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《承壓含水層非完整反濾回灌井的穩(wěn)定流計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、2007年第2期水文地質(zhì)工程地質(zhì)·67·承壓含水層非完整反濾回灌井的穩(wěn)定流計(jì)算1,3245李旺林,束龍倉(cāng),李硯閣,李桂國(guó)(11河海大學(xué)巖土工程研究所,南京210098;21河海大學(xué)水資源環(huán)境學(xué)院,南京210098;31山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院,濟(jì)南250013;41南京水利科學(xué)研究院,南京210029;51山東省萊州市水利局,萊州261400)摘要:反濾回灌井是地下水庫(kù)中一種有效的回灌設(shè)施,它由回灌井和井口反濾層組成。非完整反濾回灌井井流運(yùn)動(dòng)由砂反濾層的豎向流和非完整回灌井井流組合而成。文中提出了承壓含水層非完
2、整反濾回灌井穩(wěn)定流的計(jì)算方法,分析了反濾層、井損和回灌堵塞等因素對(duì)回灌量的影響,并結(jié)合實(shí)例證明了反濾回灌井回灌量大大低于普通回灌井的回灌量。關(guān)鍵詞:地下水庫(kù);反濾回灌井;承壓含水層;穩(wěn)定流中圖分類(lèi)號(hào):P64112;641125文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):100023665(2007)0220067204在地下水庫(kù)的工程實(shí)踐中,新出現(xiàn)一類(lèi)帶有反濾結(jié)構(gòu)的反濾回灌井,其主要特點(diǎn)是井口帶有反濾結(jié)構(gòu),自身具有一定的凈水能力,具有將地表水轉(zhuǎn)化為地下水的作用。當(dāng)反濾回灌井布置于河道或引水渠道時(shí),水流通過(guò)反濾回灌井井口的反濾結(jié)
3、構(gòu),被過(guò)濾后流入井中,并滲入到地下含水層中。當(dāng)含水層埋藏較深時(shí),反濾回灌井常常形成非完整回灌井的形式,本文就分析和探討承壓含水層非完整反濾回灌井的井流運(yùn)動(dòng)特征、穩(wěn)定流的影響因素和回灌量的計(jì)算方法。1地下水庫(kù)反濾回灌井的結(jié)構(gòu)形式圖1非完整反濾回灌井剖面圖地下水庫(kù)渠道上非完整反濾回灌井的結(jié)構(gòu)是:回Fig.1Profileofapartiallypenetratingrechargewellwithafilterlayer灌井位于回灌池中間,回灌池直徑114m、高019m的圓柱,池底直徑018m的砼濾水管井,池內(nèi)
4、填充礫質(zhì)粗砂道內(nèi)水流流經(jīng)回灌池時(shí),渠水滲入池中,經(jīng)過(guò)砂反濾和礫石兩層反濾層,非完整反濾回灌井剖面圖(圖1)。層、礫石反濾層和井蓋,落入回灌井內(nèi),并進(jìn)入地下含水層,隨后在井周?chē)纬奢S對(duì)稱(chēng)的地下水丘,而灌入井2承壓含水層非完整反濾回灌井穩(wěn)定流模型中的水就成為地下水丘水體的來(lái)源。隨時(shí)間的持續(xù),211水流特征地下水丘不斷擴(kuò)展,這時(shí)注水運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為非穩(wěn)定流狀假設(shè)在半徑為R的圓形島嶼中心,打一眼承壓含態(tài)。當(dāng)擴(kuò)展到島嶼邊界時(shí),注水量和流出島嶼邊界的水層非完整反濾回灌井,島嶼周?chē)牡叵滤还潭ㄋ肯嗟?注水運(yùn)動(dòng)就由非穩(wěn)定運(yùn)
5、動(dòng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)階不變,回灌前島嶼內(nèi)初始地下水位水平。段。回灌井的注水運(yùn)動(dòng)分為非穩(wěn)定流和穩(wěn)定流。當(dāng)渠非完整反濾回灌井穩(wěn)定流運(yùn)動(dòng)分為反濾池的滲水運(yùn)動(dòng)和回灌井的注水運(yùn)動(dòng)。(1)反濾池的滲水運(yùn)動(dòng)(圖2):在實(shí)際回灌中,反收稿日期:2006201216;修訂日期:2006203228濾池與回灌井直徑之比為2～4。在這種情況下,通過(guò)基金項(xiàng)目:水利部科技創(chuàng)新項(xiàng)目(SCX200325)砂反濾層時(shí)的水流可認(rèn)為是豎向流。水流在碎石反濾作者簡(jiǎn)介:李旺林(19642),男,博士,研究員,主要研究方向巖層內(nèi),由豎向流逐漸變?yōu)樾毕蛄?
6、特別是井蓋上部,既土工程、水工結(jié)構(gòu)和地下水庫(kù)。E2mail:cswlw@jnnc.com。有豎向流,又有水平流,表現(xiàn)為三維流。·68·水文地質(zhì)工程地質(zhì)2007年第2期承壓含水層中,非完整反濾回灌井穩(wěn)定流模型由砂反濾層中的豎向流和非完整回灌井井流兩個(gè)模型和一個(gè)連續(xù)條件聯(lián)合組成,連續(xù)條件為砂反濾層豎向流和非完整回灌井井流的流量相等。砂反濾層豎向流模型由達(dá)西定律得到,見(jiàn)(1)式,非完整回灌井井流模型[2]參考文獻(xiàn)(2)式。此外,考慮到水流在井口附近的復(fù)雜性,假定井損、水流通過(guò)礫石反濾層和井蓋時(shí)的水頭損失用(1-β
7、)Hf表示,其中β為小于1的系數(shù),由流量連續(xù)可推出兩種水流間水頭連續(xù)的條件(3)式。2Hw-Hf圖2反濾回灌井井口結(jié)構(gòu)和水流特性Q=kfπrf(1)mfFig.2Structureofwellmouthandcharacteristicsofwell2πk0M(Hn-H0)flowinarechargewellwithafilterlayerQ=(2)R0M-lMln+ln(1+0.2)(2)回灌井的注水運(yùn)動(dòng)主要體現(xiàn)為非完整井流:水rwlrw流進(jìn)入井內(nèi)時(shí),先轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q向流;然后進(jìn)入地下含水Hn=βHf(3)3
8、層,在井周?chē)纬杉扔袕较蛄?、又有豎向流的三維水式中:Q———回灌量(mPs);流,經(jīng)過(guò)一定長(zhǎng)度的過(guò)渡,逐漸轉(zhuǎn)化為以徑向流為主的Hw———反濾池外水頭,即河道或渠道回灌設(shè)計(jì)[1]二維水平流(圖3)。水位(m);在反濾池的滲水運(yùn)動(dòng)中,由于碎石滲透系數(shù)比砂Hf———水流通過(guò)砂反濾層后的水頭(m);的滲透系數(shù)大的多,因而砂反濾層過(guò)水?dāng)嗝媸欠礊V池β———考慮水流通過(guò)礫石反濾層、井蓋的水頭損滲水運(yùn)動(dòng)的控制性過(guò)水?dāng)嗝?砂反濾層
