Учебное пособие 2074

ДГВ = В устья – 20 – Sсум. = 196 – 20 –14,6 = 161,4 м;

Нгеом. = 212 – 161,4 = 50,6,

где Нсв – свободный дополнительный напор на излив;

h – потери напора по длине и на местные сопротивления от скв.1 до рчв из таблицы.

Нн =50,6 + 7,3 +2 = 60 м.

По расходу 195 м3 /ч и напору 60 м подбираем насос марки ЭЦВ12–210–65.

6.Конструкция скважины

Согласно табл. 3.2 для бурения скважины применяется ударно-канатный способ.

Конструкция скважины выполняется по рис. 3.1, все размеры берутся из табл. 3.5.

7.Проектирование зон санитарной охраны водозаборов

Так как пласт перекрыт сверху водонепроницаемым слоем, пояс строгого режима наносится на расстоянии 30 м от скважин. Для удобства охраны и эксплуатации водозабора принимается сплошная зона строгого режима.

При расчете границ второго предотвращающего попадания в водозабор неустойчивых (бактериальных) загрязнений и третьего защищающего водозабор от устойчивых (химических) загрязнений поясов ведется для крайних скважин.

Для ориентировочных расчетов естественный уклон уровня подземных вод принимается i = 0,002, Н из таблицы = 0,27, = 10-4 сут.

Qскв.сут = 195 24 = 4680.

Ширина зоны А = 2R1:

Нф = 0,8 · 47 = 37,6; A = 2490 м.

70

Ширина зоны В = 2 R2 :

R2 = 12452 = 622,5 м.

В = 2 622,5 = 1245 м.

Длина зоны С = R3 + R4 :

Значение R4 находится из выражения

Вычисляем t методом постепенного приближения, задаваясь значениями

Принимаем R4 = 5000 м, t = 104 сут.

R = 396,5 + 5000 5400 м.

Радиус зоны против бактериального загрязнения R4 для 200 и 400 сут.

Таким образом, радиус зоны, в которой не допускаются малозагрязненные водоемы, R4 = 300 м, и радиус зоны, в которой не допускаются источники загрязнения постоянного действия, R4 = 480 м.

71

Пример 2

Запроектировать водозабор для следующих условий:

1.Производительность (подача) Qсут = 35 000 м3 /сут.

2.Условия залегания водоносного пласта – пласт безграничный.

3.Глубина скважины от устья до подошвы (скважина совершенная) –

120 м.

4.Состав водоносных пород – пески среднезернистые.

5.Мощность пласта – 60 м.

6.Пьезометрический напор – 85 м.

7.Коэффициент фильтрации – 27 м/сут.

8.Коэффициент водоотдачи – 0,21.

9.Удельный дебит скважин – 3,1 м3/(ч м).

1. Определение производительности и количества скважин

Часовая производительность водозабора

Q = 1,01350024 1473 м3/ч.

Допустимое понижение из выражения (3.9) для напорного пласта

Ндоп = 85 – (0,5 60 + 5 + 2) = 48 м.

Производительность скважины при qуд. = 3,1 м3/(м ч) будет равна

Qскв = 3,1 4,8 = 148,8 м3/ч.

Количество рабочих скважин nр = 1473/148,8 10 скв.

Проектируется 12 скважин, из них 2 резервные. Производительность скважины 150 м3/ч.

Длина фильтра

L = 0,5 60 = 30 м.

Принят фильтр с наружным диаметром 194 мм.

72

2. Гидрогеологический расчет водозаборных скважин

Гидрогеологический расчет скважин в безграничном пласте ведется при расположении скважин по кольцевой системе [2, табл. 23, формулы (28) и (29)]. Расстояние между скважинами принято 50 м (рис. 5.10).

Гидравлическое сопротивление для нагруженной скважины

У

2 r0

Х

Rk = 96.4

50 м

Рис. 5.10. Расчетная схема для водозабора в безграничном пласте при круговом расположении скважин

73

Для всех других взаимодействующих скважин кольцевой системы

R = n rвл ;

Rk

R = n13174/96,4 = 4,91.

Понижение статического горизонта из выражения

Sо = 150 24 5 22/2 3,14 27 60 = 1,95.

Общее суммарное понижение для напорного пласта Sсум. = Sо = 1,95 12 = = 23,4.

Сравнивая Sсум с Sдоп., можно сделать заключение, что проектируемый водозабор имеет перспективное развитие.

Гидравлический расчет сборного водопровода, конструирование скважин и проектирование зон санитарной охраны производится аналогично предыдущему примеру.

Пример 3

Запроектировать водозабор в безграничном пласте по примеру 2, расположив скважины в линейный ряд и приведя оси координат через скважину 7. Расстояние между скважинами 50 м.

Гидравлический расчет в этом случае ведем по формуле (5.26) для скважины 7 и по формуле (5.25) для всех других скважин. Расстояние от центра координат до крайней скважины l = 300 м.

;

Sо(скв.7) = 1,95.

Значение функции ƒ( Х, У ) принимается по табл. 5.8.

R6,8 = Ln13174304 0,974 4,974;

S6,8 = 1,68.

74

Для скважин 4 и 10: rпр = 0 1502 3002 335,4;

У = 150300 0,5;

R(4,10) = n 13174335,4 0,8 4,47;

S(4,10) = 1,58.

Для скважин 4 и 10: rпр = 0 1502 3002 335,4;

У = 150300 0,5;

R(4,10) = n 13174335,4 0,8 4,47;

S(4,10) = 1,58.

Для скважин 3 и 11: rпр = 0 2002 3002 360,5;

У = 300200 0,66;

R(3,10) = n 13174360,5 0,75 4,34;

S(3,10) = 1,54.

Для скважин 2 и 12: rпр = 0 2502 3002 390,5;

R(2,11) = n 13174390,5 0,72 4,23;

S(2,11) = 1,5.

Для скважины 12: rпр = 0 3002 3002 424;

R12 = n 13174424 0,65 4,08;

S12 = 1,44;

Sсум. = 20 м.

76

Пример 4

Рассчитать водозаборные сооружения из группы взаимодействующих скважин при следующих условиях:

1.Производительность водозабора 30 000 м3/сут.

2.Условия залегания водоносного пласта: пласт – полоса – река – скала

(рис. 5.12).

3.Состав пород: мелко-среднезернистые пески.

4.Мощность безнапорного пласта – h = 36 м.

5.Коэффициент фильтрации – 20 м/сут.

6.Глубина залегания скважины от устья до подошвы – 65 м.

7.Удельный дебит скважин – 5,8 м3/(ч м).

8.Расстояние между контурами L = 1000 м.

1. Определение производительности и количества скважин

Часовая производительность водозабора

Q = 1,013000024 1262,5м3/ч.

Допустимое понижение статического горизонта

Sдоп = 0,7·36 – 5 – 2 =18,2 м.

Производительность скважины при Sдоп = 18,2 м; q = 5,8 м3/(м ч):

Qскв = 5,8 18,2 = 105,6 м3/ч.

Количество рабочих скважин

nр = 1262,5/105,6 12 скв.

Количество резервных скважин – 2.

Допустимая скорость притока воды к скважине из выражения (3.2)

Vдоп. = 653 20 176м/сут.

Длину рабочей поверхности фильтра, исходя из выражения (3.5) без учета отстойника и глухой надфильтровой трубы, следует принять не более 12 м. Тогда диаметр фильтра с гравийной обсыпкой из выражения (3.4).

2. Гидрогеологический расчет водозаборных скважин

Расчет ведется по формулам (5.37) и (5.38) согласно расчетной схеме. Расстояние между скважинами взять 100 м.

При расстоянии между скважинами 100 м значение Ri считается по формуле (5.37).

Скважины 6 и 8:

Скважины 5 и 9:

Скважины 4 и 10:

3,14 300 0,45; 2 1000

R4,10 = 1,52;

S4,10 = 0,87.

Скважины 3 и 11:

3,14 400 0,628; 2 1000

R3,11 = 1,19;

S3,11 = 0,8.

78

Скважины 2 и 12:

3,14 500 0,785; 2 1000

R2,12 = 0,99;

S2,12 = 0,56.

Скважины 1 и 13:

3,14 600 0,942; 2 1000

R1,13 = 0,83;

S1,13 = 0,47.

Суммарное понижение S

+2∙(36∙2 – 0,47)∙0,47 = 21,22.

Вданном случае не выполняется условие Sдоп ≥ Sсум. Поэтому требуется либо уменьшить производительность водозабора, оставив расстояние между скважинами 100 м, либо разместить водозабор на большей площади, т.е. увеличить расстояния между скважинами.

При увеличении расстояния между скважинами до 200 м получаются следующие значения:

Sсум. = 11,12 м.

79