幾種特殊形式的地下取水工程設施
1、輻射井
有垂直開挖的集水井和水平向的集水管(輻射管)構成的井型。水平的集水管成輻射狀,適用於含水層埋藏較淺、透水性差,布設管井、大口井出水量小的地區。垂直開挖的集水井一般不用從含水層中直接取水,井壁及井底多為密封,像是「儲水罐」,其用途是為了水平向開挖輻射管提供工作場所,建成後彙集水平集水管的來水及安裝水泵設備等。
水平向的輻射管是引用地下水的主要設備,在鬆散堆積物的含水層中,常用帶有進水孔縫的鋼管安裝,堅硬不易破碎的裂隙含水層,只要鑽成集水孔,不用安裝管材,因其堅硬,不易垮塌。
施工時,輻射管垂向層數及水平向集水管數目,直接影響成井後的出水量及施工成本費用,施工前,應考慮用戶的需水量及詳細的水文地質條件分析。
2、坎兒井
坎兒井是乾旱地區開發利用山前沖洪積扇地下潛水的較為古老的水平集水工程,主要由豎井、暗斜井(廊道)、明渠、蓄水池組成。豎井開挖目的是貫通暗斜井及用作暗斜井施工時排土、通風。成井後用作檢查、清淤、維修通道。
暗斜井(暗渠)為坎兒井的主體工程,作為集水、輸水通道,一般按地下水流向或垂直地下水流向布置,布設時,盡量能夠最大的接貨地下水,斷面為拱形,由地勢低處開挖,直通含水層處,與水平向正向夾角(仰視)3—5度,便於水自流。暗斜井揭露含水層斷面越大,其地下水涌水量越多。
明渠連接暗斜井(暗渠)與儲水池,在地面開挖的輸水渠道,把地下水輸送至儲水池中。在明渠尾端修建儲水池出水,便於利用。
3、截潛流工程
在乾旱、半乾旱地區山谷、中小型間歇性河流潛水位較高的地方,通過修建地下水壩(截水牆)截取地下潛流的水平集水工程。由截水牆、集水洞(管)引水渠等組成。
截水牆多用黏土夯實,與河道垂直布置,節約成本,地下基礎建在基岩或隔水層上,保證施工質量,避免發生滲漏或衝垮,也可用漿砌石、混凝土修建,視引水量大小及施工經濟技術條件而定。集水洞(管)用來彙集潛流並將水輸送到引水渠或集水井中,在進水的一邊及頂部填充濾料,緊靠截水牆,多建成拱形或圓洞形。
引水渠一般為明渠,將集水洞管的來水引入利用或引入集水設施內,便於利用。在沒有自流的條件下,可將引水渠輸來的水儲存集水井中,安裝水泵,抽水利用。如集水洞管過長時,則應隔一定距離或洞管轉彎處與變徑處設置檢查井,供檢修觀測之用。
了解掌握各類型地下取水工程,布設、選用相應的取水設施,能夠對各種地形、地貌、水文地質條件下的地下水的合理開發與利用起著重要的作用。
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