Практична робота
з дисципліни «Водопостачання»
«Розрахунок підземного водозабору»
2 Семестр
№ варіанту ____
Викона__: студент ІV курсу
групи _____-_____
_________________________
Перевірив: викладач
Сємака О.М.
«____»_____________20___р.
Чернігів, 20___ р.
Розрахунок підземного водозабору
Вихідні дані - додаток 1 (методика для виконання курсового проекту).
Мета роботи: Провести розрахунки підземного водозабору, які заключаються в виборі конструкції свердловини, фільтра, розрахунок дебіту і кількості свердловин.
Накреслити в масштабі розріз водозабірної свердловини. Нанести розміри.
Хід роботи
Вибір водоносного шару.
За вихідними даними в гідрогеологічному розрізі свердловини є чотири водоносних шари. Обираємо ___ водоносний шар за умови найменшої вартості води, простоти експлуатації системи водопостачання, а також високим дебітом та якістю води.
Вибір типу фільтра.
Тип фільтра визначається залежно від п’ятидесятивідсоткового діаметра піску водоносного шару d50 . При цьому d50 < 0,5 (по завданню d50 = ) приймаємо ___________ (кожуховий при роторному способі буріння) фільтр.
Склад
матеріалу обсипки D50
= (8
12)d50
мм, де D50
- п’ятидесяти-відсотковий діаметр зерен
обсипки,мм.
Товщину обсипки приймаємо ______ мм. Кінцевий діаметр обсадної труби повинен бути на 100 мм більший за діаметр фільтра.
Фільтр повинен на 1 м не доходити до покрівлі та підошви водоносного шару.
Розрахункову довжину фільтра приймаємо:
,
м,
де m - потужність водоносного шару, м.
Діаметр труб каркасу фільтра і діаметр обсадних труб приймаємо стандартним _______ мм.
3. Визначення кількості свердловин і розрахункового дебіту однієї свердловини.
Можливий дебіт свердловини:
,
м3/год,
де Vф - можлива швидкість входу води в фільтр. Для гравійних фільтрів:
,
м,
де К - коефіцієнт фільтрації водоносної породи, м/добу.
Потрібна кількість свердловин визначається за формулою:
,
шт.
Розрахунковий дебіт свердловини:
,
м3/год.
Розрахункове зниження рівня води:
,
м,
де qпит - питомий дебіт свердловини, м3/год.
Глибина води в свердловині:
,
м,
де Zcт - відмітка статичного рівня води, м;
Zп - відмітка підошви водоносного шару, м.
Можливе зниження рівня води:
,
м.
Значення розрахункового зниження рівня води _____перевищує можливого, таким чином ____________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ЧЕРНІГІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ ЕКОНОМІКИ І УПРАВЛІННЯ
ІНЖЕНЕРНО-БУДІВЕЛЬНИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ВОДОПОСТАЧАННЯ ТА ВОДОВІДВЕДЕННЯ
Практична робота
з дисципліни «Водопостачання»
«Розрахунок і конструкція горизонтальних водозаборів»
2 Семестр
№ варіанту ____
Викона__: студент ІV курсу
групи _____-_____
_________________________
Перевірив: викладач
Сємака О.М.
«____»_____________20___р.
Чернігів, 20___ р.
Розрахунок і конструкція горизонтальних водозаворів
Вихідні дані:
L=150+N 10 м; і=0,00N; h=0,15+0,N м; H1=2+0,N м; H2=2-5 м; R1=20+10N;
R1=10+10N.
Мета роботи: Використовуючи вихідні дані навчитися розраховувати основні параметри горизонтальних водозаборів.
Горизонтальні водозабірні споруди (Рис. 1) раціонально владнувати в тих випадках, коли необхідно забирати воду з малопотужних по висоті, але широких підземних водоносних горизонтів, що залягають на глибинах 5-7 м-від поверхні землі. По конструкції вони діляться на траншейних, трубчастих і галерейних.
Рис. 1. Конструкція горизонтального водозбору трубчастого типа:
1 - збірний водоприймальний колодязь; 2 - оглядовий колодязь; 3 - водозбірний трубопровід; 4 - дренажна гравійна обсипка; 5 - щебенева підстава; 6 - водоупір
У сільськогосподарському водопостачанні найбільш раціональними і економічними за певних умов залягання підземних водоносних порід є трубчасті водозбори з одно- або двостороннім припливом води. Такі водозбори складаються з дірчастих керамічних, азбестоцементних, бетонних або залізобетонних труб діаметром 150-200 мм, що фільтрує поверхню яких обсипана декількома шарами гравію і піску. На відстані 50 м-кодів один від одного владнують оглядові колодязі. Всі труби, що фільтрують, сполучені із загальним водоприймальним колодязем. Траншеї для збірних труб, що фільтрують, і обсипання, що фільтрує, зазвичай розробляють драглайном. Розміщують горизонтальні водозбори перпендикулярно руху грунтового потоку.
Водозбірні галереї застосовують при глибинах залягання грунтових вод 6-8 м. Споруджують їх відкритим способом з круглим, прямокутним або овалоїдальним перетином. Галереї обладнали збірними залізобетонними елементами і додатковим гравійно-піщаним фільтром (коли водоносні породи складаються з пісків або дрібного гравію).
При спорудженні горизонтальних водозаборів необхідно передбачати захист від проникнення у водоприймальні труби або галереї забруднених поверхневих вод і часток грунту. Зазвичай прагнуть розміщувати підставу водоприймальної частини на водоупорі, що підстилає експлуатований водоносний пласт. Загальний дебіт горизонтального водозабору, закладеного на водоупорі, може бути орієнтування визначений по формулі(1)
де l - довжина водозабірних труб (галерей), м-код; H - потужність водоносного пласта, м-код; i - ухил дзеркала грунтового потоку; Кф- коефіцієнт фільтрації грунту, м/сут.
Розрахунок горизонтального водозабору полягає у визначенні необхідної довжини дірчастої труби, траншеї або галереї, їх розмірів і дебіта водозабору. Можливі чотири розрахункові схеми горизонтального водозабору (Рис. 8.34). За першою схемою (Рис. 2, а) досконалий горизонтальний водозабір розташований паралельно річковому потоку при однобічному припливі води, основним расчет- розрахунковим рівнянням є рівняння Дюпюї у вигляді(2):
де h - висота шаруючи води у водозабірній трубі; R - радіус впливу водозабору або відстань від центру труби до урізання води в річці (Ri).
В разі двостороннього припливу води до досконалого горизонтального водозабору загальний дебіт водозабору рівний (3):
де H1 - висота шару води над дреной в річці, м; H2 - потужність водоносного пласта под- підземного потоку до річки, м.
При двосторонньому припливі води до недосконалого горизонтального водозабору (Рис. 2, в) загальний дебіт дорівнює припливу води з боку річки Qp, з боку підземного потоку Qn і фільтраційної витрати через дно водозабірної труби, який може бути роздільний на дві частини - фільтраційна витрата з боку річки Qmp і з боку підземного потоку Qmn(4):
Величини Qp і Qn можуть бути визначені по формулі (1). Величини Qmp і Qmn визначаються по рівняннях напірного руху:
де q, і q2- приведені витрати відповідно з боку річки і з боку берега.
Величини q, і q2 визначаються по графіках P.p. Чугаєва (Рис. `1). Значення а визначаються з формул: - для річкової сторони:
- для заплавної сторони:
де D - діаметр водозабірної труби або ширина галереї, м. Значення C визначають з формул:
Рнс. 2. Розрахункові схеми припливу води до горизонтальних водозборів: а - однобічний приплив води до досконалого горизонтального водозбору; б- двосторонній приплив води до досконалого горизонтального водозбору; у - двосторонній приплив води до недосконалому горизонтальному водозбору; г - однобічний приплив води до недосконалого горизонтального водозбору.
При однобічному припливі води до недосконалого горизонтального колодязя (рис. 2, г) загальний дебіт водозабору визначається як окремий випадок розрахунку двостороннього припливу по тих же залежностях з врахуванням конкретних умов руху под- руслових або підземних вод до водозабору.
Кількість водоприймальних отворів і опір гравійного обсипання мають бути розраховані так, щоб не відбувалося в процесі експлуатації под- підпору грунтових вод в пласті, оскільки це може спричинити зміни направле- напряму руху частині потоку, що приведе до зменшення водозахватної здатності водозабору в цілому. Зазвичай діаметр отворів в трубах приймають рівним 0,5-1,0 див. Дренажні труби мають бути змонтовані так, щоб була можливість їх прочистити з оглядових колодязів.
Рис. 3. Графіки визначення величі приведених витрат q, (а) н q2 (S)
Їх сумарну площу визначають по відомій формулі:
де qmax - максимальний приплив води на 1 п.м водоприймальної частини, м3/сут.; h - середній натиск над водоприймальними отворами, м. З келію запобігання винесенню з водоносного пласта часток грунту вихідна швидкість фільтрації (фактична) не повинна перевищувати природної водоотдачи водоносного пласта:
Швидкість руху води у водозбірних трубах призначають в межах 0,5-0,8 м/с, виходячи з необхідності запобігання замулюванню труб і вимивання грунту довкола них унаслідок нещільності і порушення структури гравійного обсипання.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ЧЕРНІГІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ ЕКОНОМІКИ І УПРАВЛІННЯ
ІНЖЕНЕРНО-БУДІВЕЛЬНИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ВОДОПОСТАЧАННЯ ТА ВОДОВІДВЕДЕННЯ