1.6 Обоснование количества и схемы расположения водозаборных скважин
Наиболее оптимальной схемой расположения водозаборного ряда в рассматриваемых гидрогеологических условиях, является линейный ряд, расположенный параллельно области выхода водоносных пород на поверхность. При этом определяется расчетная водозахватная способность водозаборных скважин Qс. Последняя, в свою очередь, рассчитывается, исходя из допустимой входной скорости воды в фильтр и площади рабочей части фильтра F :
Vвх
= 65
=65
=
111,1 м/сут
F
=2
r0
lф
= 2×3,14×0,1×15
= 9,4 м2,
Длина фильтра составляет 15 метров, радиус скважины в таких расчетах принимается равным 0,1 м.
Тогда дебит одной скважины c учетом коэффициента запаса равен:
Расcчитаем количество скважин, обеспечивающих рассчитанную потребность в воде по формуле:
т.е. принимаем количество скважин, равное 11.
Уточненный
дебит одной скважины
С требованиями СНиПа (п. 5.41) предусматривается две резервные скважины.
1.7 Выбор метода расчета и расчетных формул. Обоснование вариантов для расчета
Прогноз работы водозабора из подземных вод будем осуществлять методом обобщенных систем скважин. Метод заключается в том, что большое число взаимодействующих скважин (больше трех) заменяется “обобщенной системой”. Понижение уровня подземных вод, вызванное действием обобщенной системы, меньше понижения уровня в самих скважинах, поскольку при этом исключается из рассмотрения зона наибольшей деформации потока вблизи скважины. Поэтому полное понижение SP выражается суммой:
,
где SP – понижение уровня в районе i-ой скважины, обусловленное действием обобщенной системы;SW –дополнительное понижение уровня в самой j-ой скважине.
Величина SC определяется дебитом скважины, расстоянием между скважинами, конструкцией фильтра скважины и его несовершенством. Для линейного ряда скважин:
,
где
– половина расстояния между скважинами;
r0
- радиус скважины, равный 0,1;
-
показатель несовершенства скважины по
степени вскрытия пласта, L
– расстояние до закрытой границы
Величина Sw определяется суммарным водоотбором Qобщ, внешними граничными условиями пласта, схемой расположения водозаборных скважин. Определение Sw выполняется по формулам для понижения в одиночной скважине:
,
где rпр=0,37*б- радиус приведённый, м.
Чтобы учесть действие соседнего водозабора, необходимо определить понижение, создаваемое в проектируемом водозаборе, соседним. Оно определяется по формуле:
где: Qсум – суммарный дебит соседнего водозабора;
ri и ri – расстояния от проектируемого водозабора соответственно до реального и до отображенного соседнего водозабора;
t1 – время работы соседнего водозабора, равное 5 годам или 1825 суткам.
Соответственно итоговое понижение в скважинах проектируемого водозабора будет вычисляться:
Для установления оптимальной (по гидродинамическим показателям) схемы расположения скважин требуется выполнять повариантные расчеты, варьируя размерами водозабора.
1.8 Гидродинамические расчеты по прогнозу условий работы проектируемого водозабора
Определим оптимальное минимальное расстояние между скважинами, при котором понижение в пласте от действия водозабора к концу расчетного периода его работы не превысит допустимого понижения
Тогда в нашем случае при допустимом понижении Sдоп=0,5Н=20 м, и с учетом размещения насоса принимаем длину фильтра lф = 15м. Радиус фильтра r0 = 0,1м.
При оптимизации схемы водозабора определяются варианты с расстоянием между скважинами 50,100,200,250,500 м.
Рис. 2 График зависимости понижений от расстояния между скважинами и влияния соседнего водозабора
б, м |
S, м |
50 |
37,97971 |
100 |
33,5868 |
200 |
29,19651 |
250 |
27,78348 |
500 |
23,39478 |
Зависимость понижений в пласте при действии водозабора от расстояния между водозаборными скважинами показана на рисунке 2.
При расстоянии между скважинами 2б=2000 метров, Sp< Sдоп. Т.е. берём расстояние между скважинами, равное 2000 метров.
Итоговое понижение в скважинах проектируемого водозабора будет равным 23,39 метра при расстоянии между скважинами 500 м.
Понижение в расчетной скважине больше допустимого (S>Sдоп), однако, при расчете водозабора допускается принимать расчетное понижение не превышающее 0.6 мощности водоносного пласта. А так как это условие выполняется (0.6∙40=24м), то имеем право принять S=23,4 м как окончательную величину понижения.