[科普中国]-地下水取水构筑物

地下水取水构筑物是指从地下含水层取集表层渗透水、潜水、承压水和泉水等地下水的构筑物，如管井、大口井、复合井、辐射井等。管井又称机井通常指用凿井机械开凿至含水层中，用井管保护井壁的垂直地面的直井1。

位置的选择地下水取水构筑物的位置选择主要取决于水文地质条件和用水要求。在选择地点时，应考虑下列基本情况：

（1）取水地点应与城市或工业总体规划相适应。

（2）应位于出水丰富、水质良好的地段。

（3）应尽可能靠近主要用水地区。

（4）应有良好的卫生防护措施，以免遭污染。在易污染地区，城市生活饮用水的取水地点应尽可能设在居民区或工业区的上游。

（5）应考虑施工、运转、维护管理方便，不占农田，或少占农田。

（6）应注意地下水的综合开发利用。

形式的选择地下水取水构筑物形式的选择，应根据含水层埋藏深度、含水层厚度、水文地质特征以及施工条件等通过技术经济比较确定。管井的建设通常用专门的钻井机械开凿井机，开凿的方法又分为冲击钻进和回转钻进。冲击钻进所需设备简单、轻便，常用于开凿深度较小的管井。冲击钻进作业是不连续的，钻进和清屑需反复进行，因此效率较低、钻进速度慢。回转钻进所需设备相对较为复杂，但可连续进行作业，边钻进、边出屑，因而钻进速度较快，效率较高。钻井技术的不断发展，对提高钻井速度、扩大井径、增加井深、保证管井质量、降低造价都将会有很大的影响。管井由井室、井壁管、过滤器、沉淀管组成，此种人工填砾单过滤器管井为我国应用最广泛的管井形式之一。凡是只开采一个含水层时，均可采用此种形式。当地层存在两个以上含水层，且各含水层水头相差不大时，则可采用多过滤器管井，同时从各含水层取水2。

地下水取水构筑物的组成管井管井，是地下水取水构筑物中应用最广泛的一种，因其井壁和含水层中进水部分均为管状结构而得名。通常用凿井机械开凿，故又俗称机井。按其过滤器是否贯穿整个含水层，可分为完整井（贯穿整个含水层）和非完整井（穿过含水层的一部分）。

管井主要由井室、井壁管、过滤器及沉砂管构成。当有几个含水层且各层水头相差不大时，可用多过滤器管井。在抽取稳定的基岩中的岩溶水、裂隙水时，管井也可不装井壁管和过滤器。

井室位于最上部，用以保护井口、安装设备、进行维护管理；井管则是为了保护井壁不受冲刷、防止不稳定岩层的塌落、隔绝水质不良的含水层而设；过滤器两端与井管连接，置于含水层位置，是井管的进水部分，同时也可防止含水层中细小颗粒大量涌入井内，起保护作用；人工填砾可扩大进水面积和促进天然滤层的形成；沉砂管位于井管的最下端，用以沉积涌入井内的砂粒，长度一般为2～3 m，如果含水层中多粉细砂时，可适当加长；人工封闭物是为了防止地表污水、污物及水质不良地下水污染含水层而设置的隔离层，一般采用优质黏土，如果要求较高时，也可选用水泥封闭。

大口井大口井因其井径大而得名，它是开采浅层地下水的一种主要取水构筑物，成为我国除管井之外的另一种应用比较广泛的地下水取水构筑物。小型大口井构造简单、施工简便易行、取材方便，故在农村及小城镇供水中广泛采用，在城市与工业的取水工程中则多用大型大口井。对于埋藏不深、地下水位较高的含水层，大口井与管井的单位出水能力的投资往往不差上下，这时取水构筑物类型的选择就不能单凭水文地质条件及开采条件，而应综合考虑其他因素。

大口井的优点是大口井不存在腐蚀问题，进水条件较好，使用年限较长，对抽水设备形式限制不大，若有一定的场地且具备较好的施工技术条件，可考虑采用大口井。我国大口井的直径一般为4～8 m，井深一般在12 m以内，很少超过20 m。大口井大多采用不完整井形式，虽然施工条件较困难，但可以从井筒和井底同时进水，以扩大进水面积，而且当井筒进水孔被堵塞后，仍可保证一定的进水量。但是，大口井对地下水位变动适应能力很差，在不能保证施工质量的情况下会拖延工期、增加投资，亦易产生涌砂（管涌或流砂现象）、堵塞问题。在含铁量较高的含水层中，这类问题更加严重。

复合井复合井由非完整大口井和井底下设管井过滤器组成。实际上，它是一个大口井和管井组合的分层或分段取水系统。它适用于地下水水位较高、厚度较大的含水层，能充分利用含水层的厚度，增加井的出水量。实验证明，当含水层厚度大于大口井半径的3～6倍，或含水层透水性较差时，采用复合井出水量增加显著。

辐射井辐射井是由集水井（垂直系统）及水平的或倾斜的进水管（水平系统）联合构成的一种井型，属于联合系统的范畴。因水平进水管是沿集水井半径方向铺设的辐射状渗入管，故称这种井为辐射井。由于扩大了进水面积，其单井出水量为各类地下水取水构筑物之首。高产的辐射井日产水量可达10万m3以上。因此，也可作为旧井改造和增大出水量的措施。

适用于厚度较薄、埋深较大、砂粒较粗而不含漂卵石的含水层。从集水井壁上沿径向设置辐射井管借以取集地下水的构筑物(图1)。辐射井是一种适应性较强的取水构筑物，一般不能用大口井开采的、厚度较薄的含水层，以及不能用渗渠开采的厚度薄、埋深较大的含水层，均可用辐射井开采。此外，辐射井还具有管理集中、占地省、便于卫生防护等优点。辐射井的缺点是：施工难度较高，施工质量和施工技术水平直接影响出水量的大小3。

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学