3.3 Конструкция скважины

Скважина оборудуется фильтром и оголовком. Можно применять различные по конструкции фильтры. Основное требование к фильтрам – это надежность в эксплуатации. Фильтры подбираются в зависимости от качества грунтовых вод и содержащихся в них вредных примесей. Например, в гравийных фильтрах водоприемными грунтозадерживающими отверстиями служат естественные поры в гравийной обсыпке, окружающей дырчатый каркас.

Корзинчатые гравийные фильтры обеспечивают надёжный захват воды из мелкозернистых пластов. Основным недостатком является малая водоприемная поверхность, которая не обеспечивает достаточно высокой производительности фильтров.

В качестве расчета фильтров можно использовать следующую методику. Расход воды через фильтр определяется по формуле:

Q = μ ω√ 2ρН_ср (3.12)

Q – дебит скважины;

μ – коэффициент расхода отверстий (μ=0,6);

ω – суммарная площадь отверстий.

Из формулы (3.12) вычисляется суммарная площадь отверстий фильтра:

ω = (3.13)

ω = = 0,73 м²

Находится скорость движения воды в фильтре. Скорость воды равна:

V = (3.14)

V = = 59,99 м³/сут

Находится предельная выходная скорость фильтрации по формуле:

V₀ = 65 (3.15)

V₀ = 65∙20^1/3 =108,33 м/сут

Проверяется соблюдение условия

V V₀ (3.16)

59,99 108,33 (Условие выполняется)

Колонна труб, закрепляющая стенки трубчатого колодца от обвала, называется эксплуатационной. В этих трубах размещаются водоподъёмные приспособления. Кроме того, подъём и опускание фильтра при его смене невозможен без устройства эксплуатационной колонны. Таким образом, внешние размеры насоса и фильтра определяют её диаметр.

Оголовок трубчатого колодца устраивают обычно в виде небольшой шахты. В неё выпускают верхний конец эксплуатационной колонны и там же размещают устройство для забора воды из скважины.

Рисунок 3.2 – Оголовок трубчатого колодца, оборудованного

погружным центробежным насосом типа ЭЦВ

1-электродвигатель; 2-водоприемник; 3- насос; 4- обратный клапан; 5- токоподводящий кабель; 6- водоподъёмная труба; 7- обсадная колонна труб; 8- опорная плита; 9- водоотводная труба; 10- задвижка; 11- манометр; 12- отвод к системе автоматического управления.

Скважина, оборудованная оголовком, выполняет функции насосной станции 1 подъема. По водоотводной трубе 9 вода подается насосом из скважины в резервуары чистой воды.

4 Проектирование резервуаров чистой воды

4.1 Определение объема резервуара чистой воды

Резервуар чистой воды (РЧВ) используется для накопления объема и подачи воды в системе водоснабжения. РЧВ могут располагаться как на самом водозаборном сооружении, так и по трассе водопроводной сети в зависимости от категории системы водоснабжения для обеспечения требуемого режима ее эксплуатации. В системе водоснабжения количество РЧВ принимается не менее двух для обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям.

Суммарный объём резервуара состоит из:

W_рчв = W_рег+W_пож +W_пр (4.1)

W_рег – регулирующий объём воды, м³;

W_пож – объём воды на тушение пожара, м³;

W_пр – объём на нужды эксплуатации РЧВ, м³.

W = 1642,13 + 108 + 420,32 = 2174,17 м³

Регулирующий объём определяют по интегральным графикам поступления воды в резервуар и забора её из резервуара насосной станцией второго подъёма.

Регулирующий объём принимаем 16,66% Q_ср.сут для часов суток 2-3:

W_р = 16,66%∙Q_max.пос. /100 (4.2)

W_р = 16,66 * 61,11 = 1642,13 м³

Пожарный объём вычисляют по формуле:

W_пож = 3,6*n* t_пож*Q_пож (4.3)

n – число одновременных пожаров;

t_пож – объём воды, поступивший в сеть за 3 смежных часа максимального водопотребления;

W_пож = 3,6 * 1 * 3 * 10 = 108 м³

W_пр принимается 8-9% от Q_max.пос.:

W_пр = 1519,323 * 8,5 / 100 =3,72 м³

Расчет регулирующего объема РЧВ представлен в таблице 3.

Таблица 3 – Расчёт регулирующего объёма резервуара чистой воды, %

Часы суток	Подача насосов			Поступление в резервуар		Забор из резервуара		Остаток в резервуаре		Примечание
	1подъёма	2подъема
1	2	3	4		5		6		7
0-1	4,17		4,17				12,50
1-2	4,17		4,17				16,67
2-3	4,16		4,16				20,83
3-4	4,17		4,17				25,00
4-5	4,17		4,17				29,77
5-6	4,16		4,16				33,33
6-7	4,17		4,17				37,50		Полный бак
7-8	4,17	6,66			2,49		35,01
8-9	4,16	6,66			2,50		32,51
9-10	4,17	6,66			2,49		30,02
10-11	4,17	6,66			2,49		27,53
11-12	4,16	6,66			2,50		25,03
12-13	4,17	6,66			2,49		22,54
13-14	4,17	6,66			2,49		20,05
14-15	4,16	6,66			2,50		17,55
15-16	4,17	6,66			2,49		15,06
16-17	4,17	6,66			2,49		12,57
17-18	4,16	6,66			2,50		10,07
18-19	4,17	6,66			2,49		7,58
19-20	4,17	6,66			2,49		5,09
20-21	4,16	6,66			2,50		2,50
21-22	4,17	6,66			2,50		0		Пустой бак
22-23	4,17		4,17				4,17
23-24	4,16		4,16				8,33
			37,50