管井设计出水量的确定
第二章 管井出水量计算 优质课件
Q 1.364K H 2 h02 1.364K (H h0 )(H h0 ) 1.364K (2H s0 )s0
∴
lg R
lg R
lg R
r0
r0
r0
以上就是裘布依(Dupuit)公式的三种形式。
3. Thiem(蒂姆)公式
Q 1.364K (2H s1 s2 )(s1 s2 ) lg r2 r1
4.影响半径问题
该问题历来是水文地质工作者所讨论和关心的问题。 R于1870年由德国工程师Thiem首先提出。多年来，各国科 学家提出了很多经验公式，现在看来均有局限性。 计算影响半径应分两种情况： ①在无限含水层中,可根据非稳定流理论,推导出公式为：
Tt
R0 1.5
②含水层有补给源时，可用引用影响半径代替。
2.推导过程
地下水流向为指向水井中心的放射状直线，等水位线 为以水井为中心的同心圆柱面，且：Qr1=Qr2=…=Q
根据达西（Darcy）定律，有：Q 2rhK dh
dr
分离变量并移项： 2hdh Q 1 dr
K r
积分得：
h2 Q ln r c
K
代入定解条件：
h H (r R)
移项得：
Q 2 Ts0
R ln
r0
写成常用对数形式：Q 2.732 KMs 0
R lg
r0
3. Thiem(蒂姆)公式
如果在抽水井附近有观测孔，可推导出如下 公式：
Q 2.732 KM (s1 s2 ) lg r2 r1
(两个观测孔)
Q 2.732 KM (s0 s1 ) lg r1 r0
① 地下水运动为稳定流，符合达西定律，即：Q＝KFI； ② 含水层均质、等厚，各向同性； ③ 含水层的隔水底板水平，天然水力坡度为零； ④ 边界条件为环形补给边界(半径为R)； ⑤ 抽水井流量稳定不变。
CJJ10-86供水管井设计、施工及验收规范
供水管井设计、施工及验收规范CJJ10—86四川省主编单位：中国市政工程西南设计院批准部门：中华人民共和国城乡建设环境保护部实行日期：1986年12月1日关于批准颁发《供水管井设计、施工及验收规范》的通知（86）城城字第236号根据原国家城市建设总局（80）城科字第51号文安排，由中国市政工程西南设计院负责组织编制的《供水管井设计、施工及验收规范》，现经我部审查，批准为部标准，编号为CJJ10—86，自一九八六年十二月一日起实行。
在实行过程中，如有问题或意见，请函告成都市外北曹家巷中国市政工程西南设计院《供水管井设计、施工及验收规范》管理组。
城乡建设环境保护部一九八六年五月十二日第一章总则第1.0.1条本规范适用于生活饮用和工业生产供水管井的设计、施工及验收。
第1.0.2条供水管井的设计、施工，应在具有必要的水文地质资料后进行。
当水文地质资料不能满足供水管井的设计、施工时，应按勘探开采井设计、施工。
第1.0.3条供水管井所使用的材料，应符合本规范及现行标准的有关规定。
第二章管井设计第一节现场踏勘第2.1.1条设计前，应根据任务要求，搜集和研究建井地区的有关资料。
第2.1.2条现场踏勘时，应了解建井地区的地下水开发利用情况及施工条件，并核实已有资料。
第二节井群布置及井位确定第2.2.1条井群位置（井位）的确定，应考虑下列因素：一、需水量和水质要求；二、地下水资源可靠；三、城镇规划和现有给水设施；四、施工、运行和维护方便；五、有足够的卫生防护范围；六、需水量增加时，有扩建可能。
第2.2.2条井群的布置，应进行水文地质计算，经技术经济比较后确定。
遇地下水补给来源充足的大厚度含水层或多层含水层时，可设计分段或分层取水井组；与河流联通性良好的含水层，可设计傍河井群；岩溶地区地下水特别富集时，可设计同深度井组。
第2.2.3条井群设计时，应设置长期观测孔。
观测孔的设计，应符合《供水水文地质勘察规范》（TJ27—78）的有关规定。
管井的构造应符合下列要求
管井的构造应符合下列要求：1 管井的滤管可采用无砂混凝土滤管、钢筋笼、钢管或铸铁管。
2 滤管内径应按满足单井设计出水量要求而配置的水泵规格确定，滤管内径宜大于水泵外径50mm，且滤管外径不宜小于200mm。
管井成孔直径应满足填充滤料的要求。
3 井管外滤料宜选用磨圆度好的硬质岩石的圆砾，不宜采用棱角形石渣料、风化料或其它粘质岩石成分的砾石。
滤料规格宜满足下列要求：1）砂土含水层D50＝6d50～8d50式中：D50－－小于该粒径的填料质量占总填料质量50%所对应的填料粒径(mm)；d50—－小于该粒径的土的质量占总土质量50%所对应的含水层土颗粒的粒径(mm)。
2）d20<2mm的碎石土含水层D50＝6d20～8d20式中：d20—－小于该粒径的土的质量占总土质量20%所对应的含水层土颗粒的粒径(mm)。
3）对d20≥2mm的碎石土含水层，宜充填粒径为10mm～20mm的滤料。
4）滤料的不均匀系数应小于2。
4 采用深井泵或深井潜水泵抽水时，水泵的出水量应根据单井出水内力确定，水泵的出水量应大于单井出水能力的1.2倍。
5 井管的底部应设置沉砂段，井管沉砂段长度不宜小于3m。
真空井点的构造应符合下列要求：1 井管宜采用金属管，管壁上渗水孔宜按梅花状布置，渗水孔直径宜取12mm～18mm，渗水孔的孔隙率应大于15%，渗水段长度应大于1.0m；管壁外应根据土层的粒径设置滤网；2 真空井管的直径应根据设计出水量确定，可采用直径38mm～110mm的金属管；成孔直径应满足填充滤料的要求，且不宜大于300mm；3 孔壁与井管之间的滤料宜采用中粗砂，滤料上方应使用粘土封堵，封堵至地面的厚度应大于1m。
降水设计时，应满足上述狗仔要求，构造要求应在图上表示出来，如无法用图表示应用文字说明。
管道液流量设计值
管道液流量设计值
1.工艺要求：管道系统中流体的设计流量需要满足工艺过程的要求。
不同的工艺过程对流体流量的要求可能不同，需要根据具体工艺选择合适
的设计流量。
2.生产需求：管道系统中流体的设计流量需要满足生产需求。
根据生
产计划、产品需求等因素确定设计流量，以保证生产线的正常运行。
3.材料选择：管道材料的选择也会受到设计流量的影响。
设计流量大，需要选择更加耐压和耐腐蚀的材料来确保管道的安全与可靠。
4.管道直径：管道设计中需要确定管道的直径，而设计流量是确定直
径的重要参数之一、通过流量计算和经验公式等方法，可以确定合适的管
道直径以满足设计流量。
5.系统压力：管道系统中的设计流量还需要考虑系统压力的变化。
通
常情况下，管道系统中的设计流量需要满足最大压力条件下的要求。
6.正常运行和特殊情况：在确定设计流量时，还需要考虑管道系统在
正常运行和特殊情况下的流量要求。
例如，针对停电、紧急停车等情况设
计了备用泵或备用管道，以保证流体流量不中断。
在确定管道液流量设计值时，需要综合考虑以上因素，并进行流量计
算和分析。
通常会采用流体力学原理、经验公式、实验数据等方法来确定
设计流量。
此外，还需要根据设计流量确定管道的直径、选用合适的材料
和设备，以确保管道系统能够正常运行，并满足工艺要求和生产需求。
综上所述，管道液流量设计值的确定是管道系统设计的重要部分。
通过综合考虑工艺要求、生产需求、材料选择、系统压力、正常运行和特殊情况等因素，可以确定合适的设计流量，并进行相关的管道设计工作。
管井单井出水量计算公式
管井单井出水量计算公式管井的单井出水量是指单位时间内从井底流出的水量，是评价管井水源供应能力的重要指标。
准确计算单井出水量对于合理规划和管理供水系统具有重大意义。
管井单井出水量的计算公式基于流体力学和水力学原理，通常将其分为压力井和自流井两种情况进行计算。
首先，我们来看压力井的计算公式。
压力井是通过人工或机械方式将水压送至地面的井，其出水量主要受到地下水位、管道直径、地下水渗透性和压力等因素的影响。
压力井的单井出水量（Q）可以用以下公式表示：Q = K × A × H其中，K为井的渗透系数，反映了地下水对井的渗透性能。
A为管道的截面积，取决于管道直径。
H为饱和压力水位与井底水位之差，即井底水位与地面之间的垂直距离。
接下来，我们来看自流井的计算公式。
自流井是地下水位高于地面的自然流出的井，其出水量受到地下水位、井孔半径、地下水渗透性和井孔有效截面积等因素的影响。
自流井的单井出水量（Q）可以用以下公式表示：Q = K × π × r²其中，K为井的渗透系数，反映了地下水对井的渗透性能。
π为圆周率，约等于3.14159。
r为井孔的半径，是井孔含水层的有效半径。
在实际应用中，为了更加准确地计算单井出水量，还需要考虑井的渗透性改善系数、水位变动系数等修正因素。
这些修正因素会根据实际情况进行具体的修正和调整，以保证计算结果更加精确可靠。
通过计算单井出水量，我们可以对供水系统的水源供应能力进行合理评估，以便为合理规划、设计和管理提供依据。
同时，可以根据不同的出水量需求，调整井底水位、管道直径等参数，以优化供水系统的运行效率和水资源利用率。
综上所述，管井单井出水量的计算公式是基于流体力学和水力学原理得出的，通过对压力井和自流井进行不同的计算方式，可以得到准确的出水量结果。
合理计算单井出水量对于供水系统的规划和管理至关重要，我们需要考虑多种因素，并进行相应的修正和调整，以获得更加精确和可靠的计算结果。
供水管井设计、施工和验收规范标准[详]
![供水管井设计、施工和验收规范标准[详]](https://img.taocdn.com/s3/m/4672ca57168884868762d69f.png)
供水管井设计、施工及验收规范1986-5-12主编单位：中国市政工程西南设计院批准部门：中华人民共和国城乡建设环境保护部实行日期：1986年12月1日关于批准颁发《供水管井设计、施工及验收规范》的通知（86）城城字第236号根据原国家城市建设总局（80）城科字第51号文安排，由中国市政工程西南设计院负责组织编制的《供水管井设计、施工及验收规范》，现经我部审查，批准为部标准，编号为CJJ10—86，自一九八六年十二月一日起实行。
在实行过程中，如有问题或意见，请函告成都市外北曹家巷中国市政工程西南设计院《供水管井设计、施工及验收规范》管理组。
城乡建设环境保护部一九八六年五月十二日第一章总则第1.0.1条本规范适用于生活饮用和工业生产供水管井的设计、施工及验收。
第1.0.2条供水管井的设计、施工，应在具有必要的水文地质资料后进行。
当水文地质资料不能满足供水管井的设计、施工时，应按勘探开采井设计、施工。
第1.0.3条供水管井所使用的材料，应符合本规范及现行标准的有关规定。
第二章管井设计第一节现场踏勘第2.1.1条设计前，应根据任务要求，搜集和研究建井地区的有关资料。
第2.1.2条现场踏勘时，应了解建井地区的地下水开发利用情况及施工条件，并核实已有资料。
第二节井群布置及井位确定第2.2.1条井群位置（井位）的确定，应考虑下列因素：一、需水量和水质要求；二、地下水资源可靠；三、城镇规划和现有给水设施；四、施工、运行和维护方便；五、有足够的卫生防护范围；六、需水量增加时，有扩建可能。
第2.2.2条井群的布置，应进行水文地质计算，经技术经济比较后确定。
遇地下水补给来源充足的大厚度含水层或多层含水层时，可设计分段或分层取水井组；与河流联通性良好的含水层，可设计傍河井群；岩溶地区地下水特别富集时，可设计同深度井组。
第2.2.3条井群设计时，应设置长期观测孔。
观测孔的设计，应符合《供水水文地质勘察规范》（TJ27—78）的有关规定。
单井出水量推测计算方法
单井出水量推测计算方法（外推法）管井水力计算的经验公式 在工程实践中常根据水源地或水文地质条件相似地区的抽水实验所得的Q －S 曲线进行井的出水量计算。
这种方法的优点在于不必考虑井的边界条件，避开水文地质参数，并能综台井的各种复杂因素的影响，因此，计算结果比较符合实际悄况。
用经验公式的计算方法是，在抽水实验的基础上找出符合井的出水量Q 和水位降落值S 之间的关系方程式。
根据所得方程，即可求出在已定的水位降落值时的井的出水量，或据已定的井的出水量，求出井的水位降落值。
工程实践中常见的Q －S 曲线，有直线型、抛物线型、幂函数型及半对数型等数种，分述如下（四种曲线，列于表7－6）。
（1）直线型方程（如图7－12）：qS Q = （7－16）此式与承压含水层裘布依公式（7－2）相类似，同属直线型。
单位出水量q （即通过Q －S 坐标原点的直线斜率）可用下式计算：∑∑=2SQS q （7－17）（2）抛物线型方程（如图7－13）：2bQ aQ S += （7－18）式中a 和b 为待定系数。
上式两端除以Q ，得：bQ a QS+= （7－19）令S 0=S/Q ，则：bQ a S 0+= （7－20）在S 0－Q 坐标中，式（7－20）为一直线（如图7－14）。
a 为直线在纵轴上的截距，b 为直线的斜率，因而从图7－14可求得待定系数a 和b 。
如用最小二乘法，可按下式计算：∑∑∑∑∑--=220)Q (Q n Q S S n b （7－21）nQ b Sa 0∑∑-=（7－22）式中n 为抽水试验的水位降落次数，下同。
表7－ 6 井的出水量Q 和水位降落值S 关系曲线经验公式Q —S 曲线转化后的公式转化后的曲线直线型 Q=q S抛物线型 S=a Q+b Q 2S 0=a+bQ S 0=S/Q幂函数型 m S a Q =lgQ=lga+m1lgS半对数型Q=a+ lg SQ=a+blgS（3）幂函数型方程（如图7－15）：m S a Q = （7－23）式中a 、m 为待定系数。
8 地下水控制(基坑支护)
附：建筑基坑支护技术规程（JCJ-99）8 地下水控制8．1 一般规定8．1．1 地下水控制的设计和施工应满足支护结构设计要求，应根据场地及周边工程地质条件、水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析、确定。
8．1．2 地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水和回灌等型式单独或组合使用，可按表8.1.2选用。
表8.1.2 地下水控制方法适用条件8．1．3 当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法。
截水后，基坑中的水量或水压较大时，宜采用基坑内降水。
8．1．4 当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施保证坑底上层稳定。
8．2 集水明排8．2．1 排水沟和集水井可按下列规定布置：1．排水沟和集水井宜布置在拟建建筑基础边净距0.4m以外，排水沟边缘离开边坡坡脚不应小于0.3m；在基坑四角或每隔30~40m应设一个集水井；2．排水沟底面应比挖土面低0.3~0.4m，集水井底面应比沟底面低0.5m以上。
8．2．2 沟、井截面根据排水量确定，排水量V应满足下列要求：V≥1.5Q （8.2.2）式中Q——基坑总涌水量，可按附录F计算。
8．2．3 抽水设备可根据排水量大小及基坑深度确定。
8．2．4 当基坑侧壁出现分层渗水时，可按不同高程设置导水管、导水沟等构成明排系统；当基坑侧壁渗水量较大或不能分层明排时，宜采用导水降水方法。
基坑明排尚应重视环境排水，当地表水对基坑侧壁产生冲刷时，宜在基坑外采取截水、封堵、导流等措施。
8．3 降水8．3．1 降水井宜在基坑外缘采用封闭式布置，井间距应大于15倍井管直径，在地下水补给方向应适当加密；当基坑面积较大、开挖较深时，也可在基坑内设置降水井。
8．3．2 降水井的深度应根据设计降水深度、含水层的埋藏分布和降水井的出水能力确定。
设计降水深度在基坑范围内不宜小于基坑底面以下0.5m。
8．3．3 降水井的数量n可按下式计算：n=1.1Q/q （8.3.3）式中Q——基坑总涌水量，可按附录F计算；q——设计单井出水量，可按本规程第8.3.4条计算。
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管井设计出水量的确定
6．1一般规定
6．1．1出水量设计应包括井群总出水量和单井出水量两部分。
6．1．2出水量的计算公式应根据当地水文地质条件合理选择，也可按勘察报告中的公式或本规范附录A的有关规定计算。
6．1．3井壁允许进水流量和过滤管允许进水流量应根据管井结构、含水层岩性及渗透性计算。
6．1．4管井设计出水量应小于管井出水能力，管井出水能力应受井壁允许进水流速和过滤管允许进水流速的制约。
松散层中管井的设计出水量应小于井壁允许进水量和过滤管允许进水量的要求，岩体中的管井应小于过滤管允许的进水量要求。
6．1．5管井井群设计时，应设置备用管井。
备用管井的数量宜按设计总出水量的10％～20％确定，且应至少设置一口。
6．2供水管井设计出水量的确定
Ⅰ生活、生产用水管井设计出水量的确定
6．2．1井群设计的总出水量应小于开采地区地下水允许开采量。
地下水允许开采量应按现行国家标准《供水水文地质勘察规范》GB50027的规定执行。
6．2．2供水管井出水能力应以该井过滤管的允许进水流量表示，并应按下式计算确定：
式中：Q g——过滤管的允许进水流量(m3／s)；
n——过滤管进水面层有效孔隙率，宜按过滤管面层孔隙率的50％计算；
V g——过滤管允许进水流速，供水管井不宜大于0．03m／s。
当地下水具有腐蚀性和容易结垢时，应按减少1／3～1／2后确定(m／s)；
D g——过滤管外径(m)；
L——过滤管有效进水长度，宜按过滤管长度的85％计算(m)。
6．2．3松散层中供水管井的出水能力除应符合本规范第6．2．2条的规定外，还应采用下列公式进行复核：
式中：Q j——井壁允许进水流量(m3／s)；
V j——井壁允许进水流速(m／s)；
D j——井身直径(m)；
L——井壁过水断面长度(m)；
K——含水层渗透系数(m／s)。
6．2．4布置井群开采地下水时，确定管井流量的设计水位下降值应进行群井开采干扰下的降深验算，其最大降深应满足使用要求，可按本规范附录A的规定确定。
Ⅱ热源井设计出水量的确定
6．2．5热源井宜选用浅层地下水。
6．2．6热源井设计出水量应符合本规范第6．2．1条～第6．2．4条的规定。
回灌量应在回灌试验的基础上确定。
6．2．7热源井的持续出水量和回灌量应符合现行国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB50366的规定。
6．3降水管井设计出水量的确定
6．3．1降水管井的设计，对疏干降水，水位应低于基坑开挖深度面0．5m～1．0m；对减压降水，压力水头降应根据基坑底面以下保留的隔水层重度和厚度确定。
6．3．2降水出水量计算应包括基坑总涌水量和单井的出水量。
6．3．3降水管井的设计出水量应根据管井结构设计、当地水文地质条件，以及设计降水深度等综合因素按干扰井公式确定，并应按本规范第6．2．2条和第6．2．3条的规定进行复核。
6．3．4降水管井过滤管允许进水流速宜取0．03m／s～0．08m／s。
6．3．5松散层中的降水管井井壁允许进水流速应按下式计算：
式中：K——含水层渗透系数(m／d)。
6．3．6基坑总涌水量计算应根据基坑平面形状、面积大小、降水深度、地下水类型、补给条件、降水井的完整性，以及布井方式等因素合理选择计算公式，可按本规范附录B计算。
6．3．7降水水位计算应选取基坑中心点及典型地点进行。
计算公式可采用本规范式(A．0．2-1)和式(A．0．2-2)。