19.3. Вертикальний дренаж

19.3.1. Конструкція вертикального дренажу

Вертикальний дренаж проектують у вигляді водозабірних свердловин, обладнаних електричними заглибними насосами. Конструктивні елементи свердловини: глибину, діаметр, довжину і діаметр фільтра, шпаруватість, розмір і форму прохідних отворів фільтра і механічний склад гравійної обсипки повинні визначатись розрахунком.

Глибину свердловини визначають за формулою

, (19.59)

де – глибина свердловини, м;

– довжина експлуатаційної колони, м;

– довжина фільтрової колони, м;

– довжина відстійника, м.

Довжину експлуатаційної колони встановлюють виходячи із гідрологічних умов, величини пониження рівня води в свердловині, розташування насоса і умов його роботи.

Довжину фільтра-каркаса вибирають з врахуванням стандартної довжини ланки заводського виготовлення.

Діаметр свердловини повинен визначатись за формулою

, (19.60)

де – діаметр фільтрового каркасу, м;

– товщина гравійного фільтра, м.

Діаметр фільтрового каркасу визначають за формулою

, (19.61)

де – максимальний дебіт свердловини, м³/добу;

– шпаруватість фільтрового каркасу, %.

Допустиму швидкість руху води в прифільтровій зоні визначають за формулою

, (19.62)

де – критичне число Рейнольдса;

– коефіцієнт шпаруватості гравійної обсипки (0,3-0,4);

– коефіцієнт фільтрації водоносного ґрунту, м/добу.

Швидкість руху води в фільтровій колоні і водопідйомних трубах не повинна перевищувати 2 м/с.

Шпаруватість фільтрів, як правило, приймають більше із таких значень:

• для стальних каркасно-стержньових просічених із стальних листів – 30 %;

• для азбестоцементних і пластмасових – 25 %.

Збільшення шпаруватості повинне обґрунтовуватись розрахунком фільтрів на міцність. Розміри і форму прохідних отворів підбирають в залежності від фракційного складу фільтрової обсипки. Розміри прохідних отворів при влаштуванні фільтрів із гравійно-піщаної обсипки повинні складати:

• для круглої перфорації ;

• для щілинної перфорації , ,

де – середній діаметр фракцій гравійно-піщаної обсипки, мм;

, – відповідно ширина та довжина щілин, мм.

Круглі отвори на фільтровому каркасі розташовують в шаховому порядку, а щілинні – гвинтоподібно з кутом нахилу 15 .

Кількість отворів, що відповідає заданій шпаруватості фільтрового каркасу на 1 м його довжини, визначають за формулою

• для круглої перфорації ;

• для щілинної .

Електрозаглибний насос розташовують, як правило, над фільтром. Якщо за геолого-структурними умовами неможливо встановити насос над фільтром, його розташовують у відстійнику або у фільтрі (при умові перекриття цієї частини фільтра „глухою” трубою).

Станція управління насосними агрегатами, засоби автоматики, телемеханіки і зв’язку, контрольно-вимірювальна апаратура повинні розташовуватись в спеціальній шафі або будові.

Водовідвідна мережа свердловин вертикального дренажу повинна бути виконана із труб, лотків, облицьованих каналів або в земляному руслі. В останньому випадку ділянку водовідводу довжиною 40-50 м від свердловини виконують глухою (труба або лоток).

Водовідвідні трубопроводи повинні бути обладнані засувками і водовипускми у водоприймач. Стінки і дно водоприймачів в місці скиду дренажних вод повинні надійно захищатись від розмиву.

Режим роботи системи свердловин вертикального дренажу повинен розроблятись на підставі даних меліоративного стану зрошуваних земель в ув’язці з графіком навантаження на енергосистему, планами поточних і капітальних ремонтів свердловин і насосно-силового обладнання. Режим роботи системи вертикального дренажу повинен складатись окремо для періодів освоєння і експлуатації. Для експлуатаційного періоду коефіцієнт корисної роботи свердловини приймають 0,7-0,8 (відношення тривалості фактичної роботи до календарного часу в році).

Проектування вертикального дренажу без систем автоматики не допускається. Об’єм телемеханіки і зв’язку необхідно встановлювати в кожному конкретному випадку і визначати на підставі вимог до режиму роботи свердловини і надійності обладнання, з врахуванням покращення умов праці і скорочення кількості обслуговуючого персоналу.

Диспетчерське управління автоматизованою системою повинне забезпечувати централізацію управління і контролю свердловин і обладнання.

Кожна свердловина або група свердловин повинна обладнуватись контрольно-вимірювальною апаратурою, яка дозволяє вимірювати:

• кількість відкачуваної води;

• положення динамічного рівня води в свердловині;

• мінералізацію води;

• кількість затраченої електроенергії;

• напругу і силу струму в ланцюгу.