抽水治理井的选取和抽水量

地下水动力学

式中：B为抽水系数；T为抽水层导水系数；R为抽水影响半径；rw为抽水井半径。可根据观测孔资料求得T及R，代入式（3-58）得井径（rw）值。
小结
地下水流向完整井稳定流的各类井流方程是地下水资源评价的一种重要理论方法。因此，要求同学们能通过例题、习题计算熟练掌握以下内容：①承压井及潜水井裘布依公式；②在漏斗范围内无观测孔时的流量及水头方程；③在漏斗范围内有观测孔时的水头方程；④深入了解以单井为基础的干扰井流量计算方法；⑤能利用这些方程求渗透系数和预测流量；⑥熟悉各种流量（Q）-降深（sw）经验公式并能用于实践。
复习思考题
1.用叠加原理求解承压井流时，水头可以直接相加吗？为什么？
2.用叠加原理求解潜水井流时，水头可以直接相加吗？为什么？
习题
1.如图3-13所示，已知承压含水层中，有完整单井进行稳定流抽水，含水层厚度（M）为10m，抽水孔半径（rw）为0.065m，影响半径（R）为130m，抽水孔中水位降低（sw）为5m，稳定流量（Q）为410m3/d，抽水前静止水位（H）为55m，求含水层渗透系数（K）？

图3-13 承压完整井抽水示意图


图3-14 潜水完整井抽水示意图

2.其他条件同习题1，当渗透系数（K）为5m/d时，其稳定流量（Q）是多少？
3.已知潜水含水层中，有完整单井进行稳定流抽水，如图3-14所示。已知H=15m，s=2m，R=20m，r=0.2m，K=2m/d，求抽水量（Q）是多少？
4.如图3-15所示，在承压含水层中有一完整单井，进行稳定流定流量抽水。已知抽水前稳定水位H0=20m，含水层厚度M=10m，抽水井中动水位hw=5m，影响半径R=100m，抽水井半径rw=0.2m，求稳定抽水量Q=550m3/d时，含水层的渗透系数（K）是多少？

图3-15 抽水示意图


图3-16 Q=f（sw）曲线

5.已知供水孔进行不同降深的稳定流抽水，现场试验Q-s曲线如图3-16所示，写出预测涌水量的经验公式。
6.已知供水孔进行不同降深的稳定流抽水试验，抽水试验资料见下表，当孔内水位降深为12m时，流量（Q）是多少？

地下水动力学

可能水位低了，泵的进口产生旋涡，通过旋涡把空气带入泵中，使泵的水量减少或抽空，等水位高时又正常抽水了。总之属井的水量跟不上泵的抽水量之故。
水泵启动前没灌泵、进空气、液体不满或介质大量汽化，这时水泵出口压力大幅度下降并激烈地波动，这现象称为抽空。表现在性能上是出口压力趋于零或接近泵的入口压力。泵内接触的零件和机械密封的摩擦副因干摩擦或半干摩擦而产生磨损失效。

深井泵的最大特点是将电动机和泵制成一体，它是浸入地下水井中进行抽吸和输送水的一种泵，被广泛应用于农田排灌、工矿企业、城市给排水和污水处理等。由于电动机同时潜入水中，故对于电动机的结构要求比一般电动机特殊。其电动机的结构形式分为干式、半干式、充油式、湿式4种。

开泵前，吸入管和泵内必须充满液体。开泵后，叶轮高速旋转，其中的液体随着叶片一起旋转，在离心力的作用下，飞离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢，压力逐渐增加，然后从泵出口，排出管流出。此时，在叶片中心处由于液体被甩向周围而形成既没有空气又没有液体的真空低压区，液池中的液体在池面大气压的作用下，经吸入管流入泵内，液体就是这样连续不断地从液池中被抽吸上来又连续不断地从排出管流出。
一 深井泵运行、维护和保养
1、电泵运行中要经常观察电流、电压表和水的流量，力求电泵在额定工况下运行。
2、应用阀门调节流量、扬程不得超载运行。
有下列情况之一应立即停止运行:
1)额定电压时电流超过额定值;
2)额定扬程下，流量较正常情况下降低较大;
3)绝缘电阻低于0.5兆欧;
4)动水位降至泵吸入口时;
5)电气设备及电路不合规定时;
6)电泵有突然声响或较大的震动时;
7)保护开关频率跳闸时。
3、要经常不断的观察仪表，检查电器设备每半个月测一次点击绝缘电阻，电阻值不低于0.5兆欧。
4、每排灌期(2500小时)进行一个检修保护，更换换的易损件。
5、电泵的起吊与装卸:
1)拆开电缆，断离电源。
2)用安装工具逐步拆卸出水管、闸阀、弯管，并用夹管板紧下一节输水管，这样依次，逐节拆卸将泵吊出井外。(在吊拆过程发现有卡住不能强行起吊，应上下左右活动客服卡点安全吊卸)
3)拆下护线板、滤水网并从引线和三芯电缆或扁电缆接头处剪断电缆。
4)取出联轴器上锁圈，拧下固定螺钉，拆下连接螺栓，使电机、水泵分离。
5)放出电机内充水。
6)水泵的拆卸:用拆卸扳手，左旋卸下进水节，用拆卸筒在泵下部冲击锥形套，叶轮松动后，取出叶轮、锥形套、卸下导流壳，这样依次卸完叶轮、导流壳、上导流壳、止回阀等。
7)电机拆卸:依次拆下底座、止推轴承、推力盘、下导轴承座连接座、甩水器、取出转子、拆下上到轴承座、定子等。
6、电泵的装配:
(1)电机的装配次序:定子组装→下导轴承组装→转子组装→推力盘→左扣螺母→止推轴承组装→底座组装→上导轴承座组装→骨架油封→连接座。调整螺柱，使电机轴伸符合规定的要求。然后上好调压膜、调压弹簧及盖。
(2)水泵的装配:将轴和进水节固定在我能装座上，用拆装筒将叶轮、锥形套固定在轴上，再装上导流壳、叶轮........这样依次装完上流壳、止回阀等。
八级以下的电机水泵部门装配时，首先在进水节和上到轴承座接触平面间均匀上好拉紧螺母，装上联轴器、泵轴、上好固定螺柱以及锁圈，用潮装筒将叶轮、锥形套固定在泵轴上，在装上导流壳、叶轮......这样依次装完上导流壳等。泵装好后拉开拉螺母，取出垫片，在把拉筋螺母均匀上紧，然后从联轴器处转动电泵，转动必须均匀。
二 操作技术：
1.深井泵应使用在含砂量低于0.01%的清水源，泵房内设预润水箱，容量应满足一次启动所预润水量。
2.新装或经过大修的深井泵，应调整泵壳与叶轮的间隙，叶轮在运转中不得与壳体摩擦。
3.深井泵在运转前应将清水通入轴与轴承的壳体内进行预润。
4.深井泵启动前，检查项目应符合下列要求:
1)底座基础螺栓已紧固;
2)轴向间隙符合要求，调节螺栓的保险螺母已装好;
3)填料压盖已旋紧并经过润滑;
4)电动机轴承已润滑;
5)用手旋转电动机转子和止退机构均灵活有效。
5.深井泵不得在无水情况下空转。水泵的一、二级叶轮应浸入水位1m以下。运转中应经常观察井中水位的变化情况。
6.运转中，当发现基础周围有较大振动时，应检查水泵的轴承或电动机填料处磨损情况;当磨损过多而漏水时，应更换新件。
7.已吸、排过含有泥砂的深井泵，在停泵前，应用清水冲洗干净。
8.停泵前，应先关闭出水阀，切断电源，锁好开关箱。冬季停用时，应放净泵中积水。

11.4.1.1 抽水治理井

抽水治理井的选取，主要为研究区内地下水中等及其严重污染范围内的所有现存水源井，水源井的选取必须明确其取水层为，如在第四系地下水系统第Ⅱ含水组污染区域，抽水治理井则需选取此污染范围内第Ⅱ含组的水源井。同时，为了保证抽水治理效果，对于长期备用或者曾经报废的水源井，作为抽水治理井之前，应进行洗井工作，疏通含水层。

经调查研究，研究区内共有可利用机井共有26眼，全部机井成井时的出水能力为1780m³/h，合计42720m³/d。现阶段可利用机井20眼处理后总出水能力可达1350m³/h，合计32400m³/d。其中，浅井8眼，处理后出水能力为450m³/h，合计10800m³/d;深井17眼，处理后出水能力为940m³/h，合计22560m³/d。

11.4.1.2 抽水量

抽水方式可分为连续抽水或间断抽水。通常，用间断抽水方式替代连续抽水方式，在间断抽水的间歇期，弱渗透带的污染物通过扩散和解吸进入强渗透带，一旦抽水重新开始，去除污染物的效率会更高。另在选定的几个抽水井间进行循环抽水以使滞留带的污染物发生流动，从而更便于治理。抽水井抽水和间歇的时间长短要根据具体的地点确定，只有通过连续的监测才能找到最优值。

综合研究区水文地质条件，对于第四系地下水系统第Ⅱ含水组适宜采取间断抽水方式，对第Ⅲ含水组适宜采取连续抽水方式。

研究区第四系地下水系统第Ⅱ含水组井取水按照间断抽水方式进行，每抽4d，停抽1d，每年运行256d设计(其余时间为设备检修、调试、水源井洗井及其他原因停止运行时间)。2010年6月～2011年6月，布置浅井8眼，处理后出水能力为10800m³/d(合计276.5万m³/a)。2011年6月后，新增1眼浅水井，处理后新增出水能力为1200m³/d(合计30.7万m³/a)，使第四系地下水系统第Ⅱ含水组的总抽出水量为307.2万m³/a。

研究区第四系地下水系统第Ⅲ含水组井采用续抽水方式，每年运行320d(其余时间为设备检修、调试、水源井洗井及其他原因停止运行时间)。2010年6月～2011年6月，布置深井19眼，处理后出水能力为22560m³/d(合计721.9万m³/a)。2011年6月后，新增5眼深水井，处理后新增出水能力为9120m³/d(合计291.8万m³/a)，使第四系地下水系统第Ⅲ含水组的总抽出水量为941.7万m³/a。

研究区第四系地下水系统第Ⅱ含水组和第Ⅲ含水组地下水六价铬污染抽水处理治理图如图11.63和图11.64所示。

图11.63 研究区第四系地下水系统第Ⅱ含水组抽水治理布置图

图11.64 研究区第四系地下水系统第Ⅲ含水组抽水治理布置图

11.4.1.3 抽水系统和输水工程布置

(1)抽水工程布置

抽水系统工程布置是指水源井内的抽水设备的安装，主要为水泵(及其附属泵管)和配电和抽水控制监测设备的安装，对于抽水设备不健全的治理井进行补充安装。

水泵的购置安装，根据各井出水情况的不同，分别选用扬程50m，流量60t(浅井)和扬程100m，流量100t(深井)的变频潜水电泵;配电设备的购置安装，为变频电控箱和相关输电线路;抽水控制监测设备的购置和安装，主要为远程自动控制系统、远程流量自动监测系统，主要采用唐山市水务局人畜饮水工程所用设备，及其研究区内原水源井拆回设备，欠缺部分进行采购安装。另缺少井房保护的要设置井口简易保护装置，对水泵、变频电柜、流量监测和控制系统进行保护。

(2)输水去向

抽水处理技术抽出受六价铬污染的地下水去向主要有:①抽水治理井附近的街道雨水管网，收集后作为环城水系和丰城区的景观用水;②城区改造的建筑施工用水;③送入B钢厂210高炉蓄水池，作为景观用水的调节;另一部分供应B钢厂生产用水。