Расчет водозаборного сооружения

Выбор типа и расчет подземного водозаборного сооружения

Выбор типа водозаборного сооружения

Тип водозаборных сооружений выбирается в зависимости от характера водоносного пласта, его мощности, условий залегания, требуемой производительности сооружений.

Скважинный водозабор принимается для получения большого объема воды при относительно глубоком (более 15 м) залегании водоносного пласта и при его мощности не менее 5-10 м.

Для откачки из подземных вод принимается обычно групповой водозабор, состоящий из нескольких скважин. Скважины работают как взаимодействующие. При этом сокращается протяженность сборных водоводов и уменьшается строительная стоимость водозабора.

Водозабор подземных вод представляет собой вертикальные выработки круглого сечения, сравнительно малого диаметра и большой глубины. Скважины устраиваются путем вертикального бурения с закреплением стенок обсадными трубами в целях предохранения стенок от обрушения и изоляции от возможного притока воды в скважину из неэксплуатируемых водоносных пластов. В данном случае водозабор подземных вод является элементом системы водоснабжения II категории надежности подачи воды [1].

Гидрогеологическое описание водозабора:

водовмещающая порода – песок среднезернистый

мощность водоносного комплекса – 15 м

отметка поверхности земли – 145 м

отметка статического уровня в пласте – 144 м

отметка верхнего водоупора – 132 м

отметка нижнего водоупора – 117 м

диаметр эксплуатационной колонны – 500 мм

Следовательно, схема водозабора по приему подземных вод включает в себя группу водоприемных сооружений – скважин.

Расчет водозаборного сооружения

Понижение уровня воды в скважинах, S_доп, м, принимается предельно допустимым. Для напорных пластов должно быть равно:

где Z_ст – отметка статического уровня воды; 144 м

Z_в1 – отметка нижней поверхности верхнего водоупора напорного пласта, 137м

S_доп=144-132=12 м

Производительность водозабора, Q_в, м³/сут, определяется по формуле:

где: - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды станции водоподготовки; 1.05-1.1

м³/сут

Производительность скважины, Q_скв, м³/сут, определяется по формуле:

где: К – коэффициент фильтрации водоносных пород пласта; принимается в зависи мости от вида водовмещающего пласта равным 20 м/сут

М – мощность напорного водоносного пласта; 15 м

S – расчетное понижение уровня воды в скважине; принимается на 2м меньше допустимого понижения уровня воды в скважине, 10 м

Ф_с – безразмерное фильтрационное сопротивление пласта для рассматриваемой скважины, зависящее от типа пласта, диаметра фильтра скважин и схемы расположения скважин в пласте; для линейного расположения скважин в неограниченном водоносном пласте определяется по формуле:

где: r_с – радиус водоприемной поверхности фильтра скважины с учетом всех слоев обсыпки; принимается 250 мм

l_с – расстояние между скважинами; принимается 500 м

R – радиус влияния скважин; при отсутствии данных принимается по характеристике водовмещающих пород и равен 300 м

м³/сут

Количество рабочих скважин, n_раб, шт, определяется по формуле:

шт

Так как водозабор является элементом системы водоснабжения II катгории надежности подачи воды, то согласно табл.10 [1] количество резервных скважин принимается равным 1.

Таким образом, общее число скважин на водозаборе, n, шт, определяется по формуле:

n_общ = n_раб + n_рез

n_общ=4+1=5 шт

Расчет фильтра скважин

Выбор конструкции фильтра принимается в зависимости от особенностей водовмещающих пород используемого пласта и дебита водозаборного элемента. В средних песках с преобладанием фракций размером 0.25-0.50 мм устанавливаются каркасно-стержневые фильтры с водоприемной поверхностью из сеток гладкого плетения с песчано-гравийной обсыпкой.

Расчет фильтра состоит в определении его диаметра и длины рабочей части. Фильтр подобран верно, если соблюдается следующее условие: