环境工程给排水技术_03环境工程取水工程Word

　　介绍环境工程给排水技术,主要内容包括：给水系统组成、输水和配水管道工程设计与计算、环境工程取水工程设计与计算、给水处理技术、水的冷却和循环冷却水质处理技术、排水管道布置与计算、排水管网附件和构筑物、工业废水的特种处理和污水处理厂的规划与设计等。

　　第三章

　　环境工程取水工程

　　3.1 取水工程概论 3.2 地下取水构筑物 3.3 地表取水构筑物

　　介绍环境工程给排水技术,主要内容包括：给水系统组成、输水和配水管道工程设计与计算、环境工程取水工程设计与计算、给水处理技术、水的冷却和循环冷却水质处理技术、排水管道布置与计算、排水管网附件和构筑物、工业废水的特种处理和污水处理厂的规划与设计等。

　　3.1 取水工程概论

　　3.1.1

　　取水工程的任务

　　通过对各种水体的形成、存在形式及运 动规律等方面的调查分析，确认其是否能作 为给水水源。

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　　3.1.2

　　给水的水源

　　(1)地下水源

　　地下水源包括潜水(无压地下水)、自流水(承压地下水)和泉水

　　(2)地表水源地表水源包括江河、湖泊、水库和海水

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　　3.1.3 给水水源选择的原则(1)所选水源应当在水体功能区划所规定的取水地段，水

　　质良好，水量充沛可靠，具有施工条件，便于防护

　　(2)符合卫生要求的地下水，应优先作为饮用水水源

　　(3)地表水源和地下水源相结合，集中与分散相结合，建立多水源给水系统 (4)水源的合理利用

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　　3.1.4 给水水源的保护(1)保护给水水源的一般措施 ① 制定本地区的水资源开发利用规划； ② 加强水源管理 ； ③进行流域面积内的水土保持工作 。

　　(2)防止水源水质污染的措施 ①合理规划城市居住区和工业区，减轻对水源的污染；

　　②进行水体污染调查研究，建立水体污染监测网。

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　　3.1.5 给水水源卫生防护(1)地表水源卫生防护游泳和从事可能污染水源的任何活动，并应设有明显的范 围标志和严禁事项的告示牌；

　　① 取水点周围半径100m的水域内严禁捕捞、停靠船只、

　　② 河流取水点上游1000m至下游100m的水域内，不得排入工业废水和生活污水；其沿岸防护范围内不得堆放废 渣、不得设立有害化学物品的仓库、堆栈或装卸垃圾、粪 便和有毒物品的码头；不得使用工业废水或生活污水灌溉 及施用有持久性毒性或剧毒的农药，并不得从事放牧等有 可能污染该段水域水质的活动；

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　　③ 水厂生产区范围应明确划定并设立明显标志，在生产区外围不小于10m的范围内，不得设置

　　生活居住区和修建禽畜饲养场、渗水厕所、渗水坑；不得堆放垃圾、粪便、废渣或铺设污水渠道；应保

　　持良好的卫生状况和绿化。单独设立的泵站、沉淀池和清水池的外围不小于10m的区域内，其卫生要

　　求与水厂生产区相同 。

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　　(2)地下水源卫生防护① 取水构筑物的防护范围应根据水文地质条件、取水构筑物形式和附近地区的卫生状况进行确定，其防护措施 应按地面水水厂生产区要求执行 ； ② 在单井或井群影响半径范围内，不得使用工业废水 或生活污水灌溉和施用有持久性毒性或剧毒的农药，不得

　　修建渗水厕所、渗水坑、堆放废渣或铺设污水渠道，并不得从事破坏深层土层的活动。若取水层在水井影响半径内 不露出地面或

　　取水层与地面水没有互相补充关系时，可根

　　据具体情况设置较小的防护范围；③在地下水水厂生产区范围内，应按地面水水厂生产 区要求执行。

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　　3.2 地下取水构筑物3.2.1 地下水源概述

　　卵石层、砂层和石灰岩层等组织松散，具有 众多相互连通的孔隙，透水性能较好，水能在其 中流动的岩层叫透水层，透水层又叫含水层。 粘土和花岗岩等结构紧密，透水性极差甚至 不透水的岩层叫不透水层，不透水层也称隔水层。

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　　(1)地下水分类： 埋藏在地面下第一个隔水层上的地下水叫

　　潜水；两个不透水层间的地下水叫层间水；具有

　　自由水面的层间水称无压地下水；承受有压力的层间水称承压地下水；

　　在自身压力作用下从某一出口涌出的地下水叫泉水。

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　　地下水取水构筑物分类管井——井管从地面打到含水层，抽取地下水 的井； 大口井——由人工开挖或沉井法施工，设置井 筒，以截取浅层地下水的构筑物；

　　渗渠——壁上开孔，以集取浅层地下水的水平管渠；

　　泉室——集取泉水的构筑物。

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　　取水构筑物位置选择基本要求(1) 取水地点应与城市或企业总体规划相适应；(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，免遭污染； (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。

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　　地下水取水构筑物的适用条件① 管井适用于含水层厚度大于5米，其底板埋藏深度大于15米； ② 大口井适用于含水层厚度在5米左右，其底板埋 藏深度小于15米； ③ 渗渠仅适用于含水层厚度小于5米，渠底埋藏深 度小于6米；

　　④ 泉室适用于有泉水露头，且覆盖层厚度小于5米。

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　　过滤器应有足够的强度和良好的透水性。 钢筋骨架过滤器 由短管、竖向钢筋、支撑环构成；适用于裂 隙岩、砂岩或砾石含水层，或用作缠丝过滤器、 包网过滤器的骨架。 圆孔或条孔过滤器 在管壁上钻圆孔或条孔加工而成；适用于砾 石、卵石、砂岩或裂隙含水层，亦可用作缠丝过 滤器、包网过滤器的骨架。

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　　缠丝过滤器 在钢筋骨架过滤器、圆孔或条孔过滤器外缠绕 2~3mm的镀锌铁丝构成；适用于粗砂、砾石和卵石 含水层。 包网过滤器 在钢筋骨架过滤器、圆孔或条孔过滤器外缠绕 0.2~1.0mm的滤网构成；适用于粗砂、砾石和卵石

　　含水层。

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　　填砾过滤器

　　各类过滤器的外围填符合一定级配的砾石构成。

　　填砾粒径与含水层粒径比：

　　D50 6~8 d 50填砾层厚度可采用75~150mm;高度应超过过滤 器顶部8~10m。

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　　(2)管井施工步骤 钻凿井孔 物探测井 冲孔换浆

　　粘土封闭

　　围填砾料

　　井管安装

　　洗

　　井

　　抽水试验

　　管井验收

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　　(3)钻凿井孔 冲击钻进法

　　利用钻头对地层的冲击力钻凿井孔；仅适用于松散

　　岩层；机械设备简单；效率低、速度慢。回转钻进法

　　包括一般回转钻进、反循环回转钻进和岩心回转钻

　　进。利用钻头旋转对地层的切削、挤压、研磨破碎作用

　　钻凿井孔；既适用于松散岩层，也适用于基岩；机械设备较复杂；效率高、速度快。

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　　(4)物探测井井孔打成后，还需了解掌握地层结构，含水层与隔水层 的深度、厚度，地下水的矿化度(总合盐量)和咸、淡水分界

　　面，为井管安装、填砾和粘土封闭提供可靠资料。取水工程通常采用电法勘探测井，其基本原理是：不同 地层的导电性能差异很大，利用电测仪器测得反映各地层导 电性能的物理参数，就可以反推各地层的性质。

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　　(5)冲孔换浆井孔打成后，在井孔中仍充满着泥浆，泥浆调度较大，含有大量泥质，无法安装井管、填砾和粘土封闭，也

　　会给洗井带来困难。在下管前必须将井孔中的泥浆换成清水。 将不带钻头的钻杆放入井底，用泥浆泵吸取清水打入 井中，将泥浆换出，至井孔中全为清水力止。 清水护壁作用不如泥浆好，有可能造成井壁局部坍塌，

　　要尽量缩短冲孔时间，换浆完毕立即下管。

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　　(6)井管安装井管安装的顺序为沉淀管-过滤器-井壁管，下管 前应根据凿井和电测井资料，确定过滤器的长度和安装位 置。

　　井管安装必须保证井管顺直，接口牢固，过滤器安装到

　　位。 下管一般有两种方法：托盘法和吊装法。前者适用于 重量大、井管拉力小的管材，如钢筋混凝土管；后者适用

　　于拉力大、重量相对轻的管材，如钢管、铸铁管、塑料管。

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　　(7)填砾和粘土封闭填砾应以坚实、圆滑砾石为主，并应按设计要求的粒

　　径进行筛选。填砾过程要均匀、连续，避免堵塞。砾料填完后、一定要计算所填砾料的总体积，一般情 况下，围填砾料的总体积应等于或大于井管与孔壁之间环 形空间的体积。 粘土封闭一般采用球直径为25mm的粘土球，围填过

　　程同样要求均匀、连续，填至井口时，应进行夯实。