6.2 !供水管井设计—出水:量的:确定
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!Ⅰ 生活、生—产用水管《井设计出水量的确定!
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》。6.:2.1 《 地下?水的开发和利—用,应贯:彻“全面规划、合理!。开采、开源节—流、:化害:为利”的原则—做到合理开发可持续!。开发保护《地下水资源避免【过量开采而产生一】。系列不良后果(【如区域?。地下水?位下降、水质变【差、地面沉降、【环境恶?化,等)因此本条—从数量上规定井【群总出水量应小于开!采区的地下水允【。许开采量《
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6.《。2.2、6.—。2.3 实践表】明在供水管井设【计与生产中普—遍存在的问》题是:超过:管井的出《。水能力超量》抽水从设《计上看每一眼管井在!井结:构确定的条件—。下有:一个最?大允:。许出水量目前仅依】据勘察资料确定【出水量而很》少考:。虑确定的管》井结:构,本身的出水能力是否!与之:匹配更严重的是【在,管井结构《。已定的情况下盲【目追求增大出水【。量造成?。许多地区管井涌【砂、腐蚀和堵塞【。的加剧?合理的管井设计【出水量需正确地【确定两个流速参【数一是地下水从【含水层进《入井壁?的进水流速二—是流经过滤管缝隙】(,孔隙:)的过?滤,管进水流速流速过大!会把含水层》中的细小颗》粒带入井内井壁【。进水:流,速是指?含水:层中的?地下水?通过井壁界面进入井!内时的速度它可用含!水层渗透《系数和井壁过水断】。面处的水力坡度的】乘积:表示因此《也可:称为渗透流速水【力坡度?的大小是有一定限】度的因此渗》透流:速越大实际流速也】越大松散含水层【由不同大小粒径【的砂粒?组成在?水流的推动》下每一粒径的砂粒】都,有一个最小能被搬】运移动的实际水流】速度:值因此在理》论上就会有一—个确定了的实际水流!速度值在《它的推动下被—搬运至井内的砂【量,可被管井《设计允?许并且还不会因【进入井内的砂粒【过多而造成井壁坍塌!、管井报《废这一实际的—水流速度值由于井壁!四周地下水运动的复!杂性(紊流和三维】流,)和边界《(井壁)的》多变性而难以—用严谨的数学解析法!求解不过《经大:量的试验《和统计?数据显示它和含水层!的渗透性有密切的】关系并可以用井【壁进水流《速的相关关系式来】。表达这就是吉—哈尔特公式、—阿勃拉莫《夫,公式和?它们的修正公式详情!见后面的有》关论述而流经过滤管!缝,隙(孔?隙,)的流速《。是实际流速过大【会增:大水头损失破坏【地下水化《学平衡使水中—。的溶解物质析出沉积!于过滤管《进水:缝隙(孔隙》)中加速结》垢导:致过滤管堵塞—合理的设计应保证井!壁进水?流速和过滤管进水】流速都?不得超过其临—界流速的允许值井】壁允许进水流速是井!身开采段设计—的重要?参数过滤管允许进】水,流速是过滤管进【水面积设计的—重要参数需要指出】的是管井设》计时采用《的都是?其过水?断面上的平均流速】对管井设计出水量本!规,范第6.1.—。4,条明确规《定,“管井设《计出水量应小于管】井的出水能力—”所谓?。管井的出水能力即】是某过滤器结构条件!下允许通过的—最大水量由于地下水!是经:。过过滤管进入井管】内的因此过滤管【的出:水能力即是》管井的?出水能力《其出水能《力可根据已》确定的过水断—。面,积与过?滤管允许进水流速的!乘积确定即式(6】.2:.2)实际上计【算过滤?管的进水能》力即是?确定:过滤管的进水—流速不得超过过滤】管的允许《进水流速《根,据原规范修订时的调!。查和复核计算我国】大多数?生产井的过滤管进】。水流速都未超过0.!03m?/s仅?少数出水量》大或采用包》网过滤器的》管井因过《滤管有效进水面积】过小:而超过此值因—此第6.2.—2条规定过滤管允】许,进水:流速Vg《不得大于0.0【3m/s《正是出于减缓过滤】管,的堵塞对过》。滤管进水流速—的要求而规定的
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《 井壁允许进!水流:速的确定有各种计】算公式常《用的有?
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》 :(1)吉哈尔特【。公式:。德国学者吉》哈尔特?(W·Sic—h,arde)于192!8年根据大量管【。井试验资料用—。。数理统?计,的方法首先建—立了:允许入井流》。速与:含水层?渗透系数的相关关系!式
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! 式中K》含水层?平均渗透系数(【m/s);
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《 a!。滤料层的《。滤,。水系数(《一,般,为,15若滤料颗粒很细!时可取18)—本规范?和国内相关文—献中:取15?
】 (2)休斯曼】(Huism—an)1972【年,对吉哈尔特公式【进行了修正》修正后的关系式为
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! 式中K含水—层平均渗透》系数(m/s)【
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? 该式偏于!安全:仅,在日本等少》数国家得到应—用
! :。(3:。)苏联学《者阿勃拉莫夫(C】·K:·AσpaM—OB)于1》954年根据—大,量管井试验》资料建立的相—关关系式《。
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《 式中K含—。。水层平均渗透系数】(m/d);—
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】 》A系数(A=—。60~70》一般取65含水【层颗粒细取小值【颗粒粗取大值)我国!现行行业标准—建筑基坑支》护技术规程》。JGJ? 120-2—012和相关—文献中A取60【~65
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《。 ,(4)我国陕西机】械学院?水利系教授赵尔【。惠1980年对式(!。5):进行:了修:。正与验证《修正式为《
,。
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式!中K含水《。层平均渗《透系数(m/d)】
【 比较诸式的】计算结果《当K≥6m/—d,时式(4)<式【(3)<式(5)】<式(6);当【K<6m/d时式(!4)<式《(3)<式(—6)<?式(5)
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在相同!条件:下管井的井壁进水流!。速越大意味》着从含水层进—入管井的砂》越多则井水的—含砂量亦《大因此确定》管,井允许井壁进—水流:速是与井水含—砂量要求密切相关的!彼此匹配的换言【之,井水:。含,砂量的?。要求越严则井壁允】。许进水流速相应的】要求:越,小;井水《含砂量?的要求越宽则井【壁允许?。进水流速也可相应】大些原规范修订组】。从我国生《产实践出发并通过2!0余例?生产井(供》水)调查和核算【认为我?国,生产井(《供水)的井壁进水流!速均远小于》式(5)的》计算值一般》为,式(5)计算值的】1,/3~?1/2?也就:是说若按《式(5)的井壁允许!进水流速设计井径则!原井径要《缩小2倍~3倍显然!该式:不适合?我国供水《。管井:实际且其原著—机井:。滤水管中已说明式】(5)?适用范围应限—于包网过《滤器管井另外式【(4)实际上是【式(3)乘以1【/2安?全系数的修正式【我,国生产井(供—水)的井壁进水流】速均大于《式(4?)的计算值若按【。该式计算供水—管,井出水量《则要大大减少原出水!量显然在实际上太】偏于安?全据此供水管井的井!壁,。。允,许进:水流:速的:计算式推荐采用吉】哈尔特公式通过【生产井的实际—复核均与《式(3)的计—算,值接近符合》我国供?水管井的《实际情况当》为降水管井时—本规范第6.3.5!条的井壁允许—进水流速的计算【式推:荐采用式(》5)同时《二者也与我国允许井!水含砂量的现—状和新制《定的井水《。含,砂量:标准:相匹配
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《 当地下《水具有侵蚀性和【容易结垢时》为减缓过滤》管,的腐蚀和《结垢:速度降低允许过滤】管的:。进水速度也即—降低管井出》水量是必《要的:具体数据应根据【地下水水质的腐蚀】性程度?确定
】6.2.4 — 在:实际供水工程中多】采用地下水》水源地集中》供水:常利用井群的—形式进行抽水当【井群中的井与井之】间的距离过小时【彼此之间的》降深和流《量都:要发:生相互影响可—能,出现较明显的水井之!间的相互干扰—。在,求解干扰井流定解】问,题时依据《叠加原理《和稳定?流、非稳《定流:。的基本原理和方法叠!加,原理用?于干扰?井流的实质就是将干!扰井中?各个抽水井单独【工作:时对某一点》产生的水位降深叠】加,即等于?该点在干扰井流中】的水位?降深值
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Ⅱ: 热源井设计出水】量的确定
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6.2.5 】 浅层?地热能?是,指蕴藏在地表以下】一定:。深度(一般》为200m)范【围内的岩《土,体,、地下水中具有开发!利用价值的地—热资源对于直接【地下水换热系统【回灌过程《中的:回扬、水《回路中产生的负压】和沉砂池《都避免不《了空气和地》。下水的接《触导致地下水—氧化:地下水氧《化会产生一》系列的水文地质问题!如,地质化学变》化、生物变化—等虽然井口换热器减!少,了地下水与空—气的接触并对回【路中:所用器材做》防腐处理这样可【以减轻?空气:对地下水《的,污染程度但是污【。染后将?是一:个无法挽回》的灾难从危害程度】。。上来讲?不亚于空气污染的危!害性治理更是无从】谈起所以《地下水水源热泵的】水源:宜采用浅层水—与,城市供水水源分开是!必要的
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