管井设计涌水量计算

中国煤炭科工集团南京设计研究院

管井设计及出水量计算

稳定流完整井

吴成泽

2012-12-1

主要针对潜水及承压水稳定流完整井的理论及经验公式展开论述，并介绍了井群在不同地质条件下的布置及计算遵循的原则，最后介绍了洗井及单井出水量校核。最后利用4个Excel文件概括理论及经验公式，可代入抽水试验值分别计算管井单井出水量。

水文地质参数索引

a ：含水层厚度，单位米（m）；

D g ：过滤管外径（m）；

h ：井中的水深，单位米（m）；

H ：无压含水层厚度或承压含水层的水头高度或厚度，单位米（m）；K ：渗透系数，表示含水层的渗透性质，在达西公式中，水力坡度i=1时的渗透速度（表示地下水的运动状态、粘滞系数、含水

层颗粒大小、形状、排列）；单位米/天（m/d）；

L ：过滤管有效进水长度（m），宜按过滤管长度的85%计算；

N ：过滤管进水面层有效孔隙数，宜按过滤管面层孔隙率的50%计算；

q n ：单位出水量（m3/（d.m））；

Q g ：过滤管的进水能力（m3/s）；

Q ：管井出水量，单位m3/d；

Q1、Q2：抽水井稳定流出水量，单位m3/d；

Q n ：单井实测最大出水量，单位m3/d；

r1、r2：抽水井至观测孔距离，单位米（m）；

r ：管井或抽水井的半径，单位米（m）；

R ：影响半径，裘布衣公式中以抽水井为轴心的圆柱状含水层的半径（不以井的出水量、水位下降值的大小改变），表示井的补给能力；单位米（m）；

S1、S2：观测孔内水位降深，单位米（m）；

S1‘、S2’‘：观测孔内水位降深，单位米（m）；

S ：水位降深，单位米（m）；

S n：相应Q n时的最大水位降深，单位米（m）；

T ：导水系数，T=KM，单位m2/d；

V g：允许过滤管进水流速，单位m/s，不得大于0.03m/s；

V j：允许井壁进水流速，单位m/s；

目录

1 施工图设计前应掌握的资料 (4)

2水文地质参数的计算 (4)

2.1 影响半径的计算 (4)

2.1.1潜水及承压水利用抽水试验算出的影响半径 (4)

2.1.2资料不足时可采用经验公式 (5)

2.1.3 当无资料时根据经验值估算 (5)

2.2渗透系数的计算 (7)

2.2.1利用稳定流抽水试验资料计算渗透系数 (7)

2.2.2当无抽水试验资料时可根据下表估测 (7)

3 管井的出水量计算 (8)

3.1理论公式 (8)

3.1.1适用于完整井潜水含水层 (8)

3.1.1适用于完整井承压水含水层 (8)

3.2经验公式 (9)

4 井群布置及出水量计算 (10)

5 洗井及出水量设计复核 (11)

5.1 洗井 (11)

5.2出水量设计及复核 (11)

参考文献 (12)

附件1 潜水稳定流理论公式计算出水量 (12)

附件2 潜水稳定流经验公式计算出水量 (12)

附件3 承压水稳定流理论公式计算出水量 (12)

附件4 承压水稳定流经验公式计算出水量 (12)

管井设计及出水量计算

管井是一种地下水供水水源的取水构筑物，管井有井室、井壁管、过滤器、沉淀管等组成。

管井适用于含水层厚度大于4m，底板埋藏深度大于8m的地层。管井一般可开采潜水、承压水、裂隙水及岩溶水。一般出水量在500～600m3/d，最大可达2～3万m3/d，最小100 m3/d。管井井径一般在50～1000mm，常用200～600mm，井深一般8～1000m，常用在300m以内。本次主要讨论的是无压及承压含水层的稳定流完整井。

管井应布置在水质好不易受污染的富水地段，施工、运行和维护方便，尽量靠近主要用水地区且避开地震区、地质灾害区和矿产采空区。

正确选用地下水取水构筑物对提高出水量、改善水质及降低工程造价影响很大。当设计时应有确切的水文地质资料，取水量必须小于允许开采量，严禁盲目开采，开采后且不引起水位持续下降、水质恶化及地面沉降。

1 施工图设计前应掌握的资料

当水源方案选用设计时，可利用计算的或相似地区的水文地质参数对管井单井理论出水量进行计算。

施工图设计前应进行水文地质勘察，包括水量和水质，施工图应达到B级精度，设计前应校核水文地质条件及参数的准确性，在施工图设计时水文地质参数应采用野外实验和地下水动态观测所取得的数据确定。

2水文地质参数的计算

2.1 影响半径的计算

2.1.1潜水及承压水利用抽水试验算出的影响半径

（1）当有一个观测孔时，潜水影响半径采用：

承压水影响半径采用：

（2）当有2个观测孔时，潜水影响半径采用：

承压水影响半径采用公式：

2.1.2资料不足时可采用经验公式

1）潜水库萨金公式:

2）承压水集哈尔特公式:

2.1.3 当无资料时根据经验值估算

1）根据颗粒直径确定影响半径

岩性

地层颗粒

R（m）粒径（mm）占重量（%）

粉砂0.05～0.1 70以下25～50 细砂0.1～0.25 >70 50～100 中砂0.25～0.5 >50 100～300 粗砂0.5～1.0 >50 300～400

2）根据单位出水量和单位水位下降值确定影响半径；

表2.3 单位水位下降估算影响半径R

单位水位下降量=S w/Q S w(m) Q(L/(s.m))