水资源利用与保护复习

水资源利用与保护复习资料整理

取水工程

1.管井：由井壁和含水层中进水部分均为管状结构而得名（一般只用钻井开凿井口，用井管保护井壁的垂直地面的直井）；

管井分类：完整井和非完整井（按过滤器是否贯穿整个含水层）；

管井使用条件：a.含水层埋藏比较深，大约15m;b.含水层厚度比较大（5m以上）；c.多个含水层。

2.过滤器的作用：a.支撑保护井壁；b.集水；c.允许细颗粒进入井内。

过滤器分类及适用条件：a.钢筋骨架过滤器，一般仅用于不稳定的裂隙岩、砂岩或砾岩含水层；b.圆孔、条孔过滤器，可用于砾石、卵石、砂岩、砾岩和裂隙含水层，而较多地用作其他过滤器的支撑骨架；c. 缠丝过滤器，适用于粗砂、砾石和卵石含水层；d.包网过滤器，适用于粗砂、砾石和卵石等含水层。过滤器基本要求：应有足够的强度和抗蚀性；具有良好的透水性且能保持人工填砾和含水层的渗透稳定性。

3.管井施工过程：钻凿井孔、井管安装、填砾石、管外封闭、洗井等。

4.洗井目的：消除井孔及周围含水层中的泥浆和井壁上的泥浆壁，同时还要冲洗出含水层中部分细小颗粒，使井周围含水层形成天然反滤层。

洗井方法：活塞洗井、压缩空气洗井、联合洗井等。

洗井标准：当洗井达到破坏泥浆壁、出水变清、井水含砂在1/50000-1/20000以下时（1/50000适用于粗砂地层，1/20000以下适用于中、细砂地层），就可以结束洗井工作。

5.管井验收时，施工单位应提交的资料：a.管井施工说明书；b.管井使用说明书；

c.钻进中的岩样。

6.管井出水量减少的原因：

管井原因：a.过滤器进水孔尺寸选择不当、缠丝或滤网腐蚀破裂、井管接头不严或错位、井壁断裂等原因，使沙粒、砾石大量涌入井内，造成堵塞；b.过滤器表面及周围填砾、含水层被细小泥砂堵塞；c.过滤器及周围填砾、含水层被腐蚀胶结物和地下水中析出的盐类沉淀物填塞；d.因细菌繁殖造成阻塞。

水源原因：a.地下水位区域性下降，使管井出水量减少；b.含水层中地下水的流失。

恢复或增加管井出水量措施：

管井原因：a.应更换过滤器、或修补封闭漏沙部位；b.用安装在钻杆上的钢丝刷，在过滤器内山下拉动，清除过滤器表面上的泥砂,活塞洗井，压缩空气洗井；

c.氯化法、酸洗法。

水源原因：a.真空井法；b.爆破法；c.酸处理法

7.管井水力计算（经验公式法）：

详见P151—154

计算方法：图解法、解析法、最小二乘法

8.管井的设计步骤：

a.设计资料的搜集和现场勘查；

b.根据含水层埋藏条件、厚度、岩性、水利状况及材料设备、施工条件、初步确定管井的形式和构造；

c.按照有关理论公式或经验公式确定单井的出水量和对应的水位降落值，并在此基础上结合技术要求、材料设备和施工条件，确定取水设备型式和容量；

d.根据上述计算结果进行管井构造设计，包括井室、井壁管、过滤器、沉淀管、填砾等的构造尺寸、性质、规格；

e.管井应有备井，其数量按生产井数10%-20%不使用时，仍能满足设计水量为准，但至少有一口备用井；

f.抽水设备的选择与水源防护。

9.井群系统的分类及适用条件：

a.自流井井群，当承压含水层的静水位高出地表时，可以用管道将水直接汇集至清水池、加压泵站或直接送入给水管网;

b.虹吸管井群，水资源较为丰富，水位降深较小，虹吸管长度小于600m;

c.卧式泵取水的井群，地下水位较高，井的最低动水位距地面不深时（6-8m）;

d.深井泵取水的井群，井的动水位低于地面10—12m时，一般不能用虹吸管或卧式泵取水；

e.空压机取水的井群，水位埋深大，降深大，井径小。

10.井群的互阻影响的计算：P161—166

11.大口井：垂直建造，井径较大的井。

大口井的构造：井口、井筒及进水部分（井壁进水孔或透水井壁和井底反虑

层）组成。

反滤层作用及铺法：设置反滤层后渗透水流出时就带不走堤坝体或地基中的土壤，从而可防止管涌和流土的发生。

除大颗粒岩层及裂隙含水层外，一般含水层中都应铺设反滤层。反滤层一般为3—4层，成锅底状，滤料自下而上逐渐变粗，每层厚度为200—300mm。

含水层为细、粉砂石，层数和厚度应适当增加。由于刀刃处渗透压力较大，易涌砂，靠刃脚处滤层厚度应加厚20%-30%。

12.渗渠：即水平铺设在含水层的集水管（渠）。

渗渠位置的选择：a.渗渠应选择在河床冲击层较厚，颗粒较粗的河段，并应避开不透水的夹层；b.渗渠应选择在河流水利条件良好地河段，避免设在有雍水的河段和弯曲河的凸岸，以防泥砂沉积，影响河床的渗透能力，但也要避开冲刷强烈的河岸，否则可能增加护岸工程费用；c.渗渠应设在河床稳定的河岸。

渗渠的布置方式：a.平行于河流布置；b.垂直于河流布置；c.平行和垂直组合布置。

渗渠的构造：水平集水管、集水井、检查井、泵站等。

13.渗渠出水量衰减及其防止措施：

渗渠本身原因：渗渠反滤层和周围含水层受地表水中泥砂杂质淤塞的效果。

措施：a.选择合适河段，合理布置渗渠；b.控制取水量，降低水流渗透速度；

c.保证反滤层的施工质量等。

水源原因：渗渠所在地段河流水文和水文地质状况发生变化。

措施：在设计时全面掌握有关水文和水文地质资料，对开发地区水资源状况

有正确的评价，对河床变迁趋势有足够估计。

14.地表水取水构筑物构造形式：

固定式：岸边式、河床式、斗槽式；

活动式：浮船式、缆车式

15.底沙：在水流的作用下，沿河底滚动、滑动或跳跃前进的泥沙，称推移质即

底沙。

悬沙：悬浮于水中，随水流前进的泥沙，称为悬移质即悬沙。

含沙量：单位体积河水内挟带泥沙的重量，称为含沙量，以kg/m^3表示。

16.河床演变:任何一条江河，其河床形态都在不断地发生变化，只是有的河段变

形显著，有的河段变形缓慢，或者暂时趋于相对稳定状态。这种河床形态的变化，称为河床演变。（水流输沙的不平衡是河床演变的根本原因）

河床变形可分为单向变形和往复变形，亦可分为纵向变形和横向变形。

纵向变形是河床沿纵深方向的变化，表现为河床纵剖面和横剖面上的冲淤变化。是由于水流纵向输沙不平衡所引起的。

横向变形是河床在与流向垂直的两侧方向上的变化，表现为河岸的冲刷或淤积，使河床平面位置发生摆动。是由横向输沙不平衡引起的。

造成横向输沙不平衡的主要是由于环流，其中最常见的是弯曲河段的横向环流。此外，水流桡过河道中的各种浅滩或障碍物，也能形成环流。河湾产生的环流与河湾水流条件有关。当水流进入弯道后，即作旋转运动，顾水流质点除受重力G作用外，同时还有离心力F作用。G与F两力的合力R与水面垂直，故水面发生倾斜，产生横比降（F/G）。P189—190

由于水面存在横比降，作用于单宽水体两侧的水压经平衡后，尚有附加压力