5.2 地下水取水构筑物

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室外给水设计标准 GB50013-2018

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I 一般规定

5.2.1 地下水取水构筑物的位置应根据水文地质条件综合选择确定，并应满足下列条件：

1 位于水质好、不易受污染且可设立水源保护区的富水地段；

2 尽量靠近主要用水地区城市或居民区的上游地段；

3 施工、运行和维护方便；

4 尽量避开地震区、地质灾害区、矿产采空区和建筑物密集区。

5.2.2 地下水取水构筑物形式的选择应根据水文地质条件，通过技术经济比较确定，并应满足下列条件：

1 管井适用于含水层厚度大于4m，底板埋藏深度大于8m；

2 大口井适用于含水层厚度在5m左右，底板埋藏深度小于15m；

3 渗渠仅适用于含水层厚度小于5m，渠底埋藏深度小于6m；
4 泉室适用于有泉水露头，流量稳定，且覆盖层厚度小于5m；

5 复合井适用于地下水位较高、含水层厚度较大或含水层透水性较差的场合。

5.2.3 地下水取水构筑物的设计应符合下列规定：

1 应有防止地面污水和非取水层水渗入的措施；

2 取水构筑物周围的水源保护区范围内应设置警示标志；

3 过滤器应有良好的进水条件，结构坚固，抗腐蚀性强，不易堵塞；

4 大口井、渗渠和泉室应有通风设施。

Ⅱ 管井

5.2.4 从补给水源充足、透水性良好，且厚度在40m以上的中、粗砂及砾石含水层中取水。经分段或分层抽水试验并通过技术经济比较，可采用分段取水。

5.2.5 管井结构和过滤器设计应符合现行国家标准《管井技术规范》GB50296的有关规定。

5.2.6 管井井口应加设套管，并填入优质黏土或水泥浆等不透水材料封闭。封闭厚度应根据当地水文地质条件确定，并应自地面算起向下不小于5m。当井上直接有建筑物时，应自基础底起算。

5.2.7 采用管井取水时应设至少1口备用井，备用井的数量宜按10%~20%的设计水量所需井数确定。

Ⅲ 大口井

5.2.8 大口井的深度不宜大于15m。大口井的直径应根据设计水量、抽水设备布置和便于施工等因素确定，但不宜大于10m。

5.2.9 大口井应根据当地水文地质条件，确定采用井底进水、井底井壁同时进水或井壁加辐射管等进水方式。

5.2.10 大口井井底反滤层宜成凹弧形。反滤层可设3层~4层，每层厚度宜为200mm~300mm。与含水层相邻一层的反滤层滤料粒径可按下式计算：

5.2.11 大口井井壁进水孔的反滤层可分两层填充，滤料粒径的计算应符合本标准第5.2.10条的规定。

5.2.12 无砂混凝土大口井适用于中、粗砂及砾石含水层时，井壁的透水性能、阻砂能力和制作要求等，应通过试验或参照相似条件下的经验确定。

5.2.13 大口井应采取下列防止污染水质的措施：
1 人孔应采用密封的盖板，盖板顶高出地面不得小于0.5m；
2井口周围应设不透水的散水坡，宽度宜为1.5m；在渗透土壤中散水坡下应填厚度不小于1.5m的黏土层，或采用其他等效的防渗措施。

Ⅳ 渗渠

5.2.14 渗渠的规模和布置应保证在检修时仍能满足取水要求。

5.2.15 渗渠中管渠的断面尺寸应按下列规定计算确定：

1 水流速度宜为0.5m/s~0.8m/s；

2 充满度宜为0.4~0.8；

3 内径或短边长度不应小于600mm；

4 管底最小坡度不应小于0.2%。

5.2.16 水流通过渗渠孔眼的流速不应大于0.01m/s。

5.2.17 渗渠外侧应做反滤层，层数、厚度和滤料粒径的计算应符合本标准第5.2.10条的规定，但最内层滤料的粒径应略大于进水孔孔径。

5.2.18 集取河道表流渗透水的渗渠阻塞系数应根据进水水质并结合使用年限等因素选用。

5.2.19 位于河床及河漫滩的渗渠，反滤层上部应根据河道冲刷情况设置防护措施。

5.2.20 渗渠的端部、转角和断面变换处应设置检查井。直线部分的检查井间距，应视渗渠的长度和断面尺寸确定，宜采用50m。

5.2.21 检查井宜采用钢筋混凝土结构，宽度宜为1m~2m，井底宜设0.5m~1.0m深的沉沙坑。

5.2.22 地面式检查井应安装封闭式井盖，井顶应高出地面0.5m，并应有防冲设施。

5.2.23 渗渠出水量较大时，集水井宜分成两格，进水管入口处应设闸门。

5.2.24 集水井宜采用钢筋混凝土结构，容积可按不小于渗渠30min出水量计算，并可按最大一台水泵5min抽水量校核。

V 复合井

5.2.25 复合井底部过滤器直径宜为200mm~300mm。

5.2.26 当含水层较厚时，宜采用非完整过滤器，且过滤器有效长度应比管井稍长，过滤器长度与含水层厚度的比值应小于0.75。

5.2.27 复合井上部大口井部分可按本标准第5.2.8条~第5.2.13条确定，下部管井部分的结构、过滤器的设计应符合现行国家标准《管井技术规范》GB50296的有关规定。

条文说明

I 一般规定

5.2.1 由于地下水水质较好，且取用方便，因此不少城市取用地下水作为水源，尤其宜作为生活饮用水水源。但长期以来，许多地区盲目扩大地下水开采规模，致使地下水水位持续下降，含水层贮水量逐渐枯竭，并引起水质恶化、硬度提高、海水入侵、水量不足、地面沉降，以及取水构筑物阻塞等情况时有发生，部分城市水源位于城市下游，水质受到污染。因此本条规定了选择地下水取水构筑物位置的必要条件，着重做了取水构筑物位置应“不易受污染”、在“城市或居民区的上游”的规定。此外，为了确保水源地运行后不发生安全问题，还要避开对取水构筑物有破坏性的强震区、洪水淹没区、矿产资源采空区和易发生地质灾害（包括滑坡、泥石流和坍陷）及建筑物密集地区。近年来这方面问题较多，同时也为了防止地下水过量开采，影响取水构筑物和水源地的寿命，不引起区域漏斗和地质灾害。因此条文规定了相关内容。

5.2.2 地下水取水构筑物的形式主要有管井、大口井、渗渠、复合井和泉室等。正确选择取水构筑物的形式，对于确保取水量、水质和降低工程造价影响很大。

取水构筑物的形式除与含水层的岩性构造、厚度、埋深及其变化幅度等有关外，还与设备材料供应情况、施工条件和工期等因素有关，故应通过技术经济比较确定。但首先要考虑的是含水层厚度和埋藏条件，为此，本条规定了各种取水构筑物的适用条件。

管井是广泛应用的一种取水方式。由于我国地域广阔，不仅江河地区广泛分布砂、卵石含水层，而且在平原、山地和西部广大地区分布有裂隙、岩溶含水层和深层地下水。管井不但可从埋藏上千米的含水层中取水，也可在埋藏很浅的含水层中取水。例如，吉林新中国糖厂和桦甸热电厂的傍河水源，其含水层厚度仅为3m~4m，埋藏深度也仅为6m~8m，而单井出水量达到100m/d左右，类似工程实例很多。故本次对管井适用条件做了修改。将原来的“管井适用于含水层厚度大于5m，其底板埋藏深度大于15m”修改成“管井适用于含水层厚度大于4m，其埋藏深度大于8m”。

工程实践中，因为管井可以采用机械施工，施工进度快、造价低，因而在含水层厚度、渗透性相似条件下大多采用管井，而不采用大口井。但若含水层颗粒较粗又有充足河水补给时，仍可考虑采用大口井。当含水层厚度较小时，因不易设置反滤层，故宜采用井壁进水，但井壁进水常常受堵而降低出水量，当含水层厚度大时，不但可以井底进水，也可以井底、井壁同时进水，是大口井的最好选择方式。

渗渠取水因施工困难，并且出水量易逐年减少，只有在其他取水形式无条件采用时方才采用。因此本条对渗渠取水的含水层厚度、埋深做了相应规定。

复合井是由非完整式大口井和井底以下设置一根至数根管井过滤器所组成的地下水取水构筑物。通常适用于地下水位较高、含水层厚度较大或含水层透水性较差的场合。由于地下水的过量开采，人工抽降取代了自然排泄，致使泉水流量大幅度减少，甚至干涸废弃。因此本标准对泉室只做了适用条件的规定，而不另列具体条文。

5.2.3 地下水取水构筑物一般建在市区附近、农田中或江河旁，这些地区容易受到城市、农业和河流污染的影响。因此必须防止地面污水不经地层过滤直接流入井中。另外，在多层含水层取水时，有可能出现上层地下水受到地面水的污染或者某层含水层所含有害物质超过允许标准而影响相邻含水层等情况。例如，在黑龙江省某地，有两层含水层，上层水含铁量高达15mg/L~20mg/L，而下层含水层含铁量只有5mg/L~7mg/L，且水量充沛，因此封闭上层含水层，取用下层含水层，取得了经济合理的效果。为合理利用地下水资源，提高供水水质，条文规定了应有防止地面污水和非取水层水渗入的措施。

为保护地下水开采范围内不受污染，规定在取水构筑物的周围应设置水源保护区，在保护区内禁止建设各种对地下水有污染的设施。

过滤器是管井取水的核心部分。根据各地调查资料，由于过滤器的结构不适当，强度不够，耐腐蚀性能差等，使用寿命多数在5年~7年。黑龙江省某市采用钢筋骨架滤水管，因强度不够而压坏；有的城市地下水中含铁，腐蚀严重，管井使用年限只有2年~3年；而在同一个地区，采用混合填砾无缠丝滤水管，管井使用寿命增长。因此按照水文地质条件，正确选用过滤器的材质和形式是管井取水成败的关键。

需进入检修的取水构筑物，都应考虑人身安全和必需的卫生条件。某市曾发生大口井内由火灾引起的人身事故，其他地方也曾发生大口井内使人发生窒息的事故。由于地质条件复杂，地层中微量有害气体长期聚集，如不及时排除，必将造成危害。据此本条规定了大口井、渗渠和泉室应有通气设施。

Ⅱ 管井

5.2.6 为防止地面污水直接流入管井，各地采用不同的不透水性材料对井口进行封闭。调查表明，最常用的封闭材料有水泥和黏土。封闭深度与管井所在地层的岩性和土质有关，绝大多数在5m以上。

5.2.7 据调查，各地对管井水源备用井的数量意见较多，普遍认为10%备用率的数值偏低，认为井泵检修和事故较频繁，每次检修时间较长，10%的备用率显得不足。因此本条对备用井的数量规定为10%~20%，并提出不少于1口井的规定。

Ⅲ 大口井

5.2.8 经调查，近年来由于凿井技术的发展和大口井过深造成施工困难等因素，设计和建造的大口井井深均不大于15m，使用普遍良好。据此规定大口井井深“不宜大于15m”。

根据国内实践经验，大口井直径为5m~8m时，在技术经济方面较为适宜，并能满足施工要求。据此规定了大口井井径不宜大于10m。

5.2.9 据调查，辽宁、山东、黑龙江等地多采用井底进水的非完整井，运转多年，效果良好。铁道部某设计院曾对东北、华北铁路系统的63个大口井进行调查，其中60口为井底进水。

另据调查，一些地区井壁进水的大口井堵塞严重。例如，甘肃某水源的大口井只有井壁进水，投产2年后，80%的进水孔已被堵塞。辽宁某水源的大口井只有井壁进水，也堵塞严重。而同地另一水源的大口井采用井底进水，经多年运转，效果良好。河南某水源的大口井均为井底井壁同时进水的非完整井，井壁进水孔已有70%被堵塞，其余30%进水孔进水也不均匀，水量不大，主要靠井底进水。

上述运行经验表明，有条件时大口井宜采用井底进水。

5.2.10 根据给水工程实践情况，将滤料粒径计算公式定为d/di=6～8。

根据东北、西北等地区使用大口井的经验，井底反滤层一般设3层~4层（大多数为3层），两相邻反滤层滤料粒径比一般为2层~4，每层厚度一般为200mm~300mm，并做成凹弧形。

某市自来水公司起初对井底反滤层未做成凹弧形，平行铺设了2层，第一层粒径为20mm~40mm，厚度为200mm；第二层粒径为50mm~100mm，厚度为300mm，运行后若干井发生翻砂事故。后改为3层滤料组成的凹弧形反滤层，刃脚处厚度为1000mm，井中心处厚度为700mm，运行效果良好。执行本条时应认真研究当地的水文地质资料，确定井底反滤层的做法。

5.2.11 经调查，大口井井壁进水孔的反滤层多数采用2层，总厚度与井壁厚度相适应。故规定大口井井壁进水孔反滤层可分两层填充。

5.2.12 西北铁道部门采用无砂混凝土井筒以改善井壁进水，取得了一定经验，并在陕西、甘肃等地区使用。运行经验表明，无砂混凝土大口井井筒虽有堵塞，但比钢筋混凝土大口井井壁进水孔的滤水性能好些。西北各地区采用无砂混凝土大口井大多建在中砂、粗砂、砾石、卵石含水层中，尚无修建于粉砂、细砂含水层中的生产实例。

根据调查，近年来无砂混凝土大口井使用较少，因此执行本条时，应认真研究当地水文地质资料，通过技术经济比较确定。

5.2.13 鉴于大口井一般设在覆盖层较薄、透水性能较好的地段，为了防止雨水和地面污水的直接污染，特制定本条。

IⅣ 渗渠

5.2.14 经多年运行实践，渗渠取水的使用寿命较短，并且出水量逐年明显减少。其主要原因是由于水文地质条件限制和渗渠位置布置不适当所致。正常运行的渗渠，每隔7年~10年也应进行翻修或扩建，鉴于渗渠翻修或扩建工期长和施工困难，在设计渗渠时，应有足够的备用水量，以备在检修或扩建时确保安全供水。

5.2.15 管渠内水的流速应按不淤流速进行设计，最好控制在0.60m/s~0.8m/s，最低不得小于0.5m/s，否则会产生淤积现象。

由于渗渠担负着集水和输水的作用，原规范规定的渗渠充满度为0.5偏低，必要时充满度可提高到0.8。

管渠内水深应按非满流进行计算，其主要原因在于控制水在地层和反滤层中的流速，延缓渗渠堵塞时间，保证渗渠出水水质，增长渗渠使用寿命。

黑龙江某厂的渗渠管径为600mm，因检查井井盖被冲走，涌进地表水和泥沙，淤塞严重，需进入清理，才能恢复使用。吉林某厂渗渠管径为700mm，由于渠内厌氧菌及藻类作用，影响了水质，也需进人予以清理。根据对东北和西北地区16条渗渠的调查，管径均在600mm以上，最大为1000mm。因此本条制定了“内径或短边长度不应小于600mm”的规定。

在设计渗渠时，应根据水文地质条件考虑清理渗渠的可能性。

5.2.16 渗渠孔眼水流流速与水流在地层和反滤层的流速有直接关系。在设计渗渠时，应严格控制水流在地层和反滤层的流速，这样可以延缓渗渠的堵塞时间，增加渗渠的使用年限。因为渗渠进水断面的孔隙率是固定的，只要控制渗渠的孔眼水流流速，也就控制了水流在地层和反滤层中的流速。经调查，绝大部分运转正常的渗渠孔眼水流流速均远小于0.01m/s。因此本条制定了“渗渠孔眼的流速不应大于0.01m/s”的规定。

5.2.17 反滤层是渗渠取水的重要组成部分。反滤层设计是否合理直接影响渗渠的水质、水量和使用寿命。

据对东北、西北等地区14条渗渠反滤层的调查，其中5条做4层反滤层，9条做3层反滤层。每层反滤层的厚度大多数为200mm~300mm，只有少数厚度为400mm~500mm。

东北某渗渠采用四层反滤层，每层厚度为400mm，总厚度1600mm。同一水源的另一渗渠采用3层反滤层，总厚度为900mm。两者厚度虽差约1倍，而效果却相同。

5.2.18 对于集取河道表流渗透水的渗渠，地表水是经原河沙回填层和人工反滤层垂直渗入渗渠中。河道表流水的悬浮物，大部分截留在原河沙回填层中，细小颗粒通过人工反滤层而进入渗渠，水中悬浮物含量越高，渗渠堵塞越快，因此集取河道表流水的渗渠适用于常年水质较清的河道。为保证渗渠的使用年限，减缓渗渠的淤塞程度，在设计渗渠时，应根据河水水质和渗渠使用年限，选用适当的阻塞系数。

5.2.19 河床及河漫滩的渗渠多布置在河道水流湍急的平直河段，每遇洪水，水流速度急剧增加，有可能冲毁渗渠人工反滤层。例如，吉林某市设在河床及河漫滩的渗渠因设计时未考虑防冲刷措施，洪水期将渗渠人工反滤层冲毁，致使渗渠报废和重新翻修。为使渗渠在洪水期安全工作，需根据所在河道的洪水情况，设置必要的防冲刷措施。

5.2.20 为了渗渠的清砂和检修的需要，渗渠上应设检查井。根据各地经验，检查井间距可采用50m~100m，当管径较小时宜采用低值。

5.2.21 为了便于维护管理，规定检查井的宽度（直径）一般为1m~2m，并设井底沉沙坑。

5.2.22 为防止污染取水水质，规定地面式检查井应安装封闭式井盖，井顶应高出地面0.5m。渗渠的平面布置形式一般有三种情况：平行河流、垂直河流及平行与垂直河流相组合，渗渠的位置应尽量靠近主河道和水位变化较小且有一定冲刷的直岸或凹岸。

因此渗渠有被冲刷的危险，故本条规定应有防冲刷的措施。

5.2.23 渗渠出水量较大时，其集水井一般分成两格，接进水管的一格可作沉沙室，另一格为吸水室。进水管入口处设闸门以利于检修。

V 复合井

5.2.25 复合井的结构应根据具体的水文地质条件确定，增加复合井的过滤器直径，可加大管井部分的出水量，但管井部分的水量增加则对大口井井底进水量的干扰程度也将增加，故为了减少干扰，管井的井径不宜大于300mm。

5.2.26 复合井中管井与大口井在取水的过程中是相互干扰的，在此情况下过滤器下端过滤强度较大，为减少干扰，复合井内管井的过滤器比单独设置管井的过滤器要稍长一些，一般增长20%，同时靠大口井底下5m范围内的过滤器不宜考虑进水。

5.2.27 复合井中大口井的设计与单独设置大口井相同。复合井的施工可以参照大口井进行施工。

其下部管井的设计应符合现行国家标准《管井技术规范》GB50296的有关规定。复合井的施工可以参照管井进行施工。

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