3. Определение эксплуатационных запасов воды
Запасы воды на всех источниках будут одинаковыми, кроме этого на каждом источнике необходимо очистное сооружение.
Расчетная производительность водозабора (подача воды на очистные сооружения или в сборный резервуар с последующим транспортированием в сеть или на очитку) при его равномерной работе определяется по формуле:
где
полезная
производительность водозабора,
- коэффициент, учитывающий расход воды
на собственные нужды очистных сооружений,
при необходимости очистки подземных
вод, 
если очистка воды не требуется.
Объем
эксплуатационных запасов подземных
вод, 
,
в общем виде определяется из выражения:
где
-
соответственно статические и динамические
запасы подземных вод;
-
дополнительные запасы, привлекаемые в
процессе водосбора, можно принять
равными
Статические запасы включают объем воды в порах и трещинах водоносного пласта:
где
- коэффициент водоотдачи (коэффициент
запаса), представляющий собой отношение
объема гравитационной воды, способной
свободно вытекать из водонасыщенной
породы, к осушенному объему этой породы;
коэффициент зависит от литологических
особенностей и физико-механического
состава пород; значения
представлены
в прил. 2
-
объем водоносной породы,
,
принимается по ситуационному плану.
где
-
площадь источника вод
-
масштабный коэффициент
-
мощность водоносного слоя
Динамические запасы представляют собой объем подземных вод, характеризующий естественную производительность водоносных горизонтов в том размере, в котором забор (отток) воды из них компенсируется поступлением в них воды из областей питания. Эти запасы определяются по формуле:
где
-ширина
потока подземных вод, м, определяемая
по ситуационному плану;
-мощность
водоносного пласта, м;
-
коэффициент фильтрации, зависящий от
породы водоносного пласта, м/сут;
-гидравлический
уклон.
Продолжительность использования источника водоснабжения:
.
Так для напорных вод:
;
;
;
;
;
.
Для безнапорных вод:
;
;
;
;
;
.
Для инфильтрационных вод:
;
;
;
;
Вывод: Выбираем источник водоснабжения представленный напорными водами, так как они имеют наибольшие эксплуатационные запасы и скважина будет работать большее количество лет по сравнению с другими.
4. Выбор типа водозахватного устройства
Выбираем в качестве водозахватного устройства скважину, так как водозаборные скважины, являющиеся наиболее распространенным типом водозахватных устройств, применяются для добычи подземных вод в самых разнообразных гидрогеологических условиях из водоносных пластов, залегающих на глубинах 10…100 м и более. Водозаборные скважины можно применять и при залегании водоносного пласта на глубине менее 10 м, если его мощность более 5-6 м.
5. Рабочая конструкция скважины
5.1. Выбор способа бурения скважины
Выбираем ударно-канатный способ.
Для уменьшения металлоемкости конструкции скважин, сокращения расхода обсадных труб, целесообразно посадку обсадных труб при ударно-канатном бурении осуществлять вибромашинами конструкции ВНИИГС и треста Промбурвод. При этом ограничивается верхний предел начального диаметра бурения.
5.2. Выбор типа скважины
Выбор типа скважины в основном решается в зависимости от мощности водоносного пласта m и максимального выхода колонны труб a. Мы выбираем совершенный тип скважины. При m< a с целью уменьшения числа скважин в водозаборе следует принять скважины совершенного типа, их можно применять и при m<10 м
5.3. Расчет предварительной рабочей конструкции скважины
При разработке конструкции водозаборной скважины учитыаем устройство ее водоприемной части, расположение насоса, технические возможности принятого способа бурения и другие условия.
Прежде чем принять окончательную эксплуатационную конструкцию скважины, следует составить ее схему (рабочую конструкцию), затем произвести расчет основных параметров(притока воды к скважине и пропускной способности фильтра)
Конструкция скважины включает в себя следующие основные элементы: кондуктор, технические колонны труб, эксплуатационную колонну, цементную защиту, фильтр скважины (водоприемная часть с отстойником и надфильтровой колонной)
Проектная глубина скважины назначается в зависимости от принятого типа скважины, а ее начальный и конечный диаметры- в зависимости от сортамента труб, размеров и конструкции фильтра, насоса, намечаемых к установке, и от способа бурения.
Важным этапом разработки рабочей конструкции скважины является назначение диаметров колонн обсадных труб. Приток воды в скважине в большей степени зависит от диаметра рабочей части фильтра, чем от его длины. Поэтому для увеличения притока Qскв, а следовательно для уменьшения числа скважин целесообразно сначала назначить максимальное значение диаметра труб, чтобы получить максимальный допустимый при этом способе бурения диаметр фильтра. В нашем случае, назначаем максимально-возможный диаметр. Разница между колоннами труб должна быть не менее 100 мм.
Конечный диаметр обсадной трубы должен быть больше наружного диаметра фильтра менее, чем на 50 мм, а при обсыпке фильтра гравием,- не менее чем на 100 мм.
Независимо от способа бурения необходимо, чтобы башмак(конец) каждой колонны труб входил в водоупорную породу не менее чем на 0,5…1 м, а башмак последней колонны- ниже кровли используемого водоносного пласта на 0,5…1 м.
На Рис.1 представлена схема предварительной рабочей конструкции скважины.