Расчетная схема

Дополнительное понижение уровня воды в скважине №1 за счет взаимодействия

где – дебит скважины, м³/сут;

– расстояние от скважины №1 до №2;

– расстояние от скважины №1 до №3.

Дополнительное понижение уровня воды в скважине №2 за счет взаимодействия

где – расстояние от скважины №2 до №3.

Максимальное понижение воды в скважине с учетом взаимодействия:

,

где – максимальное дополнительное понижение в скважине.

Для нормальных условий работы водозабора максимальное понижение воды в скважине должно быть меньше допустимого значения понижения. Допустимое значение понижения определяется по формуле:

для напорных пластов

где H – полный напор в скважине, т.е. разность между статическим уровнем воды в скважине и подошвой водоносного пласта, м;

m – мощность напорного водоносного пласта, м;

Н_н – максимальная глубина погружения нижней кромки насоса под динамический уровень в скважине, м. (Н_н = 5 − 10 м.);

Н_ф – потери напора на входе через фильтр, (Н_ф=0,5 – 1,5 м).

для безнапорных пластов

.

4.2.2. Шахтные колодцы

Шахтные колодцы чаще всего применяют для приема относительно неглубоко залегающих вод (обычно на глубине не более 20…30 м) из безнапорных водоносных пластов. Прием воды осуществляется через их дно и частично стенки.

На дно колодца укладывается обратный фильтр в виде слоев гравия с возрастающей кверху крупностью для предотвращения занесения в колодец частиц песка из водоносного пласта. В стенках колодца в пределах водоносного пласта для увеличения притока воды в колодец оставляют отверстия.

Диаметр шахтного колодца обычно не превышает 3–4 м. При устройстве нескольких колодцев их располагают в одну линию и соединяют между собой сифонными, а иногда самотечными трубами. Отбор воды осуществляется насосами из сборного колодца, который часто используется одновременно и для приема воды из грунта.

(Любой шахтный колодец должен быть выведен не менее чем на 0,7 м выше поверхности земли. Вокруг колодца у поверхности земли устраивают глиняный замок на глубину 1,5–2 м и в радиусе около 2 м – отсыпку с мощением или производят асфальтирование для предотвращения попадания в колодец загрязненных поверхностных вод.)

Приток воды через дно к несовершенному шахтному колодцу при условии, что , может быть определен по формуле, предложенной В.Д. Бабушкиным

,

где T – расстояние от дна колодца до водоупора, м;

R – радиус влияния для безнапорных вод может быть определен по формуле Кусакина;

, м.

Приток воды через боковую поверхность

где – фильтрационные сопротивления по степени вскрытия водоносного горизонта, считая для безнапорного пласта .

4.2.3. Горизонтальные водозаборы

При малой глубине залегания водоносного пласта (до 5–8 м) и относительно небольшой его мощности применяют горизонтальные водозаборы. Они представляют собой дренажи разных типов или водосборные галереи, укладываемые в пределах водоносного пласта. Водосборное устройство часто располагают по линии, перпендикулярной направлению движения грунтового потока. Вода, поступившая из грунта в дренажные трубы или галереи, подается по ним в сборный колодец, откуда откачивается насосами.

Все конструкции горизонтальных водосборов можно разделить на следующие три группы:

• траншейные водосборы;

• трубчатые водосборы;

• водосборные галереи.

Т раншейные водосборы являются наименее совершенным типом горизонтальных водосборов.

Трубчатые водосборы представляют собой керамические, бетонные или железобетонные трубы круглого или овоидального сечения с фильтрующей гравийно-песчаной обсыпкой вокруг них.

Водосборные галереи – обычно железобетонные овоидального сечения или сводообразного типа с отверстиями в стенке.

Количество воды, поступающей в совершенный горизонтальный водосбор из безнапорного пласта

,

где H – мощность водоносного горизонта, м;

h – высота стояния воды в водосборе, м;

R – зона влияния, м;

l – длина водосбора, м.

Размеры поперечного сечения водопроводящей части галерей и труб определяется из условия безнапорного движения воды со скоростью не менее 0,7 м/с при наполнении по зависимости

,

где С – коэффициент Шези;

R – гидравлический радиус;

I – уклон галереи или трубы.

Площадь водоприемных отверстий, приходящихся на 1 м

,

где  – коэффициент расхода отверстий, равный 0,6…0,62;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

h₁ – средний напор над водоприемными отверстиями, м.

Поскольку в горизонтальных водозаборах расход по мере приближения к колодцу увеличивается, то расчет водопроводящей части следует вести по участкам (обычно от колодца к колодцу.