Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







Гидрогеологические и гидравлические расчеты водозаборных скважин





В основу гидрогеологических и гидравлических методов расчетов положены ос­новные закономерности движения грунтовых вод с учетом принятой схемы расположе­ния скважин, гидрологических характеристик водоносного пласта и условий водоотбора.

В качестве исходной величины принимают необходимый расчетный суточный рас­ход насосов первого подъема, назначаемый с учетом расхода воды на собственные нуж­ды водозабора и очистной станции по совмещенному графику работы очистной станции (если таковая имеется) или по часовому графику водопотребления объекта водоснабже­ния, и проектируемому графику работы скважинных насосов в течение суток.

Дебит (расход) одной скважины во многом зависит от принимаемой величины до­пустимого понижения статического уровня воды в нем. Допустимое понижение уровня подземных вод S в любой точке водоносного горизонта в сложных гидрогеологических условиях (неоднородность водовмещающих пород, особые условия подпитки, возмож­ное истощение и т.д.) должно определяться моделированием. Для безнапорных водо­носных горизонтов:

(1.2)

 

 

где М-мощность естественного безнапорного водоносного горизонта, м; Q-суммарный дебит водозабора, м3/сут; Кф - коэффициент фильтрации водоносных пород, м/сут; φ - гидравлическое сопротивление, зависящее от условия залегания подземных вод и взаимовлияния скважин (их месторасположения по отношению друг к другу).

Для напорных водоносных горизонтов величина понижения уровня подземных вод в любой точке водоносного горизонта рассчитывается по формуле:

(1.3)

 

где т - мощность напорного водоносного горизонта, м; Кф - коэффициент водопроводимости грунта.

Для строительства и надежной последующей эксплуатации подземных водозабо­ров с помощью скважин в процессе проектирования определяют: водозахватную спо­собность скважин Qc в конкретных гидрогеологических условиях, в местах расположе­ния водозабора; величину понижения статического уровня S, исходя из технико-эконо­мических соображений и рационального режима эксплуатации водоносного горизонта; тип фильтра, его конструкцию и размеры; подбирают марку насоса; конструируют сква­жину, оголовок; компонуют водозаборный узел, предварительно определив число сква­жин, их расстояние друг от друга и метод транспортировки воды по общему водоводу в сеть или на очистную станцию. Расчетные схемы совершенных скважин в водоносных пластах приведены на

рис. 13.1.

Приток воды к скважинам зависит от гидродинамической и гидрогеологической ха­рактеристики водоносного пласта, радиуса скважин r принятого понижения уровня воды в них при откачке S.

 

Рис. 10.1 Расчетные схемы совершенных трубчатых колодцев при заборе воды из водоносного пласта: а - напорный пласт; б - безнапорный пласт

При установившемся движении напорного потока и совершенной скважине (вскрывающей водоносный пласт на полную его мощность) приток воды к ней опреде­ляют по формуле Дюпюи:

, м3/сут, (1.4) где Кф – коэффициент фильтрации, м/сут, водоносного пласта (табл.10.1); т - мощность водоносного пласта, м; r и R - соответственно радиус скважины и радиус влияния депрессионной воронки, м; S - понижение уровня воды в скважине при откачке, м.

Таблица 10.1

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

Водоносные породы Диаметр частиц, мм Кф, м/сут R,м μ
Глинистые грунты, суглинки   0,01-0,1   0,01-0,05
Пески пылеватые, супеси 0,01-0,05 0,1-1,0   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
Гравий:        
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

 

 

Для несовершенной скважины, питаемой напорными водами:

 

3/сут (1.5)

где Z1 - фильтрационное сопротивление несовершенной скважины, зависящее от соот­ношения длины водоприемной части скважины и мощности водоносного пласта, а так­же от соотношения мощности пласта и радиуса скважины; Z2 - обобщение сопротивле­ния фильтра и прифильтровой зоны водоприемной части скважины, зависящее от типа фильтра и характеристики контактируемых пород.

Расчетные схемы несовершенных скважин в напорном (а) и безнапорном (б) водо­носных пластах приведены на рис. 10.2

 

.

Рис. 10.2. Расчетные схемы несовершенных трубчатых колодцев при заборе воды из водоносного пласта:а - напорный пласт; б - безнапорный пласт

Значения т, Кф, R, Z1, Z2 устанавливают специальными гидрогеологическими изы­сканиями. При их проведении уточняют также значение удельного дебита скважины qуд - расхода воды при понижении статического уровня воды при откачке на 1 пог. м.

Для несовершенной скважины, питаемой безнапорными водами, приток воды к ней определяют по формуле:

, м3/сут (1.6)

где (2Н -S) = тр - мощность безнапорного водоносного пласта во время откачки, м;

H - высота слоя безнапорного водоносного пласта, м.

Понижение уровня воды в скважине S для безнапорных водоносных пластов реко­мендуется принимать с учетом допустимого понижения уровня воды в пласте Sдоп:

, м (1.7)

где Hв - высота столба воды в скважине до откачки, м; hH - максимальная глубина по­гружения нижней кромки насоса под динамический уровень воды, м; hф - потери напо­ра на входе воды в скважину из водоносной породы, м.

 

Для напорных водоносных пластов величина Sдоп определяется с учетом допусти­мого понижения напора в пласте:


Sдоп = Нв - (0,3...0,5)m – hн – hф, м, (1.8)

где т - мощность водоносного пласта, м.

Потери напора на входе воды в скважину из водоносной породы рекомендуется оп­ределять по формуле С.К. Абрамова:

, (1.9)

где α - коэффициент, учитывающий конструкцию фильтра (для дырчатых, щелевых и каркасно-стержневых фильтров 0,06-0,08; для сетчатых и проволочных фильтров 0,15-0,25; для гравийных фильтров 0,12-0,22); Q - производительность скважины, м3/сут; Fф - рабочая площадь поверхность фильтра, м2.

Производительность одной скважины при принятом допустимом понижении стати­ческого уровня воды при откачке Sдоп и установленном в процессе опытных откачек удельном дебите q0 в м3/ч на 1 п.м определяется по форму

, м3/час (1.10)

Для приближенных расчетов рекомендуется принимать следующие значения удель­ных дебитов в напорных водоносных пластах:

 

песок тонкозернистый: (d =0,05-0,1 мм) q0 0,5 м3/час

песок мелкозернистый: (d =0,1-0,25 мм) q0= 2-4 м3/час

песок среднезернистый: (d = 0,25-0,5 мм) q0 = 4-8 м3/час

песок крупный с примесью гравия: (d = 0,5-2,0 мм) q0 = 10-12 м3/час

Для безнапорных вод зависимость S =f(Q) имеет криволинейный характер и опи­сывается уравнением:

(1.11)

где α и β - безразмерные коэффициенты, определяемые по результатам опытных откачек. Выбор водоносного пласта, который предполагается эксплуатировать для обеспе­чения водопотребности объекта водоснабжения, производится в следующем порядке:

- сравниваются показатели качества воды каждого водоносного пласта с норматив­ными требованиями;

- для каждого водоносного пласта делается вывод о величине дебита и возможнос­ти обеспечить водопотребление объекта водоснабжения;

-составляется общее заключение о возможности эксплуатации каждого из обсле­дованных пластов и производится выбор эксплуатационного пласта. Если по предвари­тельным данным такой выбор сделать невозможно, рассматриваются различные варианты скважинного водозабора, производится технико-экономические сравнение этих ва­риантов и делается окончательный выбор эксплуатационного пласта. При других рав­ных условиях наиболее подходящим для эксплуатации является водоносный пласт, ко­торый содержит воду наилучшего качества, имеет большой удельный дебит и располо­жен ближе других к поверхности земли.

Количество проектируемых рабочих эксплуатационных скважин определяется из условия обеспечения суточной водопотребности объекта водоснабжения Qов с учетом расхода на собственные нужды водозабора и очистной станции по формуле:(1.12)



где t - продолжительность работы скважины в течение суток, час.

Проектируемые скважины следует располагать так, чтобы расстояние между ними было минимальным, но с учетом их возможного взаимодействия. Величиной, определя­ющей допустимое расстояние между скважинами, является радиус их влияния R, кото­рый при отсутствии эксплуатационных и экспериментальных данных можно прибли­женно определить по зависимостям (1.13) и (1.14):

Для безнапорных вод по формуле И.П. Кусакина:

, м (1.13)

Для напорных вод по формуле В. Зихардта:

, м (1.14)

При наличии сведений о гранулометрическом составе водоносного грунта и коэф­фициенте фильтрации, радиус влияния для безнапорных вод рекомендуется принимать из табл.1.5. При интенсивной эксплуатации пластов (когда S > 40 м):

, м (1.15)

Понижение уровня в любой из скважин грунтового водозабора, забирающих воду из напорных пластов, рассчитывают по формуле:

, м (1.16)

где Кф.ср., тср - коэффициент фильтрации и мощность водоносных платов, принимают­ся одинаковыми для данной зоны водозабора; Q1 = Q2= ... = Qn - одинаковое количест­во воды подаваемое насосами из скважин; Rn, r0, r - радиусы влияния и скважин; n -число скважин в зоне водозабора.

 








Date: 2015-06-06; view: 1995; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.01 sec.) - Пожаловаться на публикацию