管井設(shè)計(jì)涌水量計(jì)算

1、管井設(shè)計(jì)涌水量計(jì)算Admi nistrator2012-12-1主要針對(duì)潛水及承壓水穩(wěn)定流完整井的理論及經(jīng)驗(yàn)公式展開論述，并介紹了井群在不同地質(zhì)條件下的布置及計(jì)算遵循的原 則，最后介紹了洗井及單井出水量校核。最后利用4個(gè)Excel文件概括理論及經(jīng)驗(yàn)公式，可代入抽水試驗(yàn)值分別計(jì)算管井單井 出水量。管井設(shè)計(jì)及出水量計(jì)算 - 綜合所水道室水文地質(zhì)參數(shù)索引a ：含水層厚度，單位米（ m）；Dg ：過濾管外徑（ m）；h ：井中的水深，單位米（ m）；H ：無壓含水層厚度或承壓含水層的水頭高度或厚度， 單位米 （m）；K ：滲透系數(shù)，表示含水層的滲透性質(zhì)，在達(dá)西公式中，水力坡度 i=1 時(shí)的滲透速度（表

2、示地下水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、粘滯系數(shù)、含水 層顆粒大小、形狀、排列） ；單位米 / 天（ m/d）；L :過濾管有效進(jìn)水長(zhǎng)度（m ,宜按過濾管長(zhǎng)度的85%計(jì)算；N ：過濾管進(jìn)水面層有效孔隙數(shù)，宜按過濾管面層孔隙率的50%計(jì)算；qn :單位出水量（ m3/ （d.m ）；Qg :過濾管的進(jìn)水能力（ m3/s ）；Q :管井出水量，單位 m3/d；Q、Q:抽水井穩(wěn)定流出水量，單位 m/d ;Qn :單井實(shí)測(cè)最大出水量，單位 m3/d ；r 1、 r 2:抽水井至觀測(cè)孔距離，單位米（ m）；r :管井或抽水井的半徑，單位米（ m）；R :影響半徑， 裘布衣公式中以抽水井為軸心的圓柱狀含水層的半 徑（不以井的

3、出水量、 水位下降值的大小改變） ，表示井的補(bǔ)給 能力；單位米（ m）；s、S2：觀測(cè)孔內(nèi)水位降深，單位米（m ；S1 、 S2 :觀測(cè)孔內(nèi)水位降深，單位米（ m）；S :水位降深，單位米（ m）；Sn:相應(yīng)Q時(shí)的最大水位降深，單位米（m ；T:導(dǎo)水系數(shù)，T=KM單位m/d ；Vg:允許過濾管進(jìn)水流速，單位 m/s，不得大于0.03m/s ；Vj:允許井壁進(jìn)水流速，單位 m/s；目 錄1施工圖設(shè)計(jì)前應(yīng)掌握的資料 52水文地質(zhì)參數(shù)的計(jì)算 52.1影響半徑的計(jì)算 5潛水及承壓水利用抽水試驗(yàn)算出的影響半徑 5資料不足時(shí)可采用經(jīng)驗(yàn)公式 6當(dāng)無資料時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值估算 62.2滲透系數(shù)的計(jì)算 8利用穩(wěn)定流抽

4、水試驗(yàn)資料計(jì)算滲透系數(shù) 8當(dāng)無抽水試驗(yàn)資料時(shí)可根據(jù)下表估測(cè) 83管井的出水量計(jì)算 93.1理論公式 9適用于完整井潛水含水層 9適用于完整井承壓水含水層 93.2經(jīng)驗(yàn)公式 104井群布置及出水量計(jì)算 125洗井及出水量設(shè)計(jì)復(fù)核 125.1 洗井 125.2出水量設(shè)計(jì)及復(fù)核 13參考文獻(xiàn) 13附件1潛水穩(wěn)定流理論公式計(jì)算出水量 13附件2潛水穩(wěn)定流經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出水量 13附件3承壓水穩(wěn)定流理論公式計(jì)算出水量 13附件4承壓水穩(wěn)定流經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出水量 13管井設(shè)計(jì)及出水量計(jì)算 - 綜合所水道室管井設(shè)計(jì)及出水量計(jì)算管井是一種地下水供水水源的取水構(gòu)筑物，管井有井室、井壁管、過濾器、 沉淀管等組成。管井

5、適用于含水層厚度大于4m底板埋藏深度大于8m的地層。管井一般可 開采潛水、承壓水、裂隙水及巖溶水。一般出水量在500600m/d ,最大可達(dá)2 3萬m/d，最小100 m3/d。管井井徑一般在 501000mm常用200600mm井 深一般81000m常用在300m以內(nèi)。本次主要討論的是無壓及承壓含水層的穩(wěn) 定流完整井。管井應(yīng)布置在水質(zhì)好不易受污染的富水地段，施工、運(yùn)行和維護(hù)方便，盡 量靠近主要用水地區(qū)且避開地震區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害區(qū)和礦產(chǎn)采空區(qū)。正確選用地下水取水構(gòu)筑物對(duì)提高出水量、改善水質(zhì)及降低工程造價(jià)影響 很大。當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有確切的水文地質(zhì)資料，取水量必須小于允許開采量，嚴(yán)禁 盲目開采，開采后且不

6、引起水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化及地面沉降。1 施工圖設(shè)計(jì)前應(yīng)掌握的資料當(dāng)水源方案選用設(shè)計(jì)時(shí)，可利用計(jì)算的或相似地區(qū)的水文地質(zhì)參數(shù)對(duì)管井 單井理論出水量進(jìn)行計(jì)算。施工圖設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行水文地質(zhì)勘察，包括水量和水質(zhì)，施工圖應(yīng)達(dá)到 B 級(jí) 精度，設(shè)計(jì)前應(yīng)校核水文地質(zhì)條件及參數(shù)的準(zhǔn)確性，在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)水文地質(zhì) 參數(shù)應(yīng)采用野外實(shí)驗(yàn)和地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)所取得的數(shù)據(jù)確定。2 水文地質(zhì)參數(shù)的計(jì)算2.1 影響半徑的計(jì)算2.1.1 潛水及承壓水利用抽水試驗(yàn)算出的影響半徑1）當(dāng)有一個(gè)觀測(cè)孔時(shí)，潛水影響半徑采用：lg1.366K(H4h3 (H-h) Sllg rQi+ lg承壓水影響半徑采用:rl SIlg rS- 1(SI

7、- SZ)(2H -SI - SZ)承壓水影響半徑采用公式:（2）當(dāng)有2個(gè)觀測(cè)孔時(shí)，潛水影響半徑采用:S1(2H- Sljlg r 2 - S2C2H-S2)g rl資料不足時(shí)可采用經(jīng)驗(yàn)公式1 ）潛水庫薩金公式：卜：-.WK2）承壓水集哈爾特公式:屛I HK當(dāng)無資料時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值估算1）根據(jù)顆粒直徑確定影響半徑表2.1顆粒直徑估算影響半徑巖性地層顆粒r( m粒徑（mrh占重量（%粉砂0.05 0.170以下25 50細(xì)砂0.1 0.257050 100中砂0.25 0.550100 300粗砂0.5 1.050300400礫砂1.0 2.050400500圓礫2.0 3.0500600礫石3.0

8、 5.06001500卵石5.0 10.0150030002)根據(jù)單位出水量和單位水位下降值確定影響半徑;表2.2 單位出水量估算影響半徑 R單位出水量q=Q/Sw影響半徑r( mnV(h.m)L/(s.m)7.22.03005007.2 3.62.0 1.01003003.6 1.81.0 0.550 1001.8 1.20.5 0.3325 501.2 0.70.33 0.210 250.70.210表2.3單位水位下降估算影響半徑R單位水位下降量=S/Q S w(m) Q(L/(s.m)單位水位降低m/(L.s)影響半徑r( m5.070510中砂0.25 0.55010 25粗砂0.5

9、 1.05025 50礫砂1.0 2.05050 100圓礫75 150卵石100 200塊石200500礫石50010003管井的出水量計(jì)算理論公式可根據(jù)水文地質(zhì)取得的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，精度差，適用于水源選 擇、方案編制或初步設(shè)計(jì)階段。經(jīng)驗(yàn)公式是抽水試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算，能反 映實(shí)際管井出水量。適用于施工圖設(shè)計(jì)，確定井的型式、構(gòu)造、井?dāng)?shù)和井群 布置。3.1理論公式已知含水層滲透系數(shù)和影響半徑等計(jì)算穩(wěn)定流管井單井在不同水位下 降的理論出水量。適用于完整井潛水含水層處于層流的非裂隙水，SH/2，遠(yuǎn)離水體或河流，公式可采用：1.366K（2H-S）S處于層流的非裂隙水，井距河邊水線 LV0.5R，公式可

10、采用:1.366K(H-h) (H+h)適用于完整井承壓水含水層當(dāng)為完整井承壓水時(shí)，且水頭h大于含水層厚度a，2,73aKS當(dāng)為完整井承壓水時(shí)，且水頭 h于含水層厚度a,1.366K(2aH-a2-713.2經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式是實(shí)際各種復(fù)雜因素的體現(xiàn)。通常需要地質(zhì)勘查提出抽水試驗(yàn) 資料或利用近似地區(qū)的抽水試驗(yàn)資料。經(jīng)驗(yàn)公式能夠全面的概括井的各種復(fù) 雜因素這是理論公式所不及的。但抽水試驗(yàn)井的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量接近設(shè)計(jì)井，否 則應(yīng)進(jìn)行修正。用經(jīng)驗(yàn)公式時(shí)應(yīng)確定井的出水量 Q與水位下降S之間關(guān)系的曲線方程， 據(jù)此可求出在設(shè)計(jì)水位降深時(shí)井的出水量，據(jù)C S曲線類型選擇計(jì)算公式。在有2次以上抽水試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上給出

11、 C=f(S)的出水量與水位下降關(guān)系 曲線。觀察Q=f(S)，有無直線關(guān)系。根據(jù)手冊(cè)第二版第三冊(cè)城鎮(zhèn)給水表 3-23， 通過確定Q與S之間的關(guān)系直線型、拋物線型、指數(shù)曲線型及對(duì)數(shù)曲線 型根據(jù)適用條件選擇對(duì)應(yīng)的公式計(jì)算出水量單井出水愎麒魚式Q擷醫(yī)的關(guān)爲(wèi)09於廿算公式S價(jià)外竝柢限轉(zhuǎn)代云約圖磚Q?=/時(shí)曲線通過堂標(biāo) 原點(diǎn)，卻”皐直統(tǒng) 關(guān)累.不需轉(zhuǎn)化尺=2舊0)GuG鈾1fll01Hi-O3-和Jp-常(3-ShE 5%0.SH型CJi4.1.75 2. DSdQr1戎L-橫Q=n卑=(嚴(yán))“Q-53?1. U次os產(chǎn) 5115 = tr + MgSLfiS- -(3 o U2g耳注：a、b、m n

12、由抽水試驗(yàn)決定的參數(shù)若無直線關(guān)系，則根據(jù)抽水試驗(yàn)資料轉(zhuǎn)化計(jì)算表格（表3.1），并按表中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后的圖形選擇計(jì)算公式。表3.1抽水試驗(yàn)資料轉(zhuǎn)化抽水次數(shù)水位下降S（m）出水量Q（ nVd）So=S/Qq=Q/SigsigQ1SiQS 0q 1igQ12S2QS 0q 2igQ2nSnQST0q nigStigQt為提高計(jì)算的精度，經(jīng)驗(yàn)公式中的系數(shù)可采用均衡誤差法、最小二乘法計(jì)算，但均需有3次以上的抽水試驗(yàn)資料4井群布置及出水量計(jì)算井群布置應(yīng)根據(jù)取水地段的水文地質(zhì)條件確定。若傍河取水，則則沿河布置一排或雙排的直線井群；要避開有沖刷危險(xiǎn) 的河岸段，井離河岸保持一定的距離。在遠(yuǎn)離河流地區(qū)，一般是沿垂直地

13、下水流向方向布置單排或多排的直線 井群；若地下水豐富，也可成梅花形或扇形布置，當(dāng)有古河床時(shí)，宜沿古河 床布置；大厚度含水層或多層含水層，且地下水補(bǔ)給充足時(shí)，可分段或分層布置 取水井組；巖漿巖類地區(qū)井群應(yīng)根據(jù)其分布與裂隙發(fā)育程度布置且應(yīng)布置在富水 地段。井間距通?？砂淳绊懓霃降?倍計(jì)算，在個(gè)別情況下井群占地有限制 時(shí)，可按相互干擾使單井出水量減少 20%- 30%進(jìn)行計(jì)算。出水量的計(jì)算采用理論公式計(jì)算誤差較大，有條件最好用生產(chǎn)試驗(yàn)資料 進(jìn)行校核。5洗井及出水量設(shè)計(jì)復(fù)核5.1 洗井下管填礫后必須及時(shí)洗井。其中含沙量抽水試驗(yàn)孔（包括勘探開采井） 抽水開始后30min，含沙量達(dá)到：粗砂層小于 5萬分之一；中、細(xì)砂層小于 2萬分之一（體積比），供水管井抽水穩(wěn)定后，含砂量小于 2百萬分之一。常用的洗井方法有活塞洗井、壓縮空氣洗井、水泵抽水或壓水洗井、液 態(tài)二氧化氮洗井、液態(tài)二氧化碳配合鹽酸洗井及焦磷酸鈉洗井。應(yīng)根據(jù)汗水 層特性、井孔結(jié)構(gòu)、井管質(zhì)量、井孔中水力特征及含泥砂情況，合理選擇洗 井方法。管井設(shè)計(jì)及出水量計(jì)算-綜合所水道室適當(dāng)選擇幾種方法聯(lián)合洗井，可以提高洗井效果5.2出水量設(shè)計(jì)及復(fù)核管井出水量應(yīng)小于過濾管的進(jìn)水能力。過濾管的進(jìn)水能力應(yīng)按下式確定:Qg = nnVg DgL允許井壁進(jìn)水流速復(fù)核:vj Vic/is當(dāng)?shù)叵滤哂懈g性和容易結(jié)垢時(shí)，允許過濾管進(jìn)水流速，應(yīng)按