饮水安全工程的水源井设计

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［摘要］文章详细阐述了七爷艾力嘎查饮水安全工程水源井的设计内容。

［关键词］饮水安全;水源井;设计

1工程概况

七爷艾力嘎查隶属于科左中旗乌斯吐苏木，总面积为17.34km2，其中，耕地面积850hm2。科左中旗位于大兴安岭东南边缘，属西辽河平原的东北部分。有西辽河、新开河、乌力吉木仁河流过，其中，新开河自西向东，折转东南纵贯全旗。沿河地势起伏。七爷艾力嘎查供水区属北温带大陆性季风气候，四季变化明显，春季短促回暖快，刮风日数多，蒸发大干旱;夏季短而炎热，受季风影响雨量集中，雨热同步;秋季短暂降温快降雨少;冬季寒冷而漫长。多年(1959～2000年)平均气温5.9℃，多年平均降水量423.7mm，多年平均蒸发量1897.4mm(20㎝蒸发皿)，最大冻深度1.8m。无霜期138d，最大风速24m/s，多年平均风速4.0m/s。

2水文及水文地质

科左中旗乌斯吐苏木七爷艾力嘎查境内境内主要河流为西辽河。西辽河干流多年平均径流量16.51亿m3，保证率P=50%的多年平均径流8．29亿m3;保证率P=75%的多年平均径流4．55亿m3;保证率P=95%的多年平均径流1．52亿m3。供水区所在区域普遍分布第四系孔隙潜水和上第三系层间孔隙承压水。第四系孔隙潜水含水层(组)主要为中更新统大青沟组中粗砂、中细砂层、次为上更新统顾乡屯组中细砂、粉细砂层。含水层累积厚度60～80m，单井涌水量大于1000m3/d(降深5～10m)，水位埋深一般2～5m。上第三系孔隙承压水，为大安组、泰康组由粗到细的两个韵律层分别组成含水层与隔水层。承压水头较浅，为4.0～4.28m，径流条件好。埋藏在20～160m以下，是区内较为丰富的地下水资源。

3设计参数

(1)工程类型。供水量32.67m3/d，小于200m3/d，本供水工程为Ⅴ型。(2)供水保证率。设计取水量的保证率为95%。(3)用水标准。居民生活用水定额55L/人•d，管网损失水量和未预见水量按上述用水量之和的10%计算，设计年限15a，人口自然增长率3.47‰，定时方式供水时变化系数3.5，日变化系数1.3。供水范围为科左中旗乌斯吐苏木七爷艾力嘎查，现有512人，设计供水人口540人。(4)设计规模。供水规模由居民生活用水量、公共建筑用水量等组成。

4供水方式

供水区采用集中式供水，以地下水为供水水源，

5水源工程设计

(1)取水量。取水泵房设计流量即项目区供水规模，故七爷艾力嘎查设计取水量为4.76m3/h。(2)取水构筑物。依据供水区水文地质资料及水质检验报告表明，供水区水源井只能建深井做水源井，根据设计规模，七爷艾力嘎查需新打1眼井，建泵房1座。(3)井深确定。影响井深的因素较多，但主要为含水层结构特征、水质情况及经济技术条件等。结合科左中旗地区实际情况，确定七爷艾力嘎查水源井井深为104m。(4)滤水管设计。本供水工程水源的滤水管采用内径300mm，外径400mm，壁厚50mm多孔混凝土填滤料滤水管。滤水管长度为61m。(5)滤料设计。滤料是根据含水层岩性特征进行设计的，滤料的选择主要是根据含水层岩性和本地区多年实践总结出的适合本类型含水层特点而定的。根据含水层以细砂，中细砂，中砂为主这一特点，要求滤料粒径选取1～3mm，并要求级配合理，1～2mm占50%，滤料应进行水洗，含土量小于0.5%，滤料厚度为15cm。(6)井孔直径校核。井孔直径应根据设计取水量、允许井壁进水流速、设计取水含水层厚度和埋深、过滤器类型、钻井工艺等通过技术经济分析确定。(7)校核单井涌水量。水源井设计出水量即为供水区最高日最高时用水量，按照每天工作12h，时变化系数K=3.5时，进行供水工程设计。最高日最高时用水量为4.76m3/h。(8)井管强度校核。井管最不利受力状态为下管期间，本次设计混凝土井管采用托盘式下管法，井管所受的力有自重产生的垂直向下的压力，泥浆垂直向上的浮托力及外部土层对井管的径向压力，后者一般较小，通常不予考虑。因此，只对井管抗压强度进行校核。(9)抽水试验及水质化验。抽水试验的目的是检验井的出水量，确定降深与出水量的关系，为运行管理提供依据。时间不小于48h。(10)成井技术要求。①井斜度小于1°;②回填滤料要均匀、慢速、防止拴阻;③洗井要及时彻底，洗井时间不应小于12h。

作者:孙磊 单位:通辽市自来水公司