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对地下水进行开发利用,需要取水工程才能实现,其任务是从水源地中取水,送至水厂或用户,它主要包括水源、取水构筑物、输配水管道、水厂和水处理设施(如图)。一、取水建筑物的类型二、取水建筑物的合理布局(2)水井的垂向布局①厚度不大的(小于30m)孔隙含水层和多数的基岩含水层,一般均采用完整井形式取水。②多层含水层可以采用在垂向上分层取水,既可达到取不同含水层的目的也便于管理。③大厚度单层含水层,可采用完整井抽水,也可以采用非完整井组分段取水,当采用非完整井组分段取水时,过滤器长度与安装部位对井的出水量影响至关重要。过滤器长度可根据设计出水量、含水层性质和厚度、水位降深及技术经济等因素确定。过滤器长度设计原则:含水层厚度小于30m时,在设计动水位以下的含水层部位,全部下过滤器;含水层厚度大于30m时,可根据试验资料并参照表2确定。表2过滤器适宜直径、长度、规格类型及出水量过滤器设计位置:一般设在含水层中部,厚度较大的含水层,可将过滤管与井壁管间隔排列,在含水层中分段设置,以获得较好的出水效果。多层承压含水层,应选择在含水性最强的含水段安装过滤器。岩性为均质的潜水含水层,应在含水层底部的1/2~1/3厚度内设过滤器。大厚度含水层中的分段取水一般是采用井组形式,每个井组的井数决定于分段(或分层)取水数目。一般多由2~3口水井组成,井组内的3个孔可布置成三角形或直线形。由于分段取水时在水平方向的井间干扰作用甚微,所以其井间距离一般采用3~5m即可;当含水层颗粒较细,或水井封填质量不好时,为防止出现深、浅水井间的水流串通,可把孔距增大到5~10m。相邻取水段之间的垂向间距取值原则是:既要减少垂向上的干扰强度,又能充分汲取整个含水层厚度上的地下水资源。表3分段(层)取水井组配置参考资料表(3)井数和井间距离的确定①确定原则:满足设计需水量;技术上合理且经济、安全。②集中式供水井数与井间距离确定方法常采用解析法或数值法确定井数和井间距。解析法仅仅适用于均质各向同性,且边界条件规则的情况下。数值模拟技术工作程序为:建立地下水流数值模型;拟定出几个不同井数和井间距离的开采方案;分别计算每一布井方案的水井总出水量和指定点;或指定时刻的水位降深;选择出水量和指定点(时刻)水位降深均满足设计要求、井数最少、井间干扰强度不超过要求、建设投资和开采成本最低的布井方案。对于水井呈面状分布的水源地,因各井同时工作时,将在井群分布的中心部位产生最大的干扰水位降深,故在确定该类水源地的井数时,除考虑布井方案能否满足设计需水量外,还要考虑中心点的水位是否超过设计的允许水位降深值。③分散间歇式农田灌溉供水确定灌溉水井的合理间距的原则是:单位面积上的灌溉需水量必须与该范围内地下水的可采量相平衡。a.单井灌溉面积法根据下列公式计算出单井可控制的灌溉面积F(亩):b.考虑井间干扰时的井距确定方法提出几种可能的设计水位降深和井距方案,分别计算出不同降深、不同井距条件下的单井干扰出水量;通过干扰水井的实际可灌溉面积与理论上应控制灌溉面积的对比,确定出合理的井距。2.大口井的合理布局3.辐射井的合理布局图5单层辐射管布置(2)合理布局表6多层辐射管的布置4.渗渠的合理布局渗渠平面布置形式选择表渗渠以截取河床潜流水和岸边漫滩潜水效果较好。由于含水层较薄,地下水调蓄能力小,受河水直接补给,其取水量随季节性变化很大,枯水期约为丰水期的50~60%或更小,而且投产后容易堵塞,出水量有逐年减少的趋势。埋设在河床下的渗渠,受河水影响,水质变化较大,易堵塞,检修管理麻烦,使用年限较短;埋设在河岸漫滩下的渗渠,水质较稳定,使用年限长。因此,要根据水文地质条件,合理选择渗渠位置、类型和确定取水量。9.2地下水资源合理开发模式一、水源地的选择2.选择水源地的主要条件(1)地下水的赋存(2)地下水循环条件(3)避免争水矛盾(4)不易引起水质污染(5)包气带防污性能好(6)不易产生环境地质问题(7)从经济上、安全上和扩建前景方面考虑。二、地下水库式开发模式秦岭北坡冲洪积扇结构示意图(1)在分析地表水、地下水开发利用现状的基础上,优先选择开发程度低的地区;(2)充分考虑地表水、地下水富水程度及水质;(3)为减少新建厂矿所排出的废水对大中城市供水水源地的污染,新建水源地尽可能择在大中城镇上游河段。(4)尽可能不在河流两岸相对布设水源地,避免长期开采条件下两岸水源地对水量、水位的相互削减。在我国北方地区,由于降水与河流径流量年内分配不均匀,与灌溉需水过程不协调,每年3-5月或4-6月灌溉临界期一般严重缺水,形成“春夏旱”。作用:提高灌溉保证程度,缓解或解决了春夏旱的缺水问题;减少了河水的灌溉数量,从而减少了灌溉水对地下水的补给;可