地下水取水构筑物

从地下含水层取集表层渗透水、潜水、承压水和泉水等地下水的构筑物

地下水取水构筑物是指从地下含水层取集表层渗透水、潜水、承压水和泉水等地下水的构筑物，如管井、大口井、复合井、辐射井等。管井又称机井通常指用凿井机械开凿至含水层中，用井管保护井壁的垂直地面的直井。

位置的选择

地下水取水构筑物的位置选择主要取决于水文地质条件和用水要求。在选择地点时，应考虑下列基本情况：

（1）取水地点应与城市或工业总体规划相适应。

（2）应位于出水丰富、水质良好的地段。

（3）应尽可能靠近主要用水地区。

（4）应有良好的卫生防护措施，以免遭污染。在易污染地区，城市生活饮用水的取水地点应尽可能设在居民区或工业区的上游。

（5）应考虑施工、运转、维护管理方便，不占农田，或少占农田。

（6）应注意地下水的综合开发利用。

形式的选择

地下水取水构筑物形式的选择，应根据含水层埋藏深度、含水层厚度、水文地质特征以及施工条件等通过技术经济比较确定。管井的建设通常用专门的钻井机械开凿井机，开凿的方法又分为冲击钻进和回转钻进。冲击钻进所需设备简单、轻便，常用于开凿深度较小的管井。冲击钻进作业是不连续的，钻进和清屑需反复进行，因此效率较低、钻进速度慢。回转钻进所需设备相对较为复杂，但可连续进行作业，边钻进、边出屑，因而钻进速度较快，效率较高。钻井技术的不断发展，对提高钻井速度、扩大井径、增加井深、保证管井质量、降低造价都将会有很大的影响。管井由井室、井壁管、过滤器、沉淀管组成，此种人工填砾单过滤器管井为我国应用最广泛的管井形式之一。凡是只开采一个含水层时，均可采用此种形式。当地层存在两个以上含水层，且各含水层水头相差不大时，则可采用多过滤器管井，同时从各含水层取水。

构筑物的组成

管井

管井，是地下水取水构筑物中应用最广泛的一种，因其井壁和含水层中进水部分均为管状结构而得名。通常用凿井机械开凿，故又俗称机井。按其过滤器是否贯穿整个含水层，可分为完整井（贯穿整个含水层）和非完整井（穿过含水层的一部分）。

管井主要由井室、井壁管、过滤器及沉砂管构成。当有几个含水层且各层水头相差不大时，可用多过滤器管井。在抽取稳定的基岩中的岩溶水、裂隙水时，管井也可不装井壁管和过滤器。

井室位于最上部，用以保护井口、安装设备、进行维护管理；井管则是为了保护井壁不受冲刷、防止不稳定岩层的塌落、隔绝水质不良的含水层而设；过滤器两端与井管连接，置于含水层位置，是井管的进水部分，同时也可防止含水层中细小颗粒大量涌入井内，起保护作用；人工填砾可扩大进水面积和促进天然滤层的形成；沉砂管位于井管的最下端，用以沉积涌入井内的砂粒，长度一般为2～3 m，如果含水层中多粉细砂时，可适当加长；人工封闭物是为了防止地表污水、污物及水质不良地下水污染含水层而设置的隔离层，一般采用优质黏土，如果要求较高时，也可选用水泥封闭。

大口井

大口井因其井径大而得名，它是开采浅层地下水的一种主要取水构筑物，成为我国除管井之外的另一种应用比较广泛的地下水取水构筑物。小型大口井构造简单、施工简便易行、取材方便，故在农村及小城镇供水中广泛采用，在城市与工业的取水工程中则多用大型大口井。对于埋藏不深、地下水位较高的含水层，大口井与管井的单位出水能力的投资往往不差上下，这时取水构筑物类型的选择就不能单凭水文地质条件及开采条件，而应综合考虑其他因素。

大口井的优点是大口井不存在腐蚀问题，进水条件较好，使用年限较长，对抽水设备形式限制不大，若有一定的场地且具备较好的施工技术条件，可考虑采用大口井。我国大口井的直径一般为4～8 m，井深一般在12 m以内，很少超过20 m。大口井大多采用不完整井形式，虽然施工条件较困难，但可以从井筒和井底同时进水，以扩大进水面积，而且当井筒进水孔被堵塞后，仍可保证一定的进水量。但是，大口井对地下水位变动适应能力很差，在不能保证施工质量的情况下会拖延工期、增加投资，亦易产生涌砂（管涌或流砂现象）、堵塞问题。在含铁量较高的含水层中，这类问题更加严重。

复合井

复合井由非完整大口井和井底下设管井过滤器组成。实际上，它是一个大口井和管井组合的分层或分段取水系统。它适用于地下水水位较高、厚度较大的含水层，能充分利用含水层的厚度，增加井的出水量。实验证明，当含水层厚度大于大口井半径的3～6倍，或含水层透水性较差时，采用复合井出水量增加显著。

辐射井

辐射井是由集水井（垂直系统）及水平的或倾斜的进水管（水平系统）联合构成的一种井型，属于联合系统的范畴。因水平进水管是沿集水井半径方向铺设的辐射状渗入管，故称这种井为辐射井。由于扩大了进水面积，其单井出水量为各类地下水取水构筑物之首。高产的辐射井日产水量可达10万m3以上。因此，也可作为旧井改造和增大出水量的措施。

适用于厚度较薄、埋深较大、砂粒较粗而不含漂卵石的含水层。从集水井壁上沿径向设置辐射井管借以取集地下水的构筑物(图1)。辐射井是一种适应性较强的取水构筑物，一般不能用大口井开采的、厚度较薄的含水层，以及不能用渗渠开采的厚度薄、埋深较大的含水层，均可用辐射井开采。此外，辐射井还具有管理集中、占地省、便于卫生防护等优点。辐射井的缺点是：施工难度较高，施工质量和施工技术水平直接影响出水量的大小。

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