地下水取水構(gòu)筑物透水層課件

第三節(jié)城鎮(zhèn)給水水源工程規(guī)劃第三節(jié)城鎮(zhèn)給水水源工程規(guī)劃城鎮(zhèn)水源工程一般包括：給水水源取水構(gòu)筑物一級泵站輸水管線城鎮(zhèn)水源工程的任務(wù)：

在保證一定可靠度的前提下，取得一定數(shù)量符合水質(zhì)要求的水，以滿足城鎮(zhèn)對水的需求。城鎮(zhèn)水源工程一般包括：給水水源取水構(gòu)筑物一級泵站輸水管線城鎮(zhèn)一、城鎮(zhèn)水源種類城鎮(zhèn)水源——一般指可被利用的淡水資源，即在總淡水資源中逐年可以得到恢復(fù)更新的那部分淡水資源且在一定的技術(shù)經(jīng)濟條件下能夠被人們利用的水源。包括地下水源和地表水源。有時把海水利用、廢水回用作為城市水源的補充。給水水源地表水地下水江河水湖泊水水庫水海水潛水自流水泉水一、城鎮(zhèn)水源種類給水水源地表水地下水江河水湖泊水水庫水海潛自二、城鎮(zhèn)水源特點（1）地表水源1）地面水源水量充沛，水量、水位、水質(zhì)受季節(jié)和降雨影響大。2）渾濁度較高（特別是汛期），水溫受外界氣候影響、變化幅度大。3）易受污染，常使有機物、細(xì)菌含量增加，有時含有色度，滋生藻類。4）一般江河水質(zhì)受上游排水影響，衛(wèi)生防護難以完全付諸實施。5）近沿海河流，受潮汐影響常出現(xiàn)C1-偏高現(xiàn)象，應(yīng)考慮避咸措施。6）湖泊水源水體大，水量充足，水流緩慢，通過自然凈化，常表現(xiàn)為濁度低、堿度低、色度高，滋生藻類的特點。7）水庫水源相應(yīng)水質(zhì)較好，除具有地面水源的一般特點外，有時水中礦化度較低，缺乏Ca2+、Mg2+、Fe2+等離子。8）海水水源多用于設(shè)備冷卻，主要考慮設(shè)備防腐。至于海水淡化工程尚未有大規(guī)模水量使用，有待進一步降低制水成本的研究。二、城鎮(zhèn)水源特點（2）地下水源1）水質(zhì)澄清，水溫穩(wěn)定。2）上部覆蓋土層或不透水層，具有較好的衛(wèi)生防護條件。3）地下水經(jīng)過地下土層、巖土層淋濾富集后，常具有較高的礦化度，常含有鐵、錳、氟、氯化物、硫酸鹽等。4）地下水含水層滲透系數(shù)、滲透壓力有限，徑流量較小，取水量受到限制。5）便于靠近用戶建立水源，便于分期修建取水井。6）便于建立衛(wèi)生防護地帶。7）取用地下水源通常無須澄清處理。當(dāng)水質(zhì)不符合要求時，水處理工藝相應(yīng)比地表水簡單，具有較低的運轉(zhuǎn)費用和制水成本。（2）地下水源地表水源：水量大、更新補給快、濁度高、硬度低、易受污染、受季節(jié)變化影響大。地下水源：濁度低、硬度高、不易受污染、分布面廣、受季節(jié)變化影響小、補給慢、可開采量有限。地表水源：水量大、更新補給快、濁度高、硬度低、易受污染、受季三、城鎮(zhèn)水源規(guī)劃1、水源規(guī)劃依據(jù)規(guī)劃用水量小于水源供水量，水源規(guī)劃取決于用水量；規(guī)劃用水量大于水源供水量，則供水量限制用水量規(guī)劃，需重新修訂總體規(guī)劃的規(guī)?；蛘{(diào)整某些用水量大的企業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。城鎮(zhèn)的用水量是水源規(guī)劃的重要依據(jù)，水源規(guī)劃不僅是給水工程規(guī)劃的要點，也是總體發(fā)展和布局規(guī)劃的要點。三、城鎮(zhèn)水源規(guī)劃2、城鎮(zhèn)水源的選擇（1）良好的水質(zhì)；（2）充足的水量；（3）衛(wèi)生防護條件好；（4）具有良好的取水構(gòu)筑物施工條件；（5）注意協(xié)調(diào)好與周圍城鎮(zhèn)和地區(qū)的用水量平衡；（6）考慮國民經(jīng)濟其它部門的用水；（7）整體布局合理，多點供水；（8）技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理。2、城鎮(zhèn)水源的選擇四、水源污染的形式及防止水源水質(zhì)污染的措施1、水源污染的形式（1）自然污染，因地質(zhì)的溶解作用，降水對大氣的淋洗、對地面的沖刷，挾帶各種污染物流入水體而形成；

（2）人為污染，即工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)藥化肥等對水體的污染。四、水源污染的形式及防止水源水質(zhì)污染的措施2、防止水源水質(zhì)污染的措施①合理規(guī)劃城鎮(zhèn)居住區(qū)和工業(yè)區(qū)，應(yīng)盡量將容易造成污染的工廠布置在城鎮(zhèn)及水源地的下游；②加強水源水質(zhì)監(jiān)督管理，制定污水排放標(biāo)準(zhǔn)并切實貫徹實施；③勘察新水源時，應(yīng)從防止污染角度，提出衛(wèi)生防護條件與防護措施；④注意地下水開采引起的咸水入侵、與水質(zhì)不良含水層發(fā)生水力聯(lián)系等問題；⑤進行水體污染調(diào)查研究，建立水體污染監(jiān)測網(wǎng)。2、防止水源水質(zhì)污染的措施五、城鎮(zhèn)給水水源衛(wèi)生防護（一）地表水源衛(wèi)生防護1、取水點及其附近的衛(wèi)生防護2、取水點的衛(wèi)生防護范圍3、水廠生產(chǎn)區(qū)的衛(wèi)生防護（二）地下水源衛(wèi)生防護1、取水點及其附近的衛(wèi)生防護2、取水點的衛(wèi)生防護范圍3、水廠生產(chǎn)區(qū)的衛(wèi)生防護五、城鎮(zhèn)給水水源衛(wèi)生防護思考題：你認(rèn)為建立了水源衛(wèi)生防護地帶并采取規(guī)定的相應(yīng)措施，能否確保給水水源不受污染？為什么？思考題：六、取水構(gòu)筑物（一）地表水取水構(gòu)筑物1、分類

按水源種類可分為河流、湖泊、水庫及海水取水構(gòu)筑物；

按取水構(gòu)筑物的構(gòu)造形式可分為：

固定式(岸邊式、河床式、斗槽式)

活動式(浮船式、纜車式)

在山區(qū)河流上：低壩式低欄柵式六、取水構(gòu)筑物2、江河取水構(gòu)筑物江河取水構(gòu)筑物位置的選擇意義：江河取水構(gòu)筑物位置的選擇是否恰當(dāng)，直接影響取水的水質(zhì)和水量、取水的安全可靠性、投資、施工、運行管理以及河流的綜合利用。要求：深入現(xiàn)場調(diào)查研究，根據(jù)取水河段的水文、地形、地質(zhì)、衛(wèi)生等條件，全面分析，綜合考慮，提出幾個可能的取水位置方案，進行技術(shù)經(jīng)濟比較，從中選擇最優(yōu)的方案。2、江河取水構(gòu)筑物原則：①保證系統(tǒng)供水均勻；②設(shè)在水質(zhì)較好地點；③具有穩(wěn)定河床和河岸，靠近主流，有足夠的水深；④具有良好的地質(zhì)、地形及施工條件；⑤靠近主要用水地區(qū)；⑥注意人工構(gòu)筑物或天然障礙物；⑦避免冰凌的影響；⑧應(yīng)與河流的綜合利用相適應(yīng)。原則：（1）江河固定式取水構(gòu)筑物1）岸邊式取水構(gòu)筑物——直接從江河岸邊取水的構(gòu)筑物。組成：進水間和泵房適用：大、中、小型取水量，岸邊較陡，主流近岸，岸邊有足夠水深，水質(zhì)和地質(zhì)條件較好，水位變幅不大的情況。但水下施工工程量較大，且須在枯水期或冰凍期施工完畢。類型：按照進水間與泵房的合建與分建，分為

合建式和分建式。（1）江河固定式取水構(gòu)筑物合建式岸邊取水構(gòu)筑物（地基條件較好）1-進水間；2-進水室；3-吸水室；4-進水孔；5-格柵；6-網(wǎng)格；7-泵房；8-閥門井合建式岸邊取水構(gòu)筑物（地基條件較好）1-進水間；2-進水室；2023/8/9

合建式岸邊取水構(gòu)筑物（地基條件較差）2023/7/27合建式岸邊取水構(gòu)筑物（地基條件較差）2023/8/9

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合建式岸邊取水構(gòu)筑物1-進水間；2–泵房；3-立式泵；4-立式電動機2023/7/272023/7/2719合建式岸邊取合建式岸邊取水構(gòu)筑物優(yōu)點：布置緊湊，占地面積小，水泵吸水管路短，運行管理方便，應(yīng)用較廣泛，適用于岸邊地質(zhì)條件較好時。缺點：土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工較困難。合建式岸邊取水構(gòu)筑物2023/8/9

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分建式岸邊取水構(gòu)筑物1-進水間；2-引橋；3-泵房適用：岸邊地質(zhì)條件差不宜合建或分建對結(jié)構(gòu)和施工有利；優(yōu)點：土建結(jié)構(gòu)簡單，施工較容易；缺點：操作管理不便，吸水管路較長，增加了水頭損失，運行安全性不如合建式。2023/7/272023/7/2721分建式岸邊取水構(gòu)造：①進水間及進水間附屬設(shè)備a進水室b吸水室

②泵房

河水格柵進水孔進水室格網(wǎng)吸水室攔粗大漂浮物及魚類攔細(xì)小漂浮物一般為矩形，河流水位變幅大于6m時設(shè)兩層進水孔。構(gòu)造：河水格柵進水孔進水室格網(wǎng)吸水室攔粗大漂浮物及魚類攔細(xì)小2）河床式取水構(gòu)筑物——利用伸入江河中心的進水管（代替岸邊式進水間的進水孔）和固定在河床上的取水頭部取水的構(gòu)筑物。組成：取水頭部、進水管、集水間和泵房等適用：河床穩(wěn)定，河岸較平坦，枯水期主流遠(yuǎn)離岸邊，岸邊水深不夠或水質(zhì)不好，而河中心具有足夠的水深或水質(zhì)較好。類型：按進水管形式的不同，分為自流管取水；虹吸管取水；水泵直接吸水；橋墩式取水2）河床式取水構(gòu)筑物——利用伸入江河中心的進水管（代替岸邊式2023/8/9

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1-取水頭部；2-自流管；3-集水間；4-泵房；5-進水孔；6-閥門井自流管取水構(gòu)筑物（集水間與泵房合建）2023/7/27241-取水頭部；2-自流管；3-集水2023/8/9

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自流管取水構(gòu)筑物（集水間與泵房分建）1-取水頭部；2-自流管；3-集水間；4-泵房2023/7/2725自流管取水構(gòu)筑物（集水間與泵房分建2023/8/9

虹吸管取水構(gòu)筑物1-取水頭部；2-虹吸管；3-集水井；4-泵房2023/7/27虹吸管取水構(gòu)筑物1-取水頭部；2-虹吸管2023/8/9

直接吸水式取水構(gòu)筑物1-取水頭部；2-水泵吸水管；3-泵房2023/7/27直接吸水式取水構(gòu)筑物1-取水頭部；2-水江心橋墩式取水構(gòu)筑物只適用于江河斷面寬、含沙量高、取水量大、岸邊平緩、岸邊無條件建泵房的情況。江心橋墩式取水構(gòu)筑物只適用于江河斷面寬、含沙量高、取水量大、構(gòu)造：①集水間②取水頭部的形式和構(gòu)造形式有喇叭管、蘑菇形、魚形罩、箱式、橋墩式等③進水管構(gòu)造：（2）江河移動式取水構(gòu)筑物適用：水源水位變幅大，供水要求急和取水量不大時。1）浮船式取水構(gòu)筑物

水泵安裝在浮船上，浮船隨水位一起漲落。2）纜車式取水構(gòu)筑物

水泵安裝在纜車上，纜車能沿岸坡上的軌道上下移動以適應(yīng)水位的變化。（2）江河移動式取水構(gòu)筑物3、湖泊和水庫取水構(gòu)筑物（1）取水構(gòu)筑物位置的選擇①不要選擇在湖岸蘆葦叢生處附近；②不要選擇在夏季主風(fēng)向的向風(fēng)面的凹岸處；③應(yīng)選在靠近大壩附近或遠(yuǎn)離支流的匯入口；④應(yīng)建在穩(wěn)定的湖岸或庫岸處。3、湖泊和水庫取水構(gòu)筑物（2）類型：隧洞式取水和引水明渠取水

分層取水的取水構(gòu)筑物

自流管式取水構(gòu)筑物32

分層取水的取水構(gòu)筑物——壩內(nèi)合建式取水塔自流管式取水構(gòu)筑物（2）類型：隧洞式取水和引水明渠取水32分層取水的取水構(gòu)筑（二）地下水取水構(gòu)筑物透水層：卵石層,砂層和石灰?guī)r層等組織松散,具有眾多相互連通的孔隙,透水性能較好,水能在其中流動的巖層叫透水層，也稱含水層。

不透水層：粘土和花崗巖等結(jié)構(gòu)緊密,透水性極差甚至不透水的巖層叫不透水層,也稱隔水層.（二）地下水取水構(gòu)筑物1、地下水的分類

潛水：埋藏在地面下第一個隔水層上的地下水；

層間水：兩個不透水層間的地下水；

無壓地下水：具有自由水面的層間水；

承壓地下水：承受有壓力的層間水；

泉水：在自身壓力作用下從某一出口涌出的地下水。1、地下水的分類2、地下水取水構(gòu)筑物的分類由于地下水類型、埋藏深度、含水層性質(zhì)等各不相同，開采和取集地下水的方法和取水構(gòu)筑物型式也各不相同。

管井、大口井、輻射井、復(fù)合井、滲渠、泉室等其中，以管井和大口井最為常見。正確選擇取水構(gòu)筑物的型式，對于確保取水量、水質(zhì)和降低工程造價影響很大。2、地下水取水構(gòu)筑物的分類3、地下水取水構(gòu)筑物的構(gòu)造（1）管井——井管從地面打到含水層,抽取地下水的井。適用:含水層厚度大于4m，其底板埋藏深度大于8m。井深一般為20~1000m，一般用來開采埋深較大的地下水。按其過濾器是否貫穿整個含水層，可分為完整井和非完整井：3、地下水取水構(gòu)筑物的構(gòu)造常見的管井構(gòu)造（a）：井室：用以安裝各種設(shè)備，采光、采暖、通風(fēng)，防水；井壁管：加固井壁，隔離水質(zhì)不良或水頭較低的含水層；過濾器：集水，保持填礫與含水層的穩(wěn)定，防止漏砂及堵塞；沉淀管：沉淀進入管井的砂粒當(dāng)含有幾個含水層，且各層水頭相差不大時，可采用（b)所示的多層過濾器管井。常見的管井構(gòu)造（a）：井室：用以安裝各種設(shè)備（水泵、控制柜等），保持井口免受污染和進行維護管理的場所。（1）為保證井室內(nèi)設(shè)備正常運行，井室應(yīng)有一定的采光、采暖、通風(fēng)，防水；（2）為防止井室積水流入井內(nèi)，井口應(yīng)高出地面0.3~0.5m；（3）為防止地層被污染，井口一般用粘土或水泥等不透水材料封閉，封閉厚度一般不小于3m。井室：用以安裝各種設(shè)備（水泵、控制柜等），保持井口免受污染和抽水設(shè)備根據(jù)井的出水量、靜水位、動水位和井的構(gòu)造（井深、井徑）等因素確定，常用的抽水設(shè)備有深井泵、深井潛水泵和臥式水泵等。（1）深井泵房——由泵體、裝有傳動軸的揚水管、泵座和電動機組成，泵體和揚水管安裝在管井內(nèi),泵座和電動機安裝在井室內(nèi)，因此井室也就是深井泵房?？山ǔ傻孛媸?、地下或半地下式。

地面式——便于維護管理,防水,防潮,通風(fēng),采光條件好；

地下式——便于總體規(guī)劃,噪聲小,防凍條件好。抽水設(shè)備根據(jù)井的出水量、靜水位、動水位和井的構(gòu)造（井深、井徑（2）深井潛水泵房——由潛水電動機（包括電纜），水泵和揚水管組成，水泵和電動機安裝在管井內(nèi),控制設(shè)備安裝在井室內(nèi)。電源通過附在揚水管上的防水電纜輸送給電動機，井室實際上就成了一個閥門井。如果閥門未采用電動裝置，井室無需考慮通風(fēng)設(shè)施。由于潛水泵具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、重量輕、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)和無噪聲等優(yōu)點，在小水量管井中，常采用潛水泵。（3）臥式泵房——采用臥式水泵的管井，其井室可以與泵房分建或合建，前一種情況的井室形式類似于閥門井，后一種情況水泵和電動機安裝在井室內(nèi)，井室即為一般的臥式泵站，其構(gòu)造按一般泵站要求設(shè)計。（2）深井潛水泵房——由潛水電動機（包括電纜），水泵和揚水管思考：什么是井的靜水位，動水位？思考：什么是井的靜水位，動水位？機井水位即機井的水面標(biāo)高。水位有靜水位、動水位之分。靜水位——開機抽水前的水面標(biāo)高稱靜水位。動水位——開機抽水時，機井水面隨抽水時間下降，這個變化的水面標(biāo)高稱動水位。在水泵出水量相對穩(wěn)定、水面降到某一深度便穩(wěn)定下來不再下降時的水面標(biāo)高稱穩(wěn)定動水位。通常說的動水位是指穩(wěn)定動水位。水位降深——從靜水位到動水位的垂直高度即抽水過程中水位下降的深度叫水位降深或抽水降深。機井水位即機井的水面標(biāo)高。水位有靜水位、動水位之分。井壁管：目的為加固井壁，隔離水質(zhì)不良或水頭較低的含水層。應(yīng)有足夠的強度,內(nèi)壁平整光滑,軸線不彎曲,便于設(shè)備安裝和管井清洗。可采用鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土管、塑料管，金屬管強度高，耐久性差，易結(jié)垢，腐蝕，非金屬管耐久性好，強度低，重量大，根據(jù)水質(zhì)、井深選擇。鋼管可用于任意井深的管井，隨著井深的增加應(yīng)相應(yīng)增大壁厚；鑄鐵管適用于井深小于250m的管井，均可用管箍、絲扣或法蘭連接；鋼筋混凝土管適用于井深小于150m的管井，常用管頂預(yù)埋鋼板圈焊接連接。當(dāng)采用深井泵或潛水泵時，井壁管內(nèi)徑應(yīng)比水泵設(shè)備的外徑大100mm。分段鉆進法與不分段鉆進法的井壁管構(gòu)造有所不同，不分段（井深小，土層條件較好）一次鉆進的上下同粗，分段鉆進（井深大，土層條件差）的上粗下細(xì).井壁管：目的為加固井壁，隔離水質(zhì)不良或水頭較低的含水層。應(yīng)有過濾器：安裝于含水層中，用以集水，保持填礫與含水層的穩(wěn)定，防止漏砂及堵塞。是管井最重要的組成部分，它的構(gòu)造、材質(zhì)、施工安裝質(zhì)量對管井的單位出水量、含砂量和工作年限有很大影響，所以過濾器構(gòu)造形式和材質(zhì)的選擇很重要?；疽螅壕哂凶銐虻膹姸群涂刮g性；具有良好的透水性且能保持人工填礫和含水層的滲透穩(wěn)定性。（1）鋼筋骨架過濾器:由短管，豎向鋼筋，支撐環(huán)構(gòu)成；適用于裂隙巖，砂巖或礫石含水層，或用作纏絲過濾器，包網(wǎng)過濾器的骨架。（2）圓孔或條孔過濾器:在管壁上鉆圓孔或條孔加工而成；適用于礫石，卵石，砂巖或裂隙含水層，亦可用作纏絲過濾器，包網(wǎng)過濾器的骨架。（3）纏絲過濾器:在鋼筋骨架過濾器,圓孔或條孔過濾器外纏繞2～3mm的鍍鋅鐵絲構(gòu)成；適用于粗砂,礫石和卵石含水層。（4）包網(wǎng)過濾器:在鋼筋骨架過濾器,圓孔或條孔過濾器外纏繞0.2～1.0mm的濾網(wǎng)構(gòu)成;適用于粗砂,礫石和卵石含水層。

（5）填礫過濾器:在各類過濾器的外圍填符合一定級配的礫石構(gòu)成。過濾器：安裝于含水層中，用以集水，保持填礫與含水層的穩(wěn)定，防沉淀管：接在過濾器的下面，用以沉淀進入管井的細(xì)小砂粒和自地下水中沂出的沉淀物，其長度根據(jù)井深和含水層出砂可能性而定，一般為2~10m（井深小于20m，取2m；井深大于90m，取10m）。沉淀管：接在過濾器的下面，用以沉淀進入管井的細(xì)小砂粒和自地下（2）大口井直徑一般為5~8m，深度在15m以內(nèi)，適用于取埋深小于12m，厚度5~20m的淺層地下水。完整式（適用于顆粒粗,厚度薄(5~8m),埋深淺的含水層）非完整式（含水層厚度較大(>10m)時）（2）大口井完整式非完整式（含水層厚度較大(>10m)時）

大口井的構(gòu)造1—井筒；2—吸水管；3—井壁秀水孔；4—井底反濾層；5—刃腳；6—通風(fēng)管；7—排水坡；8—粘土層

井筒：用以加固圍護井壁，支撐井外土層，形成大口井的腔室，同時也起到隔離不良含水層的作用。通常用鋼筋混凝土澆注或用磚,塊石砌筑而成井口：大口井露出地表的部分，