地下水资源开发利用.ppt

第九章 地下水资源开发利用工程 第一节 水源地的选择及其允许开采量的确定;·为增加开采补给量、保证水源地的长期均衡开采，水源地应尽可能选择在可以最大限度拦截区域地下径流的地段。接近补给水源和能充分夺取各种补给量地段。 如基岩地区的水源地常常选择在集水条件最好的区域性阻水界面的上游一侧；在松散地层分布区，水源地应尽可能靠近补给地下水的河流岸边；在岩溶区，水源地最好选择在区域地下水径流的排泄区附近。 ·为保证水源地投产后能按预计开采动态正常运转和为避免过量开采产生的种种有害后果，在选择水源地时，要从区域水资源综合平衡观点出发，尽量避免出现新旧水源之间、工业和农业用水之间，供水与矿山排水之间的矛盾，也即新建水源地应尽量远离原有的取水点或排水，减少互相干扰。 ;·为保证取出水的质量，水源地应选择在不易引起水质污染(或恶化)的地段上。 如：把水源地选择在远离城市或工矿排污区的上游；远离已污染(或天然水质不良)的地表水体或含水层地段；避开易于使水井淤塞、涌沙或水质长期混浊的流砂层或溶岩充填带。为减少垂向污水渗入的可能性，最好把水源地选择在含水层上部有厚度较大的稳定隔水层分布的地方。 ·水源地应选在不易引起地面沉陷、塌陷、地裂等有害工程地质作用地段上。 ·在选择水源地时，还要从经济上、安全上和扩建前景方面考虑，在满足水量、水质要求的前景下，为节省建设投资，水源地应尽可能靠近供水区，为降低取水成本。水源地应选择在地下水位埋浅或自流地段；河谷水源地要考虑水井的淹没问题；人工开挖的大口井取水工程，则要考虑井的稳固性。可有多水源地选择时，未来扩大开采的前景条件。 ;2.小型分散区式水源地的选择 集中式也适合山区基岩裂隙水小型水源地的选择。只是由于基岩区地下水分布不均匀，水井的布置主要取决强含水裂隙带的分布位置。布井地段地下水位埋深，以及布井地段上游有无较大补给面积地下汇水条件以及夺取开采补给量的条件，也是山区、选井位置必须考虑的条件。 ;二、水源地允许开采量的确定 1.允许开采量的概念 允许开采量：通过技术经济合理的取水构筑物，在整个开采期内出水量不会减少，动水位不超过设计要求，水质和水湿变化在允许范围内，不影响已建水源地正常开采，不发生危害性的工程地质现象的前提下，单位时间内从文地质单元或取水地段中能够取得的水量。单位m3/h、m3/d、m3/a。 开采量：只反映取水工程的出水能力。开采量不准大于允许开采量。 ;;;3.允许开采量的精度分级 允许开采量按其精度分ABCDE五级，A级最高。 E级：一般用经验参数估算，用于对区域地下水的概略了解。 D级：用于规划阶段水源地的选择。要求在初步圈定的富水地段上，根据小比例尺水文地质测绘的资料，估算允许开采量。 C级：用于初步设计阶段。要求在水文地质初勘的基础上，用带观测孔的抽水试验或枯水期地下水动态观测资料，结合初步设计方案计算允许开采量，作为给水工程初步设计的依据。 ;B级：用于设计阶段。要求在水文地质详勘的基础上，根据一个水文年以上的地下水动态资料和互阻抽水试验或试验性开采抽水试验，运用数学模型，结合具体开采方案，确定允许开采量，论证保证程度。预测开采条件下水位、水量、水质的变化，提出保证和改善措施，作为给水工程施工图纸设计依据。 A级：用于开采阶段水源地改造、扩建及保护。要求掌握三年以上连续的开采动态资料，具有为解决开采水源地具体课题所进行的专门研究和试验成果。 地下水具有流动性和可恢复性特点，对大中型水源地来说，供水的保证率是至关重要的。作为B级精度、要求采用97%的保证率。 ;4.允许开采量的计算 ①水量平衡法 是运用物质不灭原理，对取水地段影响范围内(平衡区)在一定时间段(平衡期，一般不少于一年)中，对地下水补给量，储存量和排泄量之间数量转换关系进行水量平衡计算，来确定地下水的允许开采量。 开采条件下，补给量Qb、排泄量Qp和储存量之关系 ;;;;;;·利用灌溉定额资料计算时 Qb=α·m·A·1/365 (9-11) α—入渗系数 m—灌溉定额m3/a 对潜水含水层而言，当潜水面下降一个单位时，单位面积柱体含水层水位波动带上所排出的动水的体积称灌溉面积。 ? ;E.相邻含水层垂向越流补给量 Qb= A·η（H2- H1）= A·K′（H2- H1）/ m′ Qb—相邻含水层垂向越流补给量m3/d A—越流补给面积m2 η—越流系数1/d K′—越流层垂向渗透系数m/d m′—越流层的厚度m H2—相邻含水层的水位m H1—开采层的水位或开采漏斗的平均水位m ;F1含水层的容积储存量 Wv=μ·V μ—给水度 V—含水层的体积m3 G.承压含水层的弹性储存量Wc Wc=A·S·hp(m3) (9-14) A—计算面积m