水资源与取水工程知识点.docx

1. 全世界总贮水量约为1.3910的十八次方m，其中绝大部分为海水，约占总贮量的9697，全世界淡水的总存贮量约为3.610的十六次方m2. 在目前条件下，水资源一般是指存在于地球表层可供人类利用的水量，主要包括河流、湖泊和600m深度以内含水层中，可以恢复和更新的淡水。可以开发的水资源主要以地表水和地下水的形式存在。地表水主要指江河、湖泊、水库等；地下水主要指埋藏在地表下一定深度土壤中的潜水和承压地下水。3. 影响水的运动与转换的主要作用因素是：阳关辐射、地球引力和人类活动。4. 自然界的水循环，按照循环过程涉及的范围可分为海路循环、海循环和陆循环。水气主要由海面上升，经迁移到内陆、然后形成降水到地面、经地表汇流和地下汇流，最终又回到海洋的，称为水的海陆循环。5. 影响区域水量平衡的主要因素有：降水量、蒸发量、地表水流入量与流出量、地下水流入量与流出量。6. 河流的干流及其各级支流组成的脉络相通的河流系统，称为河系或水系。一条发育完整的河流，沿其径流流程可以划分为河源、上游、中游、下游和河口几个部分。7. 河流的基本特征可用河长、河流的比降、弯曲系数、河槽基本特征等参数来描述。8. 弯曲系数：河道的河长与河口至河源间直线距离的比值。弯曲系数也可用于反映某河段的弯曲程度。9. 河流的溪线：河槽中沿流向各过水断面最大水深点的连线称为中泓线，也称为溪线。10. 河川径流的流量特征可用径流特征值表示：径流总量、径流流量、径流模数、径流深度、静流系数11. 河川径流的影响因素：流域的气象条件对河川径流的影响、人为活动对河川径流的影响12. 固体径流：河流流动过程中，挟带着水中的悬移质泥沙与沿河底滚动的推移质泥沙，这些泥沙的运动又称为固体径流。悬移质泥沙：悬浮在水中，随着水流前进的泥沙；推移质泥沙：在水流的作用下，沿着河床滚动、滑动、跳跃前进。13. 地下水系指埋藏和运动于地表以下松散土层或坚硬岩石空隙（孔隙、裂隙、溶隙等）中的水。14. 地下水在地表下运动和贮藏的空间可分为两个带，即包气带和饱水带。在饱水带中，岩土的所有空隙均被水所充满。15. 构成含水层所具备的条件：要有地下水贮存和运动的空隙。要有聚集和贮存地下水的地质构造。具有充足的地下水补给来源。16. 潜水的特征：1.潜水与大气直接相通，具有自由水面，无承压性，为无压水。2.潜水的分布区与补给区基本一致，直接接受大气降水和地表水的补给。同时，潜水通过包气带向大气层蒸发排泄，排泄区与分布区基本一致。潜水以垂直补给与排泄为主。3.潜水的水量、水位随时间的变化，受气候影响大，具有明显的季节性变化的特征。4.潜水较易受污染。17. 承压水的特征：1.无自由水面2.承压含水层的分布区与补给区不一致，一般只通过补给区接受补给。承压水以水平补给与排泄为主3.承压水的水位、水量、水温、水质等比较稳定，受气象水文因素的影响较小。4.承压水不易受污染，但一经污染，很难恢复。18. 人工开采水量是地下水排泄的主要因素之一。19. 地下水按水层的埋藏状态可分为上层滞水、潜水和承压水。潜水水量较为丰富，是重要的给水水源。20. 水体自净：污染物进入水体后，首先被稀释，随后进行一系列的复杂的物理化学生物转化，使污染物的浓度降低，该过程称为水体自净21. 水体的污染是指在自然或人为因素的影响下，过量的污染物质进入水体，使该物质在水体中的含量超过了水体的本底含量和水体的自净能力，从而破坏了水体本身的用途。22. 区域降水量的计算方法：1.算数平均值法2.泰森多边形法（加权平均的方式）3.等雨量线法23. 潜水蒸发的极限深度：随着潜水埋深的增大，蒸发量逐渐减少，当埋深达到一定深度后，潜水蒸发趋近于零24. 水质指标：就是根据某种或某类物质在水中的含量对水的性质产生不同影响的划分，并将其量化为衡量检测项。25. 水体的水质除了水的本体质量外，对于地表水，水体的水质与水体的底质（主要指河道、湖、库、等底部的沉积物）状况有关；对于地下水，水体的水质与土壤中的污染物含量有关26. 地下水取水构筑按取水形式主要分为两类：垂直取水构筑物井；水平取水构筑物渠。井可用于开采浅层地下水，也可用于开采深层地下水，但主要用于开采较深的地下水；渠主要依靠其较大的长度来集取浅层地下水。井的主要形式有管井、大口井、辐射井、复合井等，渠的主要形式为渗渠。27. 管井一般指用凿井机械开凿至含水层中，用井壁管保护井壁，垂直地面的直井。按揭露含水层的类型划分，有潜水井和承压井；按揭露含水层的程度划分，有完整井和非完整井。管井直径一般为50-1000mm，井深可达1000m以上。管井常用直径大多小于500mm，井深不超过200m28. 管井组成：井室、井壁管、过滤器、沉淀管29. 井室的作用：用于安装各种设备，保护井口免受污染和进行运行管理维护的场所，井室应有一定的采光、通风、采暖、防水和防潮设施30. 井壁管作用：用以加固井壁、隔离不良的含水层，31. 过滤器：用以阻挡含水层中的沙粒进入井中，集取地下水，并保持填砾层和含水层稳定的重要组成部分，俗称花管。基本要求：有足够的强度和抗腐蚀性能，具有良好的透水性，能有效地阻挡含水层沙粒进入井中，并保持人工填砾层和含水层的稳定性32. 沉淀管：位于井底，用于沉淀进入井内的细小泥沙颗粒和自地下水中析出的其它沉淀物，其长度视井深和井水沉砂可能性而定，一般为2-10m33. 单井的出水量与含水层的厚度、含水层的渗透系数、井中水位降落值及井的结构等因素有关34. 选用经验公式计算时，首先应有不小于三次的抽水实验数据35. 过滤器结构形式：1.圆孔、条孔过滤器2.缠丝过滤器3.包网过滤器4.钢筋骨架过滤器5.砾石水泥过滤器6.填砾过滤器36. 一般在卵石、砾石及各类砾层含水层中，最合适的填砾层厚度为75-150mm。填砾高度在一般的含水砂层中，应高出过滤器顶8-10m，以防止填砾塌陷使填砾层降至过滤器顶以下，从而致使管井涌砂。37. 井群互阻影响计算：1.当井群共同工作时，如果保持井中水位降落值不变（即与单井无干扰时的水位降落值相同），各井的出水量必然小于各井单独工作时的出水量2.当井群相互干扰时，如果保持各井的出水量不变，各井的水位降落值必然大于各井单独工作时的水位降落值38. 管井的施工包括：钻凿井孔、物探测井、冲孔、换浆、井管安装、回填滤料、粘土封闭、洗井及抽水试验等主要工序，最后进行管井验收。39. 回转钻井：是用回转钻机带动钻头旋转对地层切削、挤压、研磨破碎而钻凿成井孔的。钻塔的顶部装有一滑轮组，称为天车，它是吊装各类机具的支点。钻凿松散地层常用的钻头有鱼尾钻头、三翼钻头和牙轮钻头等。鱼尾钻头为两翼钻头。40. 冲击钻进：主要靠钻头对地层的冲击作用来钻凿井孔。冲击钻进过程是：钻机的动力通过传动装置带动钻具钻头在井中做上下往复运动，冲击破碎地层。当钻进一定深度（约0.5m）后，即提出钻具，放下取土筒，将井内岩土碎块取上来，然后再放下钻具，继续冲击钻进。如此重复钻进，直至设计井深。冲击钻进是不连续的，钻进效率较低，进尺速度慢。但冲击钻进钻具设备简单、轻便，在供水管井施工中，也有采用。41. 物探测井：以便为井管安装、填砾和粘土封闭提供可靠资料。42. 下管前应根据凿井资料，确定过滤器的长度和安装位置，又称排管。下管的顺序一般为沉淀管、过滤器、井壁管。为保证井管在井孔中顺直居中，一般每隔30-50m安装一个扶正器。43. 填砾时要平稳、均匀、连续、密实，应随时测量填砾深度，掌握砾料回填状况，以免出现中途堵塞现象。粘土封闭一般用粘土球，球径约25mm。当填至井口时，应进行夯实。44. 洗井：就是用抽水的方法，使地下水产生强大的水流，冲刷泥皮和将杂质颗粒冲带到井中，再抽到地面上去，从而达到清除含水层中的泥浆和冲刷掉井壁上的泥皮的目的。45. 抽水试验：抽水前应测出地下水静水位，抽水时要测定井的出水量和相应的水位降升值，以评价井的出水量；采取水样进行分析，以评价地下水的水质。46. 管井验收时，施工单位应提交下列资料：管井施工说明书管井使用说明书钻进中的岩样47. 大口井：一般井径大于1.5m即可视为大口井。井深一般在15m以内。大口井也有完整式和非完整式之分，完整大口井只有井壁进水，适用于含水层颗粒粗、厚度薄、埋深浅的含水层；在浅层含水层厚度较大（大于10m）时，应建造不完整大口井，井壁和井底均可进水，进水范围大，集水效果好，调节能力强，是较为常用的井型48. 大口井具有构造简单、取材容易、施工方便、使用年限长、容积大能兼起调节水量作用等优点。但大口井深度小，对潜水水位变化适应性差。49. 大口井构造：井口（井台）、井筒和进水部分组成。井口，大口井地表以上部分，主要作用是防止洪水、污水以及杂物进入井内，井口应高出地表0.5m以上并在井口周边修建宽度为1.5m的排水坡。井筒，进水部分以上的一段，通常用钢筋混凝土浇灌或砖、石砌筑而成，用以加固井壁与隔离不良水质的含水层。进水部分，包括进水井壁和井底反滤层。50. 大口井的施工方法：1.大开槽施工法，优点：施工方便，便于铺设反滤层，可以直接采用当地的建筑材料。但此法开挖土方量大，施工排水费用高。一般情况下，适用于口径小（D4m）、深度浅（H9m），或地质条件不宜采用沉井施工的地方。2.沉井施工法：土方量少，施工场地小，施工安全，排水费用低，对含水层扰动程度轻，可避免流砂现象发生，对周围建筑物影响小等。但沉井施工法技术要求高，在下沉过程中可能会出现井筒倾斜、下沉困难，或到位后难以控制下沉趋势等问题，施工前应做充分的准备。51. 辐射井是由集水井与若干辐射状铺设的水平集水管组合而成的。按集水井是否进水分为两种形式：一是集水井底与辐射管同时进水；二是集水井底封闭，仅靠辐射管集水，前者适用于厚度较大的含水层（5-10m），后者适用于较薄的含水层（5m）52. 辐射井的优点：管理集中，占地省，便于卫生防护等。但辐射井施工技术难度较大，成本较高。53. 辐射井主要由集水井和辐射管组成。集水井（沉井法）用来汇集从辐射管来的水，同时是辐射管施工的场所，又是抽水设备安装的场所。辐射管（顶进法）是用来集取地下水的，按辐射管铺设方式，可分单层辐射管和多层辐射管。54. 复合井是大口井和管井的组合。即当含水层厚度很大，或含水层下面还有可以开采利用的含水层时，为充分利用含水层，增大出水量，在大口井下面设置一眼或数眼管井过滤器而组成复合井。55. 渗渠是主要集取浅层地下水的水平地下水取水构筑物，包括在地面开挖、集取地下水的渠道和水平埋设在含水层中的集水管渠。渗渠适用于开采埋深小于2m、厚度小于6m的含水层。渗渠的深度一般为4-7m，很少超过10m。56. 渗渠一般由集水管（渠）、集水井、检查井和泵站。集水井用以汇集集水管来水，并安装水泵或吸水管，同时兼有调节水量和沉砂作用。检查井便于检修、清通，应设置在集水管末端、转角处和变径处。57. 渗渠的位置选择：1.水流较急、有一定冲刷力的直线河段或弯曲河段的凹岸，并尽可能靠近河流主流2.含水层较厚并无不透水夹层的地带3.河床稳定、河水较清、水位变化较小的地段。58. 渗渠的布置方式：1.平行于河流布置2.垂直于河流布置3.平行和垂直组合布置59. 人工补给地下水的方法主要有地面入渗法（面补法、线补法、点补发）和井孔灌注法。60. 地表水取水工程：一般指由人工构筑物构成的从地表水水体中获取水源的工程系统。61. 地表水取水系统主要组成部分：地表水水源、取水构筑物、送水泵站和输水管路。其中，地表水水源为系统提供满足一定水质、水量的原水；取水构筑物安全可靠的从水源取水，送水泵房与管路系统的任务是将所取的安全原水安全可靠的向后续工艺送水。62. 地表水取水构筑物按构造形式不同可分为固定式取水构筑物、移动式取水构筑物和山区河流取水构筑物63. 影响地表水取水构筑物运行的主要因素有：水中漂浮物情况、径流变化、河床演变及泥沙运动等。河流的径流变化也将对取水构筑物安全取水产生重大影响。64. 岸边式取水构筑物是建于河流的一岸，直接从河流岸边取水的构筑物。65. 根据进水间和泵房间的合建与分建，将岸边式取水构筑物分为合建式（根据地质条件，阶梯式或水平式）与分建式。合建式优点：布置紧凑、占地面积小，水泵吸水管路短，运行安全，维护管理方便。但要求岸边水深相对较大、河岸较陡，对地质条件要求相对较高。分建式优点：进水间与泵房分建，可以分别进行结构处理，单独施工，适于地质较差，施工难度大，不宜合建的场合。66. 河床式取水构筑物：适用于主流离岸边较远，岸坡较缓，岸边水深不足或水质较差等。取水形式：1.从取水头部引水自流管取水（安全可靠，但土方开挖量较大）虹吸管引水（利用虹吸高度，可减少管道埋深、降低造价）水泵直接抽水2.取水头部与进水窗联合取水3.桥墩式取水67. 格网面积减少系数：K1b/（bd），集水间顶面标高1洪水位浪高0.5m68. 浮船式取水构筑物：是将取水设备直接安装在浮船上。浮船能随水位涨落而升降，可随河流主航道的变迁而移动。另一特点：既无大量的水下施工作业，又无大量的土石方工程，因而基建费用较低，灵活性大，适应性强，能经常取