Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ Водоснабжение из подземных источников.doc
Скачиваний:
181
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
2.66 Mб
Скачать

9. Искусственное восполнение подземных вод (ивпв)

ИВПВ позволяет увеличить производительность действующих водозаборов, создать их принципиально новые типовые компоновки, обеспечивающие значительное сокращение площадей отчужденных сельскохозяйственных земель, а также принимать рациональное решения при проектировании зон санитарной охраны водозаборов.

Возможность искусственного пополнения подземных вод определяется наличием источника пополнения и качеством воды, гидрогеологическими и климатическими условиями, особенностями строительства, и эксплуатации инфильтрационных сооружений. Наиболее целесообразно осуществлять искусственное пополнение запасов подземных вод в районах однородных в разрезе безнапорных водоносных горизонтов при небольшой мощности слабопроницаемых покровных отложений.

В состав сооружений ИВПВ входят сооружения для забора воды из источника пополнения, предварительной подготовки воды, системы подачи ее на инфильтрационные сооружения, собственно водозабора подземных вод и устройства для последующей их подготовки перед подачей потребителю. Основная особенность системы ИВПВ заключается в наличии инфильтрационных сооружений, которые разделяются на два основных типа: открытые (бассейны, каналы, площадки и др.) и закрытые (скважины, колодцы, галереи).

Наиболее распространенная типовая схема ИВПВ представляет собой один или несколько инфильтрационных бассейнов и водозабор подземных вод из скважин с одной или обеих сторон бассейна. Такого рода схема пополнения запасов подземных вод наиболее эффективна в водоносных горизонтах речных долин, при значительных градиентах потока подземных вод и неравномерном во времени выпадении атмосферных осадков; являющихся основным источником питания подземных вод.

При использовании в схемах ИВПВ закрытых инфильтрационных сооружений в качестве последних наиболее широко применяют скважины или шахтные колодцы. Различают поглощающие скважины, работающие в режиме свободного налива, нагнетательные скважины, в которые предусматривается закачка воды, и дренажно – поглощающие скважины: ими дренируют неэксплуатируемые верхние водоносные горизонты, воды которых переводятся в нижезалегающий эксплуатируемый водоносный горизонт при этом может пополняться фильтрацией речных вод или из открытых инфильтрационных сооружений.

Открытые инфильтрационные сооружения используют, как правило, для пополнения запасов подземных вод первого от поверхности земли водоносного горизонта, не имеющего покровных отложений или перекрытого слоями слабопроницаемых пород малой мощности. В качестве открытых инфильтрационных сооружений можно также использовать естественные и искусственные понижения рельефа (овраги, балки, староречья, карьеры, пруды), а также русла временных и постоянных водотоков. Инфильтрационные бассейны имеют, как правило, прямоугольную форму в плане и трапецеидальное (реже прямоугольное) поперечное и продольное сечение.

На крупных установках ИВПВ применяют бассейны шириной по дну 15-30м, длиной 200-400м и глубиной 1,5-2м (реже 3-4м). При наличии слабопроницаемых покровных отложений днища бассейнов врезают в хорошо фильтрующие породы на глубину не менее 0,5м. Общая глубина бассейна от днища до верха откоса должна превышать глубину его наполнения не менее чем на 0,5м. Инфильтрационные бассейны устраивают без загрузки дна, с песчаной загрузкой дна, с гравийной загрузкой дна, с загрузкой дна и укладкой дренажных труб.

Песчаную и гравийную загрузку дна предусматривают при устройстве бассейнов в гравийно-галечниковых отложениях. Толщина загрузки обычно составляет 0,5-0,8м.

Для бассейнов в среднезернистых и крупнозернистых песках с коэффициентом фильтрации от 10-20 до 60-80м/сут максимальные скорости инфильтрации обычно находятся в пределах 1-3м/сут, бассейны в мелкозернистых песках и супесях характеризуются минимальными скоростями инфильтрации – до 0,5м/сут. В гравийно – галечниковых породах скорости инфильтрации могут достигать значений 20-30м/сут и выше.

Инфильтрационные сооружения закрытого типа рекомендуется применять в том случае, когда на поверхности земли залегают относительно слабопроницаемые породы или при слоистом строении зоны аэрации. Эти сооружения преимущественно распространены в районах, где устройство и эксплуатация инфильтрационных бассейнов и других открытых сооружений крайне затруднены (например, в районах, где наблюдаются песчаные и пыльные бури и трудно гарантировать требуемое качество воды в открытых сооружениях или когда происходит их промерзание в зимнее время).

Наибольшее распространение получили вертикальные закрытые инфильтрационные сооружения: шурфы, шахтные колодцы и буровые скважины. Шурфы, как правило, устраивают диаметром до 4м и при глубине уровня грунтовых вод до 5м. Стенки шурфов крепят бетонными кольцами, а на дне укладывают фильтрующую загрузку [6].

Шахтные колодцы целесообразно устраивать, когда уровень грунтовых вод находят на глубине до 30м. Инфильтрация из шахтных колодцев, как и из шурфов, может происходить через дно, боковые стенки или одновременно через боковые стенки и дно.

Наибольшее распространение из всех закрытых инфильтрационных сооружений получили буровые скважины, которые по назначению и условиям эксплуатации можно подразделить на следующие типы: поглощающие скважины, обеспечивающие подачу воды после ее предварительной подготовки непосредственно в эксплуатируемый пласт; дренажно – поглощающие скважины, предназначенные для дренирования верхнего горизонта с подачей воды в нижний эксплуатируемый пласт или, наоборот, для перетока воды из нижнего напорного пласта в верхний безнапорный или менее напорный эксплуатируемый горизонт.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример.1Определить дебит шахтного колодца, эксплуатирующего безнапорные воды и работающего одновременно стенками и дном. Если мощность водоносного горизонта Н=6м, коэффициент фильтрации эксплуатируемого водоносного горизонта Кф= 1 м/ч, понижение уровня воды в колодце S=1,5м, радиус колодца r=1м, расстояние от дна колодца до водоупора T=3м, радиус действия колодца R=60м.

Решение: предварительно определяем высоту пониженного уровня подземных вод над дном колодца:

Затем по формуле (3.6) подсчитываем дебит колодца:

Пример.2 Запроектировать подземный водозабор из скважины. Если глубина скважины до подошвы водоносного слоя Нскв=84м, глубина расположения статического уровня воды от устья скважины 11м, толщина водоносного слоя 20м, коэффициент неоднородности зерен песка 2, Д50%песка=0,27мм, коэффициент фильтрации Кф=25м/сутки, удельный дебит скважины q0=4,1м3/час на 1п.м., максимальное суточное водопотребление Qмакс.сут.=21291м3/сутки.

Решение: учитывая собственные нужды водопровода, определяем расчетный расход воды, подаваемой водозабором:

Часовая потребность в воде составит:

,

где Тскв. – время работы скважин.

Используя ситуационный план местности, выбираем площадку для размещения водозаборных скважин. Изучив геологический разрез скважины, выбирают водоносный пласт и определяют все его характеристики (q; hс; Д50%; Мв.п.).

В зависимости от суммарной мощности залегающих пород над подошвой водоносного пласта ∑Мi и с учетом заглубления скважины на 1,0м в его подошву, глубина скважины определяется по формуле:

Напор воды в скважине будет равен:

Скважина принята совершенная, напорная. Так как водоносный пласт представлен среднезернистым песком, то для нормальной работы скважины проектируется трубчатый фильтр с водоприемной поверхностью из сеток квадратного плетения. Схема конструкции фильтра дана на рис.1

Для расчета диаметра каркаса фильтра определяем способом бурения скважины. Так как скважина имеет глубину до ста метров, принимаем ударно – канатный способ бурения, используя станок УГБ – ЗУК, с начальным диаметром бурения 600мм.

Рабочая длина фильтра принимается равной: Lф=0,8Мвп=0,8∙20=16м. Полная длина фильтровой колонны будет равна: Lф= Lф+Lотст+L3=16+2+5=23м, где Lотст=2,0м – длина отстойной части фильтровой колонны; L3=5м – длина запаса фильтровой колонны для крепления ее в эксплуатационной трубе.

Рис.1Схема фильтра скважины.

1–трубчатый каркас с отверстиями круглого сечения;

2–стержни опоры Ø4…6мм;

3–проволочная подмотка Ø2…4мм;

4–сетка квадратного плетения tс=1мм.

Рис.2Схема конструирования водозаборной скважины

1-обсадная труба;

2-эксплуатационная обсадная труба;

3-фильтровая колонна;

4-сальник.

Исходя из соотношения обсадных труб при ударно – канатном бурении принимаем, что наибольший возможный диаметр фильтра будет:

Дфк+2tс+2dобм+2dст,

Если принять, что dобм=2мм; dст=4мм; tс=1мм, то

Дф=325+2+1+2∙2+2∙4=339мм, что соответствует допустимым значениям (50…100мм).

По принятым конструктивным параметрам скважины и параметрам водоносного пласта определяется возможный дебит совершенной скважины:

где ℓф – длина рабочей водоприемной части фильтра в пластах с мощностью более 10м принимают равной (0,5…0,8)m.

Vф – допустимая скорость фильтрации при входе воды в фильтр, м/сут.

Для сетчатых фильтров Vф определена по формуле С.К. Абрамова.

.

При полученном отборе воды из скважины уровень воды в ней понизится на величину Sф:

,

При нормальной работе допустимый уровень воды в скважине может понизиться на:

, м

при hн=2м; hф=2м

Количество рабочих скважин будет определяться исходя из полного расхода водозабора и возможностей одной скважин:

Количество резервных скважин принимаем 2 (для I категории надежности подачи воды).

Общее количество скважин:

Уточненный расход одной скважины составит:

Проектируемые скважины располагаются на выбранной площадке водозабора так, чтобы расстояние между ними было по возможности минимальное, но при этом исключалась возможность их взаимодействия. Величина расстояния определяется радиусом влияния скважин R≈300м (рис.).

Расход насоса равен часовой производительности скважины:

Qнас.скв.=128м3/час=35,6л/с.

Напор насосов определяется по формуле (рис.):

где Нг – геометрическая высота подъема воды, м (от статического уровня воды в скважине до максимального уровня воды в сборном РЧВ); ∑h – суммарные потери напора от самой удаленной скважины до сборного РЧВ; hв.т. – потери напора в трубах насоса и в коммуникациях насосной станции, принимаемые 3…5м.

Рис.3 Схема расположения скважин на площадке водозабора

1 – скважина; 2 – очистная станция; 3 – резервуар чистой воды

Определение ∑h выполняется в табличной форме.

Определение потерь напора от самой удаленной скважины (1) до сборного РЧВ. Расчет сведен в таблицу №1.

Таблица №1

Наименование участков

Длина участка, м

Расход по участку, л/с

Диаметр участка, мм

Материал труб, ГОСТ

Скорость движения воды по участку, м/с

Потери напора по длине, м

Полные потери напора, 1,1∙h

1

2

3

4

5

6

7

8

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

всего ∑h

600

600

600

600

800

35,6

71,2

106,6

142,4

124,6

200

250

350

400

300

Ст10704

Ст10704

Ст10704

Ст10704

Ст10704

1,03

1,34

1,02

1,05

1,2

5,4

6,6

2,6

2,3

4,6

5,9

7,26

2,83

2,52

5,1

23,6

Рис.4 Схема определения напора насоса скважины:

1 – скважина; 2 – насос скважины; 3 – напорный трубопровод;

4 – очистная станция; 5 – сборный РЧВ

Пример.3 Определить дебит горизонтального водозабора несовершенного типа, заложенного нормально к безнапорному потоку подземных вод. Если напор на расстоянии ℓ2=250м вверх по потоку Н2=10м, напор на расстоянии ℓ1=200м вниз по потоку Н1=9м, напор воды в водозаборе, считая от условной линии А-Б h0=0м, коэффициент эксплуатируемого водоносного горизонта Кф= 1 м/ч, расстояние от водоупора до линии А-Б Т=5м, длина водозабора L=250м.

Решение: предварительно находим LI=ℓ1+ℓ2=200+250=450м.

h1=H1-T=9-5=4м; h2=H2-T=10-5=5м.

Сначала определяем величины q1, q2, q3:

;

;

Затем находим:

Рис.5 Расчетная схема притока воды к горизонтальному несовершенному водозабору, эксплуатирующему безнапорный водоносный пласт: 1 – статический уровень; 2 – горизонтальный водозабор; 3 – депрессионная кривая; 4 – водоупор; 5 – водоносный пласт.

Пример.4 Определить приток воды к несовершенной и совершенной дренам при следующих исходных данных: коэффициент фильтрации водоносного горизонта Кф=12,5м3/сут, ширина дрены b=0,8м длина дрены ℓ=55м, глубина воды в дрене hд=1м, понижение уровня воды S=3м, радиус влияния R=350м, расстояние от низа дрены до водоупора Т=5м.

Решение: Определяем приток воды к несовершенной дрене по формуле:

где С – расстояние от водоупора до отметки уровня воды в дрене С=Т+hд=5+1=6м.

Тогда

Приток воды к совершенной дрене: ,

где h0=hд-0,2=1-0,2=0,8м, Н0=h0+S=0,8+3=3,8м.

Q=

Как видно из полученных данных, несовершенная дрена более эффективна, чем совершенная. Это необходимо учитывать при проектировании горизонтальных водосборов.

Рис.6 Схема притока воды к горизонтальной несовершенной дрене с наклонной поверхностью подземного потока.

Рис. 7 Схема притока воды к совершенной дрене.

Пример.5 В напорном водоносном пласте мощностью m=5м на расстоянии b=75м от берега водохранилища проектируется лучевой водозабор берегового типа. Коэффициент фильтрации водоносных пород Кф=50м3/сут. Величина максимально возможного понижения уровня воды в водосборном колодце водозабора S=9,5м. Из производственных соображений радиус горизонтальных скважин принят r0=0,1м, число лучей Nб=4, длина лучей ℓ=30м. Требуется определить производительность лучевого водозабора.

Решение: Расчет фильтрационного сопротивления ведем по формуле (5.9). В данном случае

; ;

.

Кроме того, по графикам при ℓ/m=30/5=6 и b/m=75/5=15 имеем γ=0,57; η=4,5.

Подставляя найденные значения параметров в формулу (5.9), получим

По соотношению (5.8) при 1/Rп=0 найдем производительность лучевого водозабора:

Определим теперь гидравлические потери напора в лучевых скважинах. По соотношению (5.21) имеем:

Гидравлические потери в трубах в данном случае относительно невелики (2-3% от понижения уровня воды в водосборном кольце S). Поэтому корректировку расхода Q, учитывающую эти потери, можно не производить.

Пример. Проектируется лучевой водозабор в подрусловом водоносном пласте мощностью m=6м, коэффициент фильтрации водоносных пород Кф=25м3/сут. Величина максимально возможного понижения уровня воды в водосборном колодце водозабора S=6м. Из производственных соображений радиус горизонтальных скважин принят r0=0,1м, число лучей Nп=5, θ=360, длина лучей ℓ=30м. Заглубление лучей под дно реки z=3м. Требуется определить производительность лучевого водозабора.

Решение: По формуле (5.16) имеем

по соотношению (5.18) получим

В соответствии с равенством (5.15) получим

Применяя теперь общую расчетную зависимость (5.8) при 1/Rб=0, найдем

Гидравлические потери напора в трубах определяем по (5.21):

Скорректированное значение величины производительности водозабора получим по формуле (5.8), подставив в нее вместо S понижение уровня, уменьшенное на величину гидравлических потерь S-hω:

Как видим, в данном случае учет гидравлических потерь напора по длине лучевых горизонтальных скважин в отличие от условий предыдущего примера дает более существенное снижение производительности водозабора.

Приложение 1

Конструкции фильтров водозаборных скважин

а) б) в)

г) д) е)

а – сетчатый; б – гравийно – обсыпной; в – гравийно – кожуховый; г –полимер – бетонный; д – с пенополистирольной обсыпкой; е – зонтичный с плавающей обсыпкой.

Приложение 2

Технические характеристики фильтра

Показатели

Внутренний диаметр фильтра, мм

168

273

377

426

Толщина стенки, мм

12-15

12-15

15-20

15-20

Диаметр отверстий между жгутами, мм

0,5-5,0

0,5-5,0

0,5-5,0

0,5-5,0

Длина звена фильтра, мм

3400

3400

3400

3400

Масса 1м погонной длины фильтра, кг

16,4

25,3

32,7

37,3

Скважность фильтров, %

30-60

30-60

30-60

30-60

Приложение 3

Коэффициент фильтрации Кф, радиусы влияния и коэффициенты водоотдачи μ. для безнапорных водоносных пластов

Водоносные породы

Диаметр частиц,

мм

Кф, м/сут

R

μ

Глинистые грунты, суглинки

0,01-0,1

15

0,01-0,05

Пески пылеватые, супеси

0,01-0,05

0,1-1,0

15-50

0,1-0,15

Пески::

тонкозернистые

0,05-0,25

0,1-10,0

25-100

0,15-0,20

средней крупности

0,25-0,5

10-25

100-300

0,20- 0,25

крупные

0,5-1,0

25-75

300-400

0,25-0,3

Гравелистые

1-2

50-100

400-500

0,3-0,35

Гравии:

мелкий

2-3

75-100

400-600

0,3-0,35

средний

3-5

100-200

600-1500

0,3-0,35

крупный

5-10

200-300

1500-3000

0,3-0,35

Известняки

-

20-50

150-400

0,05-0,1

Песчаники

-

10-20

100-300

0,001-0,03

Приложение 4

Количество резервных скважин

Число рабочих скважин

Категория надежности подачи воды

I

II

III

От 1 до 4

1/1

1/1

-/1

От 5 до 12

2/1

1/1

-/1

От 13 и более

0,2nраб/ 0,1nраб

0,1nраб/ 0,1nраб

-/ 0,1nраб

Примечание: в знаменателе указано обязательное наличие на складе резервных насосов.

Приложение 5

Техническая характеристика погруженных электронасосов

Тип

Насос

Электродвигатель

Подача, м3

Напор, вод.ст.

Количество ступеней

Масса, кг

Подпор, м.вод.ст.

тип

Мощность, кВт

Частота вращения вала, кВТ

Напряжение, В

Номинальный ток

Масса, кг

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

ЭЦВ4–1,6–30

1,6

30

8

5,9

1

ПЭДВО,4-93

0,4

2820

220

3,2

25

ЭЦВ4–1,6–50

1,6

50

14

6,8

1

ПЭДВО,7-93

0,7

2820

220

5,3

28

ЭЦВ4–1,6–65

1,6

65

18

7,4

1

1ПЭДВ1-93

1,0

2840

380

2,8

29

ЭЦВ4–1,6–85

1,6

85

21

8,1

1

То же

1,0

2840

380

2,8

30

ЭЦВ4–1,6–130

1,6

130

31

22

1

1ПЭДВ1,6-93

1,6

2840

380

4,2

42

ЭЦВ4–4–30

4,0

30

7

7

1

ПЭДВО,7-93

0,7

2820

220

5,3

25

1ЭЦВ4–4–45

4,0

45

10

7

1

1ПЭДВ1,6-93

1,0

2840

380

2,8

29

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1ЭЦВ4–4–70

4,0

70

15

8,5

1

1ПЭДВ1,6-93

1,6

2840

380

4,2

33

ЭЦВ5–4–125

4,0

125

22

15

1

ПЭДВ2,8-114

2,8

2850

380

7,8

75

ЭЦВ5–6,3–80

6,3

80

14

15

1

То же

2,8

2850

380

7,8

75

ЭЦВ6–4–90

4,0

90

10

30

1

ПЭДВ2,8-140

2,8

2850

380

7,0

85

ЭЦВ6–4–130

4,0

130

15

42

1

ПЭДВ2,8-140

2,8

2850

380

7,0

97

ЭЦВ6–4–190

4,0

190

22

52

1

1ПЭДВ4,5-140

4,5

2850

380

10,7

112

2ЭЦВ6–6,3–85

6,3

85

10

30

1

ПЭДВ2,8-140

2,8

2850

380

7,0

85

1ЭЦВ6–6,3–125

6,3

125

15

42

1

1ПЭДВ4,5-140

4,5

2850

380

10,7

102

3ЭЦВ6–6,3–60

6,3

60

8

24

1

ПЭДВ2-140

2,0

2850

380

5,2

75

3ЭЦВ6–6,3–85

6,3

85

12

29

1

ПЭДВ2,8-140

2,8

2850

380

7,0

85

3ЭЦВ6–6,3–125

6,3

125

18

36

1

4ПЭДВ4,5-140

4,5

2850

380

10,7

97

1ЭЦВ6–10–50

10

50

6

25

1

1ПЭДВ2,8-140

2,8

2850

380

7,0

73

ЭЦВ6–10–80

10

80

9

29

1

1ПЭДВ4,5-140

4,5

2850

380

10,7

95

1ЭЦВ6–10–80

10

80

9

25

1

ПЭДВ4,5-140

4,5

2850

380

10,7

82

ЭЦВ6–10-110

10

110

12

34

1

ПЭДВ5,5-140

5,5

2850

380

12,7

98

1ЭЦВ6–10–140

10

140

15

44

1

3ПЭДВ8-140

8,0

2850

380

18,3

116

1ЭЦВ6–10–185

10

185

21

54

1

То же

8,0

2850

380

18,3

121

ЭЦВ6–10–235

10

235

27

66

1

ПЭДВ11-140

11

2850

380

24,8

130

3ЭЦВ6–16–50

16

50

6

28

1

ПЭДВ4,5-140

4,5

2850

380

10,7

84

3ЭЦВ6–16–75

16

75

9

34

1

ПЭДВ5,5-140

5,5

2850

380

12,7

99

3ЭЦВ8–16–140

16

140

12

65

1

ПЭДВ11-180

11

2850

380

24,2

170

1ЭЦВ8–25–100

25

100

7

38

1

4ПЭДВ11-180

11

2850

380

24,2

145

ЭЦВ8–25–150

25

150

10

63

1

1ПЭДВ16-180

16

2850

380

35,6

202

ЭЦВ8–25–195

25

195

13

69

1

3ПЭДВ22-180

22

2900

380

48,5

246

1ЭЦВ8–25–300

25

300

19

268

1

ПЭДВ32-180

32

2900

380

69,7

390

ЭЦВ8–40–65

40

65

5

95

1

ПЭДВ11-180

11

2850

380

24,2

207

ЭЦВ8–40–165

40

165

12

172

1

ПЭДВ32-180

32

2900

380

69,7

360

ЭЦВ10–63–40Г

63

40

2

84

1

ПЭДВ11-180Г

11

2850

380

24,2

220

1ЭЦВ10–63–65

63

65

3

86

1

ПЭДВ22-219

22

2900

380

47,2

271

ЭЦВ10–63–110

63

110

5

148

1

ПЭДВ32-230

32

2900

380

66,7

348

1ЭЦВ10–63–110

63

110

5

100

1

ПЭДВ32-219

32

2900

380

66

310

1ЭЦВ10–63–150

63

150

7

130

1

ПЭДВ45-219

45

2900

380

92

406

ЭЦВ10–63–270

63

270

11

345

1

ПЭДВ65-230

65

2900

380

132

727

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

ЭЦВ10–120–40Г

120

40

2

77

1

ПЭДВ22-219Г

22

2900

380

47,2

256

1ЭЦВ10–120–60

120

60

3

116

1

ПЭДВ32-219

32

2900

380

66,7

328

ЭЦВ10–160–35Г

160

35

2

100

1

ПЭДВ22-219Г

22

2900

380

47,2

290

ЭЦВ10–160–65

160

65

4

138

1

ПЭДВ45-230

45

2900

380

92

408

ЭЦВ12–160–65

160

65

2

110

1

АДП-273-45/2

45

2920

380

93,3

400

ЭЦВ12–160–100

160

100

3

170

1

ПЭДВ65-270

65

2920

380

130

470

ЭЦВ12–160–140

160

140

4

192

1

1ПЭДВ90-270

90

2920

660

180

605

ЭЦВ12–210–25

210

25

1

60

2

ПЭДВ22-230

22

2900

380

47,2

250

ЭЦВ12–210–55

210

55

2

105

2

1ПЭДВ45-270

45

2920

380

93,3

395

2ЭЦВ12–210–85

210

85

3

181

2

ПЭДВ65-230

65

2920

380

132

563

ЭЦВ12–210–45

210

145

5

288

2

5ПЭДВ125-270

125

2920

660

260

800

ЭЦВ12–255–30Г

255

30

1

68

6

2ПЭДВ32-219

32

2900

380

66,7

291

ЭЦВ12–375–30

375

30

1

70

6

2ПЭДВ45-230

45

2920

380

92

360

1ЭЦВ14–120–540К

120

540

16

893

1

1ПЭДВ250-320М

250

2920

380

66

1993

ЭЦВ14–210–300К

210

300

6

700

2

1ПЭДВ250-320К

250

2920

380

66

1800

ЭЦВ16–375–175К

375

175

3

585

6

То же

250

2920

380

66

1680

ЭЦВ16–3000–1000

125

1000

16

1300

16

ПЭДВ500-375

126

2970

380

126

14500

АТН-8-1-16

30

65

А02-61-4

13

1450

220/

380

АТН-8-1-22

30

90

А02-62-4

17

1450

220/

380

Примечание: В марке электродвигателя последняя цифра означает минимальный диаметр обсадной трубы в мм.

Приложение 6.

Значение функции ζ

π∙r0/m

Значение ζ при π∙ℓ/m

0,134

0,942

1,57

0,314

0,942

1,57

3,14

9,42

15,7

8,586

2,597

1,337

0,447

0,054

0,02

7,204

1,65

0,755

0,231

0,027

0,01

7,009

1,48

0,62

0,165

0,018

0,007

Приложение 7.

Рекомендации по выбору способа бурения

Способ бурения

Условия применения

Ударно – канатный

В рыхлых и скальных породах при глубине скважин до 150м и начальном диаметре скважины более 500мм.

Роторный с прямой промывкой

В рыхлых и скальных породах при любой глубине скважин с начальным диаметром до 500мм и с промывкой чистой водой, полимерными или глинистыми растворами

Комбинированный (ударно – канатный и роторный с прямой промывкой)

При глубине скважин более 150м на ненапорные и слабонапорные водоносные горизонты, представленные рыхлыми отложениями. До кровли водоносного горизонта – роторный с глинистым раствором, по водоносному горизонту – ударно - канатный

Роторный с обратной промывкой водой

В породах I-IV категорий с содержанием в рыхлых и связных отложениях не более 10% валунов при глубине скважин до 200м

Колонковый

В скальных породах при диаметре скважин до 150-200мм при глубине бурения до 150м

Реактивно - турбинный

При глубинах 500-1000м и более и больших диаметрах скважин

Приложение 8.

Основные характеристики водоподъемных установок для забора воды из шахтных колодцев

Тип водоподъемника

Марка

Производи-тельность, м3/час

Полный напор, мПа

Мощность

кВт

Высота всасывания, м

Вес, кг

1

2

3

4

5

6

7

8

1.

Центробежные консольные насосы

1/2К-6,

2К-6,

3К-6а

6-14

10-30

20-65

14-20

34-24

45-30

1,7

1,7

14

6

7-6,3

7,5-5,3

26,8

26,8

26,8

2.

Маломощные центробежные бытовые насосы с вертикальным валом

Кама-3,

БЦН-3/7,

«Родничок»

1,5

3,0

20

17

0,35

0,5-1,0

4-6

4-6

7

11,05

3.

Вихревые насосы

1В-0,9М

3В-2,7

ВК-1/16

ВКС-2/26

ВКС-5/24

ВКС-10/45

1-35

1,1-3,6

2,7-8

8,5-18,4

18-40

9-88

39-14

59-24

67-20

93-29

1,5-22

1,5

4

10

17

4.

Погружные центробежные насосы

ЭЦВ5-4-125

ЭЦВ6-10-50

4

10

129

49

4,5

4,5

5.

Эрлифты

2-30

10-50

6.

Ручник поршневые насосы

РН-1, РН-2,

РН-4

БКФ

0,72

2,1

2,3-3,9

30

30

30

7-6

7-6

6-7

16

36

27

Приложение 9.

Рекомендации по применению фильтров

Породы водоносных пластов

Типы конструкции фильтров

Скальные и полускальные неустойчивые породы, щебенистые и галечниковые отложения с преобладающей крупностью частиц от 20 до 100мм (более 50% по массе)

Фильтры – каркасы (без дополнительной фильтрующей поверхности) стержневые, спирально-проволочные, трубчатые с круглой и щелевой перфорацией, штампованные из стального листа толщиной 4 мм с антикоррозионным покрытием.

Гравий, гравелистый песок с преобладающей крупностью частиц от 2 до 5 мм (более 50% по массе)

Фильтры стержневые и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки или штампованного листа из нержавеющей стали.

Фильтры, штампованные из стального листа толщиной 4 мм с антикоррозийным покрытием.

Пески среднезернистые с преобладающей крупностью частиц от 0,25 до 0,5 мм (более 50% по массе)

Фильтры стержневые, спирально-проволочные и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, сеток квадратного плетения, штампованного листа из нержавеющей стали с песчано – гравийной обсыпкой.

Пески мелкозернистые с преобладающей крупностью частиц от 0,1 до 0,25мм (более 50% по массе)

Фильтры стержневые, спирально-проволочные и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, сеток галунного плетения, штампованного листа из нержавеющей стали с однослойной или двухслойной и песчано-гравийной обсыпкой.

Пески крупные с преобладающей крупностью частиц от 1 до 2 мм (более 50% по массе)

Фильтры стержневые, спирально-проволочные и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, штампованного листа и сеток квадратного плетения из нержавеющей стали.

Фильтры, штампованные из стального листа, толщиной 4мм с антикоррозионным покрытием.

Приложение 10.

Размеры отверстий фильтров в зависимости от коэффициента неоднородности пород и их среднего диаметра

Тип фильтра

Рекомендуемые размеры отверстий фильтра

В однородных породах kн≤2

В неоднородных породах kн>2

С круглой перфорацией

(2,5-3)d50

(3-4) d50

Сетчатый

(1,5-2) d50

(2-2,25) d50

С щелевой перфорацией

(1,25-1,5) d50

(1,5-2) d50

Проволочный

1,25 d50

1,5 d50

Примечание:

  1. Коэффициент неоднородности kн= d60/ d10,

где d10, d50, d60 – размеры частиц, мельче которых в составе пород водоносного пласта содержится соответственно 10, 50, 60% (определяется по графику гранулометрического состава).

2. Меньшие значения проходных отверстий относятся к мелкозернистым породам, большие – крупнозернистым.

Приложение 11.

Расстояния между шахтными колодцами, м.

Грунт водоносного пласта

Мощность водоносного пласта, м

6

10-15

Более 15

Суглинки

50-60

40-50

30-40

Чистые пески средне – и крупнозернистые

40-50

40-30

20-30

Галечники

40-20

30-15

10-20

Приложение 12.

Значение коэффициента расхода

Re

d17/t0

0,4

0,65

1

1,5

2

3

4

6

105

104

5∙103

2∙103

0,33

0,31

0,28

0,22

0,27

0,25

0,24

0,2

0,21

0,20

0,19

0,17

0,33

0,33

0,32

0,29

0,4

0,4

0,4

0,36

0,47

0,48

0,48

0,35

0,51

0,51

0,52

0,48

0,55

0,55

0,56

0,53

Приложение 13.

Геолого-технический разрез водозабора с роторным бурением

Приложение 14.

Геолого-технический разрез водозабора с ударно - канатным бурением