4. Эксплуатационная конструкция скважины

Л *

Основой для составления эксплуатационной конструкции является рабочая конструкция скважины. Необходимость корректирования рабочей конструкции возникает в случае, если доказана возможность уменьшения диаметра фильтра, а также если диаметр колонны, в которой устанавлива­ется насос, меньше требуемого эксплуатационного диаметра.

При уменьшении диаметра фильтра проверяется возможность уменьшения диаметров всех колонн. Если при ударно-канатном бурении назначение новых диаметров обсадных труб не противоречит норматив­ным требованиям, а именно - диаметр конечной колонны труб должен быть больше диаметра фильтра не менее, чем на 50 мм (при обсыпке фильтра гравием - не менее, чем на 100 мм), разница в диаметрах всех ко­лонн - не менее 100 мм, то корректирование конструкции скважины спра­ведливо.

34

Аис. 15. Схема эксплуатационной конструкции скважины

Диаметр эксплуатационной колонны, то есть колонны, в которой ус­танавливается насос, должен быть на 50 мм больше номинального диамет­ра насоса с трансмиссионным валом и равен номинальному диаметру на­соса с погружным электродвигателем. Если указанное условие не выпол­няется, но в пределах установки насоса имеется колонна большего диамет­ра, то, по-возможности, производится обрезка колонны меньшего диамет­ра. В результате эксплуатационной колонной диаметром d₃ становится при ударно-канатном бурении колонна, предшествующая первоначально рас­сматриваемой, как эго показано на рис. 15.

Крепление колонн выполняется сальником или цементацией. При роторном бурении цементация затрубного пространства выполняется для

35

всех колонн и по всей их длине. Устройство скважин, выполненных удар­но-канатным способом, предусматривает цементацию всей длины затруб- ного пространства лишь между кондуктором и первой колонной обсадных труб. Крепление остальных колонн осуществляется на высоту h_n > 3 м.

Механическую прочность скважины обеспечивает бетонная обноска размером в плане 1000 х Ю00 мм или диаметром 1000 мм. Обноска за­глубляется ниже пола насосной станции на 800 мм.

На рис. 16 приведен пример представления эксплуатационной кондг-' рукции скважины в графической части проекта на листе ватмана.

Рис. 16. Пример представления эксплуатационной конструкции скважины в графической части проекта

6. Зона санитарной охраны водозабора

{'Ссу¹

В окрестности водозабора устанавливается зона санитарной охраны (ЗСО), в которой осуществляются специальные мероприятия, исключающие возможность поступления загрязнений в водоносный пласт и в водозабор.

При организации ЗСО учитывается вид загрязнений (микробное, хи­мическое), определяющий их устойчивость (стабильность).

В случае, когда залегающие над водоносной породой грунты не обеспечивают защиту подземных вод от поверхностного загрязнения, в пределах ЗСО реализуются специальные мероприятия и устанавливаются границы удаления возможных источников загрязнения.

В состав ЗСО входят три пояса: первый - строгого режима, второй и третий - пояса ограничений.

Граница первого пояса ЗСО устанавливается на расстоянии не менее 30 м от водозабора при использовании защищенных подземных вод и на расстоянии не менее 50 м при использовании недостаточно защищенных вод. Если расстояние между скважинами превышает 100 м, первый пояс ЗСО допустимо устанавливать отдельно для каждой скважины.

К защищенным подземным водам относятся напорные и безнапор­ные межпластовые воды, которые имеют в пределах всех поясов ЗСО сплошную водоупорную кровлйз, исключающую возможность местного питания из вышерасположенных, недостаточно защищенных горизонтов или с поверхности земли; должна также отсутствовать непосредственная связь с поверхностными водами.

Параметром, определяющим расстояние от границы второго пояса ЗСО до водозабора, является расчетное время Т_м, сут, продвижения мик­робных загрязнений с потоком подземных вод к водозабору, которое должно быть достаточным для эффективного самоочищения воды: Расчет­ное время Т_и принимается в соответствии с рекомендациями приложения 16. Граница второго пояса ЗСО определяется расчетами.

Параметром, определяющим расстояние от границы третьего пояса ЗСО до водозабора, является расчетное время Т_х, сут, продвижения химических за­грязнений с потоком подземных вод к водозабору, которое должно быть больше проектного срока эксплуатации водозабора (25...50 лет). Расчетное время Г_х принимается равным продолжительности использования источника водоснабжения. Граница третьего пояса ЗСО определяется расчетами.

Санитарно-оздоровительные и защитные водоохранные мероприятия устанавливаются отдельно для каждого пояса ЗСО в соответствии с его на­значением и выполняются либо как единовременные меры, осуществляе­мые до начала водозабора, например, снос некоторых строений, устройст­во ограды и другие, либо как постоянные мероприятия режимного харак­тера, например, запрет нового строительства, запрет использования ядохи­микатов и другие [2].

Обобщенная схема фильтрации подземных вод к водозабору в виде одиночной скважины в однородном неограниченном водоносном пласте с единичным расходом q представлена на рис. 17.

линия тока

Рис. 17 Схема фильтрации подземных вод к водозабору в виде одиночной скважины

Рис. 18 Схема фильтрации подземных вод к групповому линейному водозабору

Область захвата водозабора увеличивается в процессе эксплуатации и соответственно положение границ ЗСО изменяется. При длительной экс­плуатации водозабора границы области захвата устанавливаются по ней­тральной (раздельной) линии тока в условиях установившегося движения-. Вниз по потоку подземных вод граница ЗСО, как правило, проводится че­рез раздельную точку N. В тех случаях, когда расстояние от водозабора до точки N велико и время движения воды от нее к водозабору больше рас­четного времени Т, положение границы ЗСО смещается ближе к водозабо­ру на расстояние запаса г_в, м, от водозабора.

Для фактических расчетов ЗСО область захвата сооружений группо­вого водозабора схематизируется в виде прямоугольника (рис. 18) шири­ной 2d, м, и общей протяженностью L, м:

Протяженность ЗСО вверх по потоку должна быть такой, чтобы во­да, удаленная от водозабора на расстояние R_a, достигла водозабора лишь к концу расчетного времени Т, отсчитываемого от начала работы водозабора (Г = Т_м при расчете границы второго пояса ЗСО, Т = Т_х - при расчете гра-. ницы третьего пояса ЗСО).

Расчетное расстояние R_B, м, вверх по течению потока определяется из формулы

где J - уклон подземного потока.

Для водозабора в виде одиночной скважины в формуле (35) вместо расхода 2скв.фаюг., м³/сут, можно подставить величину Q_cyT._p., м³/сут.

Из уравнения (35) расстояние R_B, м, определяется отдельно для вто­рого пояса ЗСО (при расчетном времени Т_м) и для третьего пояса ЗСО (при расчетном времени Т_х) методом подбора, ориентируясь на значения: 200, 500, 1000, 2000,3000 м.

Расчетное расстояние г_в, м, вниз по течению потока определяется из формулы

Для водозабора в виде одиночной скважины в формуле (36) вместо расхода 2_Скв.факт.> м³/сут, можно подставлять величину £2сут.р.> м³/сут.

С учетом возможности расширения границ ЗСО до нейтральной ли­нии тока в процессе длительной эксплуатации водозабора величина 2б?_тах, м, в сечении, отстоящем от скважины на расстоянии R_B, определяется по формуле

Граница ЗСО в поперечном сечении, проходящем перпендикулярно ^ направлению движению потока, составляет

Библиографический список

1. СанПиН 2.1,4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к ка­честву воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль ка­чества. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 2001. - 32 с.

2. СНиП 2.04.02. - 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1985. - 136 с.

3. Николадзе Г. И., Сомов М. А. Водоснабжение: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1995. - 688 с.

4. Пособие по проектированию сооружений для забора подземных вод. - М.: Стройиздат, 1989.-271 с.

5. Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справочное пособие. - М.: Стройиздат, 1995, - 176 с.

6. Курганов А. М. Водозаборные сооружения систем коммунального во­доснабжения: Учебное пособие / Изд. АСВ; СПбГАСУ. - М. - СПб., 1998. - 246 с.

Условные обозначения грунтов

! / 717

ГЩ

супесь(глини­стый песок)

суглинок

глина

—-о—ег

О о

К X

XXX К X X X XXX

щебень, хрящ

галька

<1

д Л

дресва

о

растительный и почвенный слой

погребенная

почва

насыпной грунт и строи­тельный мусор

шлак

песок круп­нозернистый

песок разно­зернистый

песок средне­зернистый

гравий

изверженные

породы

метаморфи­ческие поро­ды

разборно­

скальный

грунт

уголь

трепел и опока

мергель

о

сланцеватая глина и сланцы

ил органиче­ский

валуны

сз сту-

песчаник

тттттт

IIIIII

МММ

конгломерат

глина валунная (мореяа)

макропористая супесь (леса)

_кгп-

Шл

К X- * X *

торф

ледяные про­слойки в вечной мерз­лоте

I О I о

суглинок мак­ропористый

глина макро­пористая

известняк

закарсто- ванный из­вестняк

xze

гранито-

гнейсы

песок мелко­зернистый

<«««

£<L<««

гипс