分岔和汇合段分岔河道的分岔和汇合段D D 河流出峡谷的三角洲附近河流出峡谷的三角洲附近E E 河道出海口区域河道出海口区域F F 游荡性河段游荡性河段G G 易于崩塌和滑动的河段以及其下游附近河段易于崩塌和滑动的河段以及其下游附近河段H H 可

45、能收到漂木，流冰冲击的地点可能收到漂木，流冰冲击的地点I I 汇入水库或湖泊的河流或支段的汇入段汇入水库或湖泊的河流或支段的汇入段进水部分包括井壁进水孔（或透水井壁）和井底反滤层。胶体稳定性分“动力学稳定性”和“聚集稳定”两种。PH低 HocL较多吸引势能：EA1/d6（有些认为是1/d2或1/d3）胶体稳定性：是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。选择江河取水构筑物位置时，应考虑以下基本要求：泥沙淤积：海滨地区，潮汐运动往往使泥砂移动和淤积，在泥质海滩地区，这种现象更为明显。一、非絮凝性颗粒沉淀过程分析（一）山区浅水河流特点动力学稳定性：无规则的布朗运动强，对抗重力影响的能力强。按补

46、给条件与布置方式分类的辐射井侧坝进水逆流式斗槽:适用于含沙量较高的河流。井群互阻计算及分段取水井组 井群互阻计算（三）低坝式取水构筑物（3）取水点应设在具有稳定的河床及岸边，有良好的工6 山区浅水河流取水构筑物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.每个滤间均设有滤池进水和反冲出水两个虹吸管。解此行列式可得各Q或各水位降落值。水温低时，胶体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚；13.3 固定式取水构筑物固定式取水构筑物（一）岸边式取水构筑物（一）岸边式取水构筑物u直接从岸边进水

47、口取水的构筑物称为岸边式取水构筑物，直接从岸边进水口取水的构筑物称为岸边式取水构筑物，它由进水间和泵房两部分组成。它由进水间和泵房两部分组成。u岸边式取水构筑物无需在江河上建坝，适用于当河岸较岸边式取水构筑物无需在江河上建坝，适用于当河岸较陡，主流近岸，岸边水深足够，水质和地质条件都较好，陡，主流近岸，岸边水深足够，水质和地质条件都较好，且水位变幅较稳定的情况，但水下施工工程量较大，且须且水位变幅较稳定的情况，但水下施工工程量较大，且须在枯水期或冰冻期施工完毕。在枯水期或冰冻期施工完毕。u根据进水间与泵房是否合建，岸边式取水构筑物可分为根据进水间与泵房是否合建，岸边式取水构筑物可分为合建式和分

48、建式两种。合建式和分建式两种。1 1合建式岸边取水构筑物合建式岸边取水构筑物阶梯式布置阶梯式布置1-进水间；进水间；2-进水室；进水室；3-吸水室；吸水室；4-进水孔；进水孔；5-格栅；格栅；6-网格；网格；7-泵房；泵房；8-阀门井阀门井87326541最高水位最底水位水平式布置水平式布置44001030032003300最高水位最低水位135.50138.51145.50146卧式泵改为立式泵或轴流泵，且吸水间在泵房下面卧式泵改为立式泵或轴流泵，且吸水间在泵房下面 1-进水间；进水间；2 泵房；泵房；3-立式泵；立式泵；4-立式电动机立式电动机24.7216.1113.4012342 2分

49、建式岸边取水构筑物分建式岸边取水构筑物分建式岸边取水构筑物分建式岸边取水构筑物1-进水间；进水间；2-引桥；引桥；3-泵房泵房1234.670.03-3.30-0.654.50（二）河床式取水构筑物（二）河床式取水构筑物u河床式取水构筑物与岸边式基本相同，但用伸入江河中河床式取水构筑物与岸边式基本相同，但用伸入江河中的进水管（其末端设有取水头部）来代替岸边式进水间的的进水管（其末端设有取水头部）来代替岸边式进水间的进水孔。它主要由泵房、集水间、进水管和取水头部组成。进水孔。它主要由泵房、集水间、进水管和取水头部组成。u床式取水构筑物根据集水井与泵房间的联系，可分为合床式取水构筑物根据集水井与泵

50、房间的联系，可分为合建式与分建式。建式与分建式。u河床式取水构筑物按照进水管形式的不同，可以分为四河床式取水构筑物按照进水管形式的不同，可以分为四种基本形式：自流管取水式、虹吸管取水式、水泵直接取种基本形式：自流管取水式、虹吸管取水式、水泵直接取水式和江心桥墩取水式。水式和江心桥墩取水式。（a a）合建式；（）合建式；（b b）分建式）分建式1 1取水头部；取水头部；2 2进水管；进水管；3 3集水井；集水井；4 4泵房泵房1 1自流管取水式自流管取水式2 2虹吸管取水式虹吸管取水式1-取水头部；取水头部；2-虹吸管；虹吸管；3-集水井；集水井；4-泵房泵房228.70245.00123425