2.4 Расчет взаимодействующих трубчатых колодцев

Довольно часто бывает экономически целесообразным устраивать групповые водозаборы, состоящие из нескольких взаимодействующих колодцев.

В этом случае общая производительность группового водозабора определяется по формулам:

для напорных пластов

(2.22)

для безнапорных

(2.23)

где β =- отношение расхода рассматриваемой скважины к суммарному расходу водозабора; ζ – дополнительное сопротивление, учитывающее фильтрационное несовершенство скважины или колодца (приложение 6);h_е – первоначальная глубина воды до водоупора (в безнапорных пластах) и напор над подошвой горизонта (в напорных пластах).

Это влияние отражается на определении гидравлического сопротивления R и зависит от типа водоносного пласта и принятой схемы расположения скважин, которая имеет ряд вариантов (линейный, кольцевой, кругово - площадочный).

Ниже приведены наиболее часто встречающиеся варианты, при которых формулы для расчета R₀ будут иметь следующий вид:

а) линейный ряд скважин в долине реки на расстоянии x₀ от реки

(2.24)

где ℓ - половина длины ряда скважин, м; r₀ – радиус водоприемной части скважины, м; n – количество трубчатых колодцев (скважин);

б) линейный ряд скважин в изолированном неограниченном пласте

(2.25)

где R – радиус влияния, определяется по формулам (2.8,2.9,2.10,2.11);

в) кольцевая система скважин в изолированном неограниченном пласте

(2.26)

где R_k – радиус кольца, м.

Более подробно варианты формул для расчета групповых водозаборов изложены в [7,8].

Выбор схемы расположения скважин зависит в основном от условий залегания водоносного пласта. Если водозабор находится в долине реки, то целесообразно принять линейный ряд скважин, располагаемый параллельно реке на расстоянии x₀ от неё. Рекомендуется принять x₀ = 100…200м из условия возможности организации зон санитарной охраны. В этом случае первоначально половина длины ряда скважин ℓ=(3…4) x₀. Тогда расстояние между соседними скважинами определяется как

Если водозабор находится в изолированном неограниченном пласте, характеризуемом отсутствием внешних источников питания подземных вод, скважины могут располагаться также в виде линейного ряда перпендикулярно к оси подземного потока или же в виде кольцевой системы с радиусом кольца R_k.

Для этих условий при линейном расположении скважин первоначальное расстояние между ними ℓ₀ можно принять для песков:

- мелких – 50…100м;

- среднезернистых – 70…150м;

- крупнозернистых – 100…200м;

- для гравийных и трещиноватых пород – 120..150м.

Тогда половина длины ряда скважин

При кольцевом расположении скважин радиус кольца R_k назначается с выполнением условия . Тогда расстояние между соседними скважинами в кольце составит.

2.5 Выбор схемы сборных водоводов

Сборные водоводы на водозаборах подземных вод предназначаются для транспортирования воды от скважин до резервуара.

Наиболее часто проектируются линейные схемы в две, три или четыре нитки следующим образом:

Рис.5 Линейные схемы водоводов водозаборных узлов:

1 – водозабор; 2 – сборные водоводы; 3 – сборный резервуар.

При этих схемах в случае выхода из работы одной нитки на ремонт или при аварии обеспечивается подача воды на сборный узел по другим ниткам до 70% расчетного расхода.

Линейные сборные водоводы проектируются по телескопической схеме с постепенным увеличением диаметра по мере подключения скважин.

Диаметры напорных водоводов во избежание большой разницы в напорах и конце сборной линии, ориентировочно принимают исходя из скорости движения воды в них 0,4…0,7 м/с для диаметров 100…400мм и 0,7…1,0 м/с – для диаметров 500…1000мм. В линейных схемах иногда применяют и парные сборные водоводы, с подключением одной скважины сразу к двум параллельным водоводам.

Для устройства напорных водоводов применяют асбестоцементные, пластмассовые, напорные железобетонные, чугунные и стальные трубы, с учетом требований экономии металлических труб и коррозионных свойств воды.