绵阳市水利规划设计研究院四川绵阳621000
摘要：在渗管取水工程设计中出水量与出水浊度是极其重要的参数，需要分析河床砂厚度对其造成影响，在本次研究中主要采取实验分析的方式，且根据分析结果得知，渗管取水的过程中，其取水初到取水稳定，其出水量与浊度逐渐稳定，并且河床砂厚度在一定程度上对渗管取水的出水量与浊度造成影响。
关键词：河床砂厚度；渗管；出水量；浊度
众所周知，地下水的深度比较深，储存量有限，所以要想实现对水资源的合理利用成为了当前的关键所在，其中渗管取水作为一项地下取水构筑物，备受关注，其中在水文地质条件允许的基础上，应用埋设在含水层中的渗水管道，借助水的渗流收集地下水，不仅成本低，并且效果明显。但是其中需要注意到的一点是需要对出水量与出水浊度加以分析，多角度的分析与研究，了解其中的变化规律，如此才能为后期的渗管取水工程设计奠定基础与保障。
1、实验分析
1.1实验装置
在本次实验中为提高其有效性，选择水槽作为实验场所，并且在水槽的边缘区域进行了抹毛处理，避免形成渗流通道，另外在水槽的底部还铺设了砂石料，将渗管铺设于上，其中实验装置图见图1.
图1实验装置图
其中渗管的有效长度是10m，在管上设置圆形的进水孔，且孔眼呈现出梅花形，将其在管道的圆周部分加以分散，其开孔率设置在30%左右。除此之外，在还需铺设人工反滤层，共计三层，其所用材料均为砂石料，其中在本次研究中反滤层上所铺设的砂石料是实际工程中xxx河床中的天然砂石料，且所铺设的河床砂后附为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6，且河床砂厚度所对应的水流量是10、15、20L/s。与此同时，还需要应用筛分法对河床砂石料的颗粒配给进行测定，这样一来可获取较为准确的滤料级配曲线，见图2.
图2滤料级配曲线图
通过对图2的分析可以清楚的了解到在实验中所铺设的反滤层砂石料符合基本的要求，并且通过相应的实验装置对各层滤水料的渗透系数加以测定，其中了解到（1,4）的渗透系数是5.96，河床砂渗透系数是33.28；（4,12）的渗透系数是9800，（12,36）因为滤料的粒径比较大，超出的规定了范围，可以将其概述为渗透系数处于无穷大的模式。从另外一个角度分析，在（4,12）与（12,36）的滤水层结构中，滤料的保护作用十分明显，（1,4）最具特殊性，未受到扰动，对滤水层渗透系数所带来的影响是少之甚少。
1.2方法
在本次研究中主要利用离心式水泵作为主要的供水系统，并且对水流量加以测量，对流入地下水库的流量加以分析，得出渗管的出水量。其中需要注意的一点是在实验的时候需要先向水槽中添加水，等到水流稳定并且不再发生下渗之后开启渗管阀门，每隔一段时间后测量其水流量，并取样检测出水浊度。在整个实验中，从渗管阀门开启到取水的过程，其取水量是逐渐减少的，并且每组的实验变化规律呈现出相似性，主要体现在阀门开启后渗管的取水量最大，并呈现出逐步降低与递减的，并形成稳定局面，得出最终的出水量。还有一点是渗管取水量主要有两部分组成，其中一部分来自含水层静存数量，另一部分来自汗水层径流量，且因为含水量处于饱和状态，所以取水量数值最大，在时间的不断推移下，其径流量增多，形成动态平衡，取水量逐渐趋于稳定性。
2、河床砂厚度对渗管出水量与浊度的影响
2.1河床砂厚度对渗管出水量的影响
从整体角度分析，渗管出水量往往会受到反滤层、渗管长度、渗管直径等因素的影响，其中选择的公式为：
其中Q代表了渗管的出水量，L代表了渗管的长度，K代表了渗透系数，H代表了渗管顶以上水头的高度，h代表了吸水井内水位对渗管出口所施水头。
此外，对于层状含水层，综合渗透系数的带下与各层渗透系数有着密切的联系，其公式为：
T为含水层的总厚度，K为含水层综合渗透系数，K1，K2，K3所表示的是1、2、3…..n层滤料系数，T1，T2，T3则代表了第1、2、3…….n层滤料厚度。
依据上述公式，可以进一步计算出实验条件下反滤层上部铺设河床砂厚度以及所对应的综合渗透系数。
另外，根据实验分析了解到，渗管的出水量符合理论要求，当T越大的时候出水量越大，H越大的时候出水量同样越大，然而从实际现状分析，因为受到多方面因素的影响，所以实际所得出的数值偏小，主要是在实验装置中各滤料渗透系数的实验时间比较久，并且样本完全清晰干净，没有将含泥量融入其中，但是在实验水槽中，其滤料中会存在含泥量，所以则会导致计算数值要偏小。
2.2河床砂厚度对渗管出水浊度的影响
在实验过程中将阀门开启半个小时之后等到取水稳定从渗管的出水口中接取水样，对浊度加以测量，其中见图3.
图3河床砂厚度对渗管出水浊度关系
根据对图3的分析可以了解到，当水流量一定的时候，其反滤层上部的河床砂厚度得到增多，从0.1变为了0.6，其渗管的出水浊度会得到减少。
另外还可以了解到河床的砂颗粒级配良好，具有一定的过滤作用，在实验过程中增加河床砂厚度便是增加了滤料的厚度，只有进一步提高过滤效果才能减少出水的浊度。在伴随着水流量不断增大的时候，出水浊度不断减小，这说明过滤效果比较好，并且水流量的增加，也在一定程度上导致渗管取水量占据总水量比例的一部分，呈现出逐渐减少的曲面，进入到渗管颗粒的比例也得到减小，浊度进而得到减小。
结论
无论从哪一个角度分析，均可以清楚的了解到反滤层上部天然河床砂厚度对出水量与出水浊度造成影响，根据实验得出以下结论：第一是在渗管阀门打开之后渗管的取水量会从含水层静储存量转变为径流量，并且水量以及水浊度在开启初期数值最大，之后则呈现出趋于稳定的局面。第二是在水流量一定的时候，增加河床砂厚度相当于增加了含水层的厚度以及滤料的厚度，在增大出水量的同时也在一定程度上降低了出水浊度。第三是河床砂厚度一定时，增大来水流量相当于增大了含水层上部水头高度，减小了渗管集取水量占总水量的比例，会增大渗管出水量的同时降低出水浊度。
参考文献
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