Определение дебитов и числа рабочих скважин

В качестве исходной величины принимают необходимый расчетный суточный расход насосов первого подъема, назначаемый с учетом расхода воды на собственные нужды водозабора и очистной станции по совмещенному графику работы очистной станции или почасовому графику водопотребления объекта водоснабжения, и проектируемому графику работы скважинных насосов в течение суток.

Производительность одной скважины при принятом допустимом понижении статического уровня воды при откачке S и установленном в процессе опытных откачек удельном дебите q₀ в м³/ч на 1п.м. определяется по формуле:

(2.1)

Для приближенных расчетов рекомендуется принимать следующие значения удельных дебитов в напорных водоносных пластах:

- песок тонкозернистый (d=0,05-0,1 мм) q₀≤0,5м³/час

- песок мелкозернистый: (d = 0,1-0,25 мм) q₀=2-4м³/час

- песок среднезернистый: (d= 0,25-0,5 мм) q₀=4-8м³/час

- песок крупнозернистый с

примесью гравия: ( d = 0,5-2,0 мм) q₀=10-12м³/час

Понижение уровня воды в скважине рекомендуется принимать исходя из предельно допустимого понижения уровня воды в пласте. В частности, для напорных пластов S принимают не ниже кровли пласта (S≤Z_ст-Z_кр), для безнапорных – не ниже половины мощности пласта Н₀ (S≤0,5 Н₀).

Для строительства и надежной последующей эксплуатации подземных водозаборов с помощью скважин в процессе проектирования определяют: водозахватную способность скважин Q_с в конкретных гидрогеологических условиях, в местах расположения водозабора; величину понижения статического уровня S, исходя из технико-экономических соображений и рационального режима эксплуатации водоносного горизонта; тип фильтра, его конструкцию и размеры; подбирают марку насоса; конструируют скважину, оголовок; компонуют водозаборный узел, предварительно определив число скважин, их расстояние друг от друга и метод транспортировки воды по общему водоводу в сеть или на очистную станцию. Расчетные схемы совершенных скважин в водоносных пластах приведены на рис 1.

Приток воды к скважинам зависит от гидродинамической и гидрогеологической характеристики водоносного пласта, радиуса скважин r и принятого понижения уровня воды в них при откачке S.

Рис.1 Расчетные схемы совершенных трубчатых колодцев при заборе воды из водоносного пласта:

а – напорный пласт; б – безнапорный пласт

При установившемся движении напорного потока и совершенной скважине (вскрывающей водоносный пласт на полную его мощность) приток воды к ней определяется по формуле Дюпюи:

, м³/сут (2.2)

где К_ф – коэффициент фильтрации водоносного пласта, м/сут (приложение 3); m – мощность водоносного пласта, м; r и R – соответственно радиус скважины и радиус влияния депрессионной воронки, м; S – понижение уровня воды в скважине при откачке, м.

Для несовершенной скважины, питаемой напорными водами:

(2.3)

где Z₁ – фильтрационное сопротивление несовершенной скважины, зависящий от соотношения длины водоприемной части скважины и мощности водоносного пласта, а также от соотношения мощности пласта и радиуса скважины; Z₂ – обобщение сопротивления фильтра и прифильтровой зоны водоприемной части скважины, зависящее от типа фильтра и характеристики контактируемых пород.

Расчетные схемы несовершенных скважин в напорном (а) и безнапорном (б) водоносных пластах приведены на рис.2

Рис.2 Расчетные схемы несовершенных трубчатых колодцев при заборе воды из водоносного пласта: а – напорный пласт; б – безнапорный пласт

Для несовершенной скважины, питаемой безнапорными водами, приток волы к ней определяют формуле:

(2.4)

где (2Н-S)=m_p – мощность безнапорного водоносного пласта во время откачки, м; Н – высота слоя безнапорного водоносного пласта, м.

Дебит безнапорной одиночной совершенной скважины определяют по формуле:

(2.5)

Потери напора на входе воды в скважину из водоносной породы рекомендуется определять по формуле С.К.Абрамова:

(2.6)

где α – коэффициент, учитывающий конструкцию фильтра ( для дырчатых, щелевых и каркасно-стержневых фильтров 0,06-0,08; для сетчатых и проволочных фильтров 0,15-0,25; для гравийных фильтров 0,12-0,22); Q – производительность скважины, м³/сут; F_ф – рабочая площадь поверхности фильтра, м².

Количество проектируемых рабочих эксплуатационных скважин определяется из условия обеспечения суточной водопотребности объекта водоснабжении Q_в,, с учетом расхода на собственные нужды водозабора и очистной станции поформуле:

шт (2.7)

где t - продолжительность работы скважины в течение суток, час.

Количество резервных скважин можно принять согласно прил.4, в зависимости от числа рабочих скважин и категории водозабора [11].

Проектируемые скважины следует располагать так, чтобы расстояние между ними было минимальным, но с учетом их возможного взаимодействии. Величиной, опре­деляющей допустимое расстояние между скважинами, является радиус их влияния R, который при отсутствии эксплуатационных и экспериментальных данных можно приближенно определить по зависимостям (2.8) и (2.9).

Для безнапорных вод по формуле И.П. Кусакина:

(2.8)

Для напорных вод по формуле В. Зихардта:

(2.9)

При наличии сведений о гранулометрическом составе водоносного грунта и ко­эффициенте фильтрации радиус влияния для безнапорных вод рекомендуется прини­мать из приложения 3. При интенсивной эксплуатации пластов (когда S> 40 м):

(2.10)

В условиях недостаточного питания эксплуатируемого водоносного пласта, а также при периодической работе трубчатого колодца радиус влияния изменяется, увеличиваясь со временем эксплуатации. Движение подземных вод в этом случае носит неустановившийся характер, что учитывается во времени:

, (2.11)

где t – срок эксплуатации скважины, сут, принимают в пределах 5000…10000 суток (15-30 лет); α – коэффициент пьезопроводности, м²/сут, характеризующий скорость перераспределения напора подземных вод при неустановившемся движении:

- для напорных пластов ; (2.12)

- для безнапорных пластов , (2.13)

где μ – коэффициент водоотдачи пласта, характеризующий количество подземных вод, извлекаемых из пласта при его осушении (см. таблицу прил.3); Н – мощность безнапорного водоносного пласта в период откачки, м.

Дата добавления: 2015-12-07