8. Генплан площадки водозаборных сооружений

Генплан площадки водозаборных сооружений включает в себя основные элементы водозабора с нанесением их на чертеж (рис. 8.1).

Рис.8.1 План

1 – линия берега при ВГВ; 2 – оголовки; 3 – самотечные линии; 4 – совмещенные водоприемник с Н.С; 5 – камеры переключения; 6 – напорные трубопроводы; 7 – контрольно-пропускной пункт;

8 – выгребной колодец; 9 – канал отвода дождевых вод; 10 – буй; 11 – посты охраны с освещением; 12 – бакен; 13 – ограждение ЗСО 1 пояса; 14 – направление движения воды в реке

9. Условия использования подземных вод. Стадия проектирования водозаборов

Использование подземных вод для целей водоснабжения определяется законода­тельными, нормативными актами государства и условиями формирования и залегания различных категорий подземных вод: характеристикой водоупоров и кровли водонос­ных пластов, мощностью последних, составом и свойствами водовмещающих пород, спецификой формирования водоносных горизонтов, особенностями источников их пи­тания и др. По условиям залегания и формирования подземных вод различают обычно артезианские, хорошо прикрытые мощными водонепроницаемыми кровлями и залегаю­щими на значительных глубинах, и грунтовые воды, залегающие обычно на небольших глубинах (до 30 м) в аллювиальных отложениях. По гидравлическим характеристикам подземные воды различают как напорные, при которых статический уровень воды в пробуренной скважине устанавливается выше кровли водоносного пласта, и безнапор­ные, при которых статические уровень воды устанавливается ниже границы кровли во­доносного пласта, прикрывающей водовмещающую породу.

Подземные воды на территории России находятся в собственности государства. Их использование в народном хозяйстве регламентируется Водным Кодексом РФ.

В зависимости от конкретных условий для добывания подземных вод могут приме­няться: водозаборные скважины, шахтные колодцы, горизонтальные или лучевые водо­заборы, каптажи родниковых вод. Состав сооружений водозаборов из подземных источ­ников определяется глубиной залегания, мощностью, водообильностью и геологичес­ким строением водоносных горизонтов, а также гидравлическими и санитарными ха­рактеристиками подземных потоков, требуемой производительностью водозабора и тех­нико-экономическими показателями.

Для проектирования и сооружения эксплуатационных водозаборных сооружений, а также для переоборудования разведочных скважин в эксплуатационные требуется раз­решение федеральных органов геологии или территориальных производственных гео­логических объединений, местных органов государственного санитарного надзора и ор­ганов по регулированию использования и охране вод.

Проектирование, строительство и эксплуатация подземных водозаборов может осуществляться только организациями, имеющими право на проведение этих работ.

Проектные работы могут осуществляться в несколько стадий.

При одностадийном проектировании составляется рабочий проект со сводным сметным расчетом стоимости. В этом проекте обычно используются типовые или по­вторно применяемые проекты. Кроме того, одностадийное проектирование применяют при составлении технически несложных проектов.

В две стадии составляется проект для устройства крупных и сложных скважинных водозаборов. Этот проект, кроме сводного сметного расчета должен содержать рабочую документацию со сметами для каждого элемента или узла водозабора.

Проектирование использования подземных вод осуществляется не только при раз­работке конкретных проектов водообеспечения отдельных объектов, но и для определе­ния принципиальных направлений развития народного хозяйства, при составлении ге­неральных, бассейновых и территориальных схем комплексного использования и охраны водных ресурсов. Решения, принятые в этих схемах, подлежат обязательному учету при разработке проектно-сметной документации для отдельных объектов.

Структурная схема проектирования объектов и элементов водозабора приведена на

рис. 9.1.

Рис.9.1. Схема очерёдности проектирования объектов и элементов скважинного водозабора

Проектирование скважинного водозабора начинают с построения проектного гео­лого-технического разреза. На рис. 9.2 приведен пример такого разреза.

Основой для проекта водозаборных сооружений являются гидрологическое заклю­чение и проектный геологический разрез. Объем проекта, его основное содержание должны осветить также важные вопросы и разделы как количество, качество и режим потребляемой воды из проектируемого водозабора; в каком месте следует бурить сква­жины или колодцы и в каком количестве; как обеспечить зоны санитарной охраны, какой водоносный горизонт следует использовать, каков удельный дебит скважины (колодца) при допустимом понижении статического уровня воды; обоснованность принятого способа бурения, конструкций фильтров, типов водоподъемников, конструкций скважин, способов тампонажа затрубного пространства, конструкций оголовков и способы их сооружений и др. В проекте должны быть продуманные решения по размещению одного или нескольких сборных резервуаров, взаиморасположение (если требуется) водозаборных, очистных сооружений, резервуаров и насосных станций второго подъема.

Рис. 9.2. Проектный геолого-технической разрез разведочно-эксплуатационной скважины на воду

Перечень основных задач и методология выбора оптимального варианта скважинного водозабора отражены на рис.9.3.

В процессе эксплуатации водозабора не реже 3-4 раз в год проверяют проектные (разведочные) данные о фактических параметрах работы водоносного пласта, скважин, насосов и сборных водоводов.

С учетом того, что расчетный срок эксплуатации водозабора с планируемой полной производительностью принимают не менее 30 лет, д.т.н. А.Д. Гуриновичем предложена методика поэтапного развития ввода в эксплуатацию скважин водозабора в сроки кратные 10, 20 и 30 годам при заданном общем водоотборе. Эта методика предполагает производить в начальной стадии проектирования и после каждого последующего этапа ввода в эксплуатацию новых скважин переоценку запасов подземных вод (изменения производительности водозабора) на основе определения зависимостей понижений уровней воды в i-ой скважине в p_i расчетный период (S ^p_i).

Рис 9.3. Блок-схема методики выбора рациональной схемы скважинного водозабора

Для неустановившегося режима и напорной фильтрации расчетная зависимость (S ^p_i) имеет вид:

(1.1)

где S ^p_i - понижение уровня в i-ой скважине в расчетный период, м; Q ^τ_i- дебит i-ой скважины τ-го периода, м³/сут; r_i- радиус i-ой скважины, м; km- водопроводимость

пласта, м/сут; а - коэффициент пьезопроводности, м³/сут; t_τ - продолжительность τ-го

периода, сут; Q ^τ_j - дебиты взаимодействующих скважин, работающих в τ-ый период, м³/сут; l_i,j - расстояние до взаимодействующих скважин, м; р - количество периодов; п - коли чество скважин; E_i - интегральная показательная функция.

Такой подход к режимам эксплуатации вводимых вновь и построенных ранее сква­жин позволяет значительно сократить затраты на строительство и эксплуатацию

водо­забора. Схема изменения параметров водозабора при поэтапном вводе в эксплуатацию скважин приведена на рис. 9.4.

Рис. 9.4. Схема изменения параметров водозабора по методике поэтапного ввода в

эксплуатацию