1.Технологическая часть

В районе расположения населенного пункта подземные воды встречаются на глубине:

52,9 м — пласт мощностью 16,5 м, напорный, водоносные породы — гравий крупный;

81,6 м — пласт мощностью 33,5 м, напорный, водоносные породы — гравий крупный;

145,3 м — мощность пласта 24,5 м, напорный, водоносные породы — гравий средний.

К эксплуатации принят пласт № 2 (2 водоносный горизонт), находящийся на глубине 81,6 м от поверхности земли.

1.1 Выбор места расположения скважин.

Участок выбираем согласно требованиям ТКП 45-4 01-31-2009. С учетом санитарных требований, возможности организации зоны санитарной охраны, удобства обслуживания водозабора, присоединения скважин к водопроводной сети, устройства водопроводных сооружений и других выбираем место выше населенного пункта, вне зон возможного загрязнения.

В соответствии с выбранными сооружениями принимаем следующую схему водоснабжения: забор воды группой скважин – подача насосной станцией II подъема по водоводам воды на фильтры – поступление воды по сборным водоводам в резервуар чистой воды – подача насосной станцией II подъема по водоводам воды в водонапорную башню – поступление воды в сеть.

2. Расчет скважин

Выполняем его в следующей последовательности:

-определяем дебит одиночной скважины и допустимое понижение уровня подземных вод;

-определяем число скважин с учетом их взаимодействия для обеспечения потребителей необходимым количеством воды;

-выбираем тип фильтра и делаем его расчет;

-определяем понижение в скважинах в соответствии с принятыми между ними расстояниями;

-подбираем оборудование для подъема воды из скважин;

-разрабатываем конструкцию скважин.

Определение дебита одиночной скважины и допустимого понижения. Дебит совершенной скважины, заложенной в напорном пласте, определяем по формуле:

q = 2.74 ∙ K_ф ∙ (m ∙ S/ lg ∙ (R / r), м³/сут (1)

где m – мощность водоносного пласта, м;

К_ф – коэффициент фильтрации, м/с;

R – радиус депрессионной воронки, м

r – радиус скважины, м.

R = 1.5 ∙ √a∙t , м (2)

где a – коэффициент пьезопроводности (скорость распространения давления в пласте), м²/сут;

t – время откачки воды из скважины за период эксплуатации, сут, принимаем нормативное «t» = 25 лет с условие работы 24 часа в сутки 365 дней в году.

a = K_ф ∙ m / µ , (3)

где μ – показатель (коэффициент) водоотдачи, зависящий от пород и определяемый опытным путем или по эмпирическим формулам.

Рассчитываем дебит скважин:

Для 2 водоносного горизонта: «m» = 33,5 м, «Н» = 79,6 м, «S» = 59,7 м, «К_ф»  = 220 м/сут.

a = 220 ∙ 33,5 / 0,25 = 29480.

R = 1.5 ∙ √29480 ∙ 25 ∙ 365 = 24602,1 (м).

q= 2.74 ∙ 220 ∙ (33,5 ∙ 61.2 / lg ∙ (24602,1 / 0,1) = 231868,8 (м³/сут).

К расчету принимается первый водоносный горизонт, воды которого обладают наилучшими качествами, дебит скважины «q» = 84295,2  м³/сут.

Определение числа скважин. Дебит скважин с учетом взаимодействия:

Q_{взм.скв.} = a ∙ q. (м³/сут) (4)

где α – коэффициент взаимодействия, принимается в зависимости от расстояний между скважинами (приложение 2 [1]). Для принятого расстояния между скважинами l=250 м (табл.24 [2]), «а» =0,6.

Q_{взм.скв.} = 0,6 ∙ 23188,8 = 139121,3. (м³/сут).

Число скважин

n = Q_max.сут. / Q_{взм.скв} , шт (5)

n = 25000 / 139121,3 = 0,2 (шт).

Принимается n = 1, откуда фактический дебит одной скважины

Q_факт. = Q_max.сут. / n , м³/сут (6)

Q_факт. = 25000 / 1= 25000 (м³/сут).

Проверяется водозахватывающая способность водоприемной части скважины при полученном дебите «Q_факт» = 25000 м³/сут.

В соответствии с рекомендациями СНиП 2.04.02. – 84 и характеристикой водоносной породы (среднезернистые пески с преобладающей крупностью частиц 0,25…0,5 мм) принимается сетчатый фильтр, наружный диаметр которого

D_нар = Q_факт. / π ∙ l_р.ч ∙ U_вх ,м (7)

где l_р.ч. – длина рабочей части фильтра;

l_р.ч = 0.8 ∙ m, м (8)

U_вх = 65 ³√ K_ф, м/сут (9)

l_р.ч = 0.8 ∙ 33,5 = 26,8 , (м)

U_вх = 65 ³√ 220 = 392,6 , (м/сут)

D_нар = 25000 / 3,14 ∙ 26,8 ∙ 392,6 = 0,76 (м)

Полученный диаметр фильтра неприемлем (диаметр рекомендуется не более 300 мм), принимаем «D_нар»_.=300 мм, исходя из условий производства работ и конструкции скважины.

Водозахватывающая способность при D_нар.=300 мм:

Q_{взм.скв} = D_нар ∙ π ∙ l_р.ч ∙ U_вх , м³/сут (10)

Q_{взм.скв} = 0,3 ∙ 3,14 ∙ 26,8 ∙ 92,6 = 9911,4 (м³/сут).

Число рабочих скважин

_. n = Q_max.сут. / Q_{взм.скв}, шт (11)

n = 25000 / 9911,4 = 2,52 (шт).

Принимается n=5 Фактический дебит при 5 рабочих скважинах

Q_факт. = Q_max.сут. / n, м³/сут (12)

Q_факт. = 25000 / 3 = 8333,33 (м³/сут).