Учебное пособие 1349

19

2.10.Учет фильтрационного несовершенства водозаборных скважин и колодцев

При расчете понижения уровня на водозаборах следует учитывать дополнительное фильтрационное сопротивление , обусловленное неполнотой вскрытия скважиной (колодцем) водоносного пласта (формула 13). Значение коэффициента в зависимости от параметров mr0 и lф m ( m - мощность

водоносного горизонта, м; r0 - радиус скважины или колодца, м; lф - длина фильтра, м) приведены в табл. 9.

20

незатопленного фильтра.

S0 - понижение уровня в скважине при первоначальной откачке;

Где Qскв.рас. – расчетная производительность скважины, м3/ч, qуд – принятый на основании данных геологических изысканий удельный дебит скважины, м3/(ч·м).

Значение сопротивления табл. 9 отвечает наиболее распространенному случаю, когда фильтр скважины примыкает к кровле или подошве водоносного пласта. При расположении фильтра в средней части пласта величины i

должны быть увеличены примерно в 1,8-2 раза по сравнению со значением табл. 9.

2.11. Определение понижения горизонта подземных вод

После нахождения R(по формуле 13) определяют понижение уровня воды при эксплуатации скважин по формулам 7 и 8.

После определения S расч осуществляют сравнение эксплуатационного понижения с допустимым Sдоп (формулы 11, 12).

При S расч Sдоп проектируемый дебит водозабора не может считаться

обеспеченным. В этом случае необходимо увеличить число скважин (колодцев) либо распределить их на большей площади, увеличив расстояние между ними.

21

При Sорасч Sдоп дебит водозабора может быть увеличен, либо при сохранении дебита должно быть сокращено количество скважин (колодцев) и уменьшено расстояние между ними.

2.12. Гидравлический расчет и подбор насосов для подъема воды

Подбор и установка насосов в водозаборные скважины осуществляется по [4], зная требуемую подачу скважины и необходимый напор.

Предварительно осуществляют обвязку скважины трубами и сборными водоводами до резервуаров чистой воды (рис.2), подбирают по [5] диаметры этих трубопроводов и делают гидравлический расчет (табл.10).

Рис. 2. Схема обвязки водозаборных скважин и организация зон санитарной охраны

22

Таблица 10

Определение потерь напора от самой удаленной скважины до сборного РЧВ

Выбор типа и марки центробежных насосов производится по их рабочим характеристикам, которые приводятся в каталогах насосов.

2.13. Выбор способа бурения скважин.

Выбор способа бурения скважин зависит от их глубины, характера проходимых пород и необходимого эксплуатационного диаметра. При этом рассматривают:

ручное ударно-вращательное бурение, которое применяется при глубине скважины не более 50 м , когда отсутствуют пласты твердых пород значительной мощности, когда затруднена организация механического бурения;

ударно-механическое бурение, выполняемое двумя способами – на штангах и на канате;

ударно-штанговый жесткий способ, который можно применять для бурения скважин глубиной до 250 м . Этот способ целесообразно применять только с промывкой, так как без промывки он значительно уступает канатному бурению по производительности, ввиду больших затрат времени на спускоподъемные операции;

ударно-канатное (гибкое) механическое бурение, имеющее наиболее широкое распространение при сооружении водозаборных скважин. Применение этого способа возможно при глубине скважины до 250 м , в отдельных случаях до 400 м . Начальный и конечный диаметры скважины выбирают от 600 до 150 мм ;

вращательный колонковый способ: его удобно комбинировать с ударным. Максимальная глубина водозаборных скважин не превышает 125-150 м ;

роторный способ бурения водозаборных скважин, который наиболее целесообразно применять при глубине 250-300 м и более, когда водоносный пласт представлен твердой трещиноватой породой, не требующей установки фильтра.

23

2.14. Шахтные колодцы

Они представляют собой вертикальные выработки с большими размерами поперечного сечения по сравнению с водозаборными скважинами. Их применение ограничивается эксплуатацией подземных вод водоносных горизонтов, залегающих на небольших глубинах, обычно до 30 м . Водоприемная часть шахтных колодцев в зависимости от гидрогеологических условий и глубины устраивается только в дне или стенках или же в дне и стенках колодца. Дно колодца при приеме воды через него должно быть снабжено гравийным фильтром или оборудовано плитой из пористого бетона.

В стенках при приеме воды через них должны быть установлены специальные окна из пористого бетона или окна, заполненные гравийным фильтром. Шахтные колодцы могут быть совершенными и несовершенными. Расчетные зависимости шахтных колодцев приведены в табл. 3 и 6.

3. Оголовки трубчатых колодцев

Оголовок скважины должен быть герметичным и достаточно прочным, чтобы воспринимать нагрузки от насосного оборудования. Конструкция его должна обеспечивать удобство монтажа и демонтажа насосного оборудования и возможность замеров уровня воды в колодце. Над оголовком всегда устраивается павильон, который может быть оформлен в заглубленном, полузаглубленном и наземном помещении.

Конструкция и оборудование оголовков принимаются по [6, с. 136-138].

4. Организация зон санитарной охраны

При организации зон санитарной охраны учитывается вид загрязнений (микробное, химическое), определяющий их устойчивость, и в связи с этим, возможную длину пути продвижения в водоносном горизонте [8]. В состав зоны санитарной охраны входят три пояса: первый – строгого режима, второй и третий – ограничений. Первый пояс включает территорию расположения водозаборов, площадок расположения всех водопроводных сооружений.

Граница первого пояса устанавливается в зависимости от защищенности подземных вод в пределах первого и второго поясов: на расстоянии не менее 30 м от водозабора – при использовании защищенных подземных вод, и на расстоянии не менее 50 м - при использовании недостаточно защищенных вод. При использовании группы подземных водозаборов граница первого пояса должна быть удалена на те же расстояния (не менее 30 или 50 м ) от крайних скважин (шахтных колодцев) водозаборных групп (рис. 2).

Второй пояс предназначен для защиты водоносного горизонта от микробных загрязнений, поскольку второй пояс расположен внутри третьего пояса, он предназначен также для защиты и от химических загрязнений.

24

Основным параметром, определяющим расстояние от границы второго пояса до водозабора, является расчетное время Тм продвижения микробного загрязнения с потоком подземных вод к водозабору, которое должно быть достаточным для утраты жизнеспособности и вирулентности патогенных микроорганизмов для эффективного самоочищения воды.

Граница второго пояса определяется расчетами исходя из условий, что если за ее пределами через зону аэрации или непосредственно в водоносный горизонт поступят микробные загрязнения, то они не должны достигнут водозабора. Расчетное время Тм выбирается в соответствии с рекомендациями табл. 11.

Третий пояс предназначен для защиты подземных вод от климатических загрязнений. Расположение границы третьего пояса определяется гидродинамическими расчетами, исходя из условия, что за ее пределами в водоносный пласт поступят химические загрязнения, но не ранее расчетного времени Тx . Время водозабора должно быть больше проектного срока эксплуатации водозабора (25-50 лет). Если запасы подземных вод обеспечивают неограниченный срок эксплуатации водозабора, третий пояс должен обеспечить соответственно сохранение качества подземных вод.

Учет нестабильности химического загрязнения, позволяющий сократить размеры третьего пояса, возможен только при наличии соответствующих экспериментальных данных.

25

Окончание приложения

Исходные данные при проектировании водозаборных сооружений

30

Библиографический список

1.СП 31.13330.20122 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Нормы проектирования. Актуализированная версия СНиП 2.04.02.84. - М.: Стройиздат, 2013. – 131 с.

2.Пособие по проектированию сооружений для забора подземных вод (к СНиП 2.04.02.-84) ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1989. – 273 с.

3.www.doclad.ru/Basesdoc/5/54/76/intex.htm. Гаврилко В.М. Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин. Изд. 3-е., перераб. и доп.- М.: Стройиздат., 1998.-400с.

4.http://www.books.google.ru/books/about/ Оборудование водопро. html?hl=ru@id= 3lfNQEACAAJ/ - Справочник монтажника / А.С. Москвитин.- 430с.

5.Шевелев, Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: справ. пособие. – 8-е изд., перераб. и доп./ Ф.А. Шевелев – М.: Бастет, 2007. – 349с.

6.Журба М.Г. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений : в 3т. Т.3. Системы распределения и подачи воды. / М.Г. Журба, Л.И. Соколов, Ж.М. Говорова, - изд. 3-е, перераб. и доп. .: учебное пособие – М.: Ассоциации строительных вузов, 2010. – 552с.

7.Сомов М.А. Водоснабжение. Том 1. Системы забора, подачи и распределения воды. Учебник для вузов / М.А. Сомов, М.Г.Журба. – М. : Издательство АСВ, 2010. – 262с.

8.СанПин 2.1.4.1110 – 02. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно - питьевого назначения. – М.: Госкомсанэпиднадзор России,

2002. – 28с.

9.Проектирование водозаборных сооружений из подземных источников [Текст]: метод. указания №481 к выполнению курсового проекта по дисциплине «Водоснабжение» для студ. спец. 270112 д/о и з/о / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т.; сост.: А.В. Бахметьев. – Воронеж, 2005. – 30с.

28