3.3. Сумісна робота взаємодіючих свердловин
з насосним обладнанням і водоводами
Випадок
лінійної планової схеми взаємодіючих
свердловин при їх послідовному підключенні
до збірного водоводу ілюструє рис. 3.4.
Рис. 3.4. Схема подачі води в резервуар від n свердловин,
з’єднаних спільним збірним водоводом
На схемі наведені наступні символи: SI , SII , SIII ,…SN – опір спільної ділянки збірного водоводу після підключення і-тої свердловини, (с/л)2∙м; Qi – подача води від і-тої свердловини, л/с; Sк1, Sк2, Sк3 ,…Sкn – опір свердловинної насосної установки і-тої свердловини, (с/л)2∙м.
В розрахунках також враховується умовний опір всіх спільних ділянок водоводу для кожної з n свердловин при подачі з неї витрати Qi, який визначається із системи рівнянь, (с/л)2∙м
;
;
……………………….....................
,
(3.13)
Подача води від кожної свердловини у збірний резервуар визначається за формулою, л/с
,
(3.14)
де qi – питомий дебіт кожної і-тої свердловини, л/с∙м; βі – коефіцієнт, який враховує зменшення qi внаслідок впливу сусідніх свердловин; Нгі – геометрична висота підняття води з і-тої свердловини, м; Нфі, Sфі – параметри аналітичної характеристики насоса в і-тій свердловині (м, (с/л)2∙м); Sкі – опір свердловинної насосної установки в і-тій свердловині,
(с/л)2∙м; Sві – умовний опір спільних ділянок водоводу для і-тої свердловини, (с/л)2∙м.
Коефіцієнт, який враховує зменшення qi визначається за формулою
,
(3.15)
де Sі – пониження рівня в і-тій свердловині при відкачуванні з неї води, м; ΔSі – додаткове пониження рівня в і-тій свердловині внаслідок впливу сусідніх свердловин, м. Ці пониження визначаються відповідно за формулами
,
(3.16)
,
(3.17)
Де всі складові частини є відомими з попереднього матеріалу.
При прийнятих плановій схемі, кількості свердловин n та відстані між сусідніми свердловинами задача вирішується методом послідовного наближення (на ПЕОМ або вручну). Послідовність рішення наступна:
1.У першому наближенні задаються витратами Q1 =Q2=…=Qn = Qв доб/n;
2.За формулою (3.8) визначають Sк1, Sк2, Sк3 ,…Sкn , а за системою рівнянь (3.13) – Sв1, Sв2, Sв3,… Sвn;
3.За формулою (3.16) підраховують S1, S2, S3,…Sn, за формулою (3.17) - ΔS1, ΔS2, ΔS3,… ΔSn та визначають для кожної свердловини S сум і = Sі + ΔSі а також коефіцієнт βі;
4.За формулою (3.7) визначають необхідний напір насосів у свердловинах Нн1, Нн2, Нн3,… Ннn;
5.Підбирають насоси у свердловини і за довідниковими даними або за характеристиками насосів із застосуванням формул (3.10) і (3.11) визначають параметри їх характеристик
Нфі та Sфі;
6.Підставляють визначені складові частини у рівняння (3.14) і визначають Q′1, Q′2, Q′3,… Q′n ;
7.Для кожної свердловини перевіряють виконання умови | Q′і - Qі | - ΔQ ≤ 0 , де ΔQ – заздалегідь задана припустима похибка (наприклад ΔQ = 0,05 Qі ). При виконанні умови для кожної свердловини значення Q′1, Q′2, Q′3,… Q′n та марки підібраних насосів у свердловинах вважають проектними. При невиконанні умови хоча б для однієї свердловини переходять до другого туру розрахунків, для чого повторюють дії, зазначені у пунктах 2…6 зазначеної послідовності рішення. В результаті розрахунків отримують значення Q″1, Q″2, Q″3,…Q″n і перевіряють виконання умови | Q″i - Q′i | - ΔQ ≤ 0 тощо.
3.4. Підвищення продуктивності і надійності роботи
поверхневих водозаборів при їх реконструкції
В практиці роботи поверхневих водозаборів систем комунального водопостачання відомі випадки, коли із закінченням терміну розрахункового періоду їх роботи виникає необхідність їх модернізації із збільшенням продуктивності в 2…3 рази. У цьому випадку проектуванню і будівництву нового водозабору повинне передувати в и в ч е н н я с т а н у і с н у ю ч о г о в о д о з а б о р у, умов його експлуатації і можливості реконструкції.
При достатній площі водоприймальних отворів і достатній пропускній спроможності комунікацій водозабору підвищення його продуктивності може бути здійснено заміною насосно-силового обладнання з розширенням або без розширення площі НС-I. У деяких випадках крім заміни насосного обладнання при реконструкції доводиться замінювати всмоктувальні і нагнітальні лінії. В обох випадках водоприймачі і самопливні (сифонні) лінії руслових водозаборів та берегові водоприймально-сіткові колодязі (БВСК) водозаборів роздільного компонування реконструкції не підлягають.
Більш кардинальне підвищення продуктивності водозабору при реконструкції поряд із заміною насосно-силового обладнання досягається розширенням площі водоприймальних отворів (при збільшенні кількості секцій водоприймача або збільшенні габаритів водоприймальних отворів) та заміною або влаштуванням додаткових самопливних ліній.
Необхідний ступінь надійності роботи водозабору при реконструкції забезпечується, зокрема, його влаштуванням за певною плановою схемою ( А, Б, В ).
Під час реконструкції поверхневих водозаборів і часткового або повного виключення з роботи їх основних споруд встановлюють тимчасові пересувні водозабори (рис.3.5).
На рис. 3.6. наведені принципові схеми реконструкції поверхневих водозаборів із спорудженням додаткових основних споруд. Схеми відбивають реконструкцію із зміною типу водозабору ( «г» - з руслового на комбінований, «д» - з руслового на берего-русловий) та із зміною планової схеми водозабору ( «б», «в» - із схеми А на схему В, решта – із схеми А на схему Б ).
Влаштування додаткового руслового водоприймача на більших глибинах («а») пов’язано як правило з погіршенням умов експлуатації оголовка в прибережній зоні (наприклад через інтенсивне відкладення наносів). При достатньо відлогому рельєфі дна і його малому ухилі в напрямку тальвега траса нових самопливних ліній може бути спрямленою завдяки влаштуванню нового оголовка в штучному заглибленні дна (прорізу).
Наявність навіть найпростішого резервного оголовка розтрубного типу ( «в») в період реконструкції і відключення основних самопливних ліній запобігає повній зупинці водозабору. При реконструкції за такою схемою слід враховувати різний гідравлічний опір і відповідно різну пропускну спроможність комунікацій за старою і новою схемами.
Розширення берегових споруд («б», «д») пов’язано вичерпанням можливості переобладнання насосних установок на існуючих площах.
Влаштування водоприймальних ковшів за схемою «г» проводять при неможливості або ускладненні водоприймача в руслі річки. При неможливості експлуатації берегового водоприймача внаслідок пониження рівня в джерелі влаштовують реконструкцію за схемою «д».
Під час реконструкції поверхневих водозаборів і часткового або повного виключення з роботи їх основних споруд встановлюють тимчасові пересувні водозабори.
Рис. 3.5. Пересувний плавучий водозабір: 1 – насосна станція; 2 – береговий трубопровід; 3 – кульове з’єднання
а)
б)
в)
г)
д)
- - - - існуючі споруди
—— додаткові споруди
Рис. 3.6. Принципові схеми реконструкції поверхневих водозаборів з будівництвом додаткових основних споруд: 1 – затоплені водоприймачі (оголовки); 2 – самопливні лінії; 3 – БВСК суміщений з НС-I; 4 – розтрубні оголовки; 5 – водоприймальний ківш; 6 – береговий водоприймач
Контрольні питання:
1.Питання, що вирішують при реконструкції водозабірних вузлів із свердловинами
2.Задачі, що вирішуються при розрахунках сумісної роботи поодинокої свердловини з насосом і водоводом
3.Специфіка розрахунку сумісної роботи взаємодіючих свердловин з насосами і водоводами
4.Підвищення продуктивності і надійності роботи поверхневих водозаборів при їх реконструкції