Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Расчет фильтров водозаборных скважин




 

Для проведения расчета в результате изысканий должны быть установлены: глубина залегания, мощность водоносного пласта m, его водопроницаемость, водоотдача; характеристика грунтов, влияние реки на подземные воды, коэффициенты фильтрации, понижение уровня и т.д.

Обычно по заданному расходу определяют число скважин, диаметр и длину фильтров, понижение горизонта воды в скважине, расстояние между скважинами.

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

При установившемся движении в напорном горизонте расход (в м3/сут) совершенной скважины (рис. 34,а) определяют по формуле

 

, м3/сут (21)

 

где R – радиус депрессионной воронки, м. Остальные обозначения указаны ранее.

Для совершенной скважины, питаемой напорными водами

 

(22)

где - глубина вскрытия водоносного пласта.

 

Расчет совершенного колодца в безнапорном водоносном пласте

 

(23)

 

Расчет несовершенного колодца в безнапорном пласте

 

(24)

 

Приведенные здесь формулы для определения дебита скважины возможно несколько отличаются от формул, приведенных в различных других источниках, но они взяты из классических учебников.

Для приближенных расчетов производительность одной скважины при принятом допустимом понижении уровня S и установленном в процессе опытных откачек удельном дебите q0 в м3/час на 1 п.м. определяется по формуле:

Q = q0 · S (25)

 

Значение 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 с примесью гравия (d=0,5–2 мм) q0 =10–12 м3/час.

 

Количество проектируемых рабочих скважин определяется из условия обеспечения суточной водопотребности объекта Q с учетом расхода на собственные нужды самого водопровода по формуле:

шт (26)

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

Проектируемые скважины следует располагать так, чтобы расстояние между ними было минимальным, но с учетом их взаимовлияния. Величиной, определяющей допустимое расстояние между скважинами, является радиус депрессионной воронки R, который зависит от коэффициента фильтрации Кф, мощности водоносного пласта, от условий его питания и пр.

Приближенно значение R можно определить

 

; (27)

 

где t – время откачки; a – коэффициент пъезопроводности (скорость перераспределения потока подземных вод).

В справочниках по гидрогеологии даны следующие значения R:

 

Порода Преобладающая крупность, мм R, м
Песок мелкий средней крупности крупный гравелистый Гравий мелкий средний крупный 0,1 – 0,25 0,25 – 0,5 0,5 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 5 5 - 10 50 – 100 100 – 300 300 – 400 400 – 500 400 – 600 600 – 1500 1500 - 3000

 

 

Шахтные колодцы

 

Шахтным колодцем, в отличие от скважины, можно называть вертикальную выработку ограниченной глубины (до 30 – 40 м) любой формы в плане (круглой, квадратной, прямоугольной) диаметром более 1 м (сечением не менее 1х/ м, пройденный различным способом (ручным, механическим или опускным). Обычно шахтные колодцы применяют для приема относительно неглубоко (не более 20 м) залегающих вод из безнапорных водоносных пластов.

Шахтные колодцы предназначены для накопления некоторого запаса воды для последующего отбора или для непрерывного отбора.

Шахтные колодцы первого применяются для отбора подземных вод из водоносных горизонтов с низкой водоотдачей, главным образом для водоснабжения мелких водопотребителей. Они могут применяться и для водоснабжения мелких промышленных водопотребителей, станций железнодорожных магистралей.

В прошлом шахтные колодцы сооружали в основном ручным способом с креплением их стенок деревом, каменной кладкой (сухой или на цементном растворе), кирпичом.

В современной практике шахтные колодцы устраивают механизированным способом, закрепляя их стены главным образом железобетонными кольцами, а также металлическими и другими трубами.

Конструкция колодцев состоит (рис. 38 а, б и в) из:

- наземной части – оголовка, служащего для защиты колодца от загрязнения сверху и создания условий для эксплуатации колодца;

- ствола шахты – часть колодца от поверхности земли до водоприемной части;

- водоприемной части – фильтры;

- водосборной части – зумфа, служащий для хранения некоторого запаса воды.

Рис. 38. Схема шахтного колодца а – несовершенный; б – совершенный.

1 – отмостка; 2 – оголовок; 3 – замок; 4 – ствол шахты; 5 – приемная часть;

6 – зумпф

 

Водозаборная часть (6) в совершенных колодцах ниже водоупора, а в несовершенных колодцах расположена совместно с водоприемной частью.

По условиям поступления воды из водоносного пласта шахтные колодцы делятся на:

- работающие дном;

- работающие стенками (рис. 38,б);

- работающие одновременно дном и стенками (рис. 38,а).

Прием воды через дно применяют для приема небольших количеств воды при индивидуальном пользовании, во временных водопроводах.

При приеме через дно на дно колодца укладывают слой камня из крепких неразмокаемых пород, затем по слою камня – слой крупного гравия или щебня, а на него дырчатую железобетонную плиту (можно настил из досок), и только потом обратный песчано-гравийный фильтр.

Фильтрующий слой из двух – трех слоев по принципу обратного фильтра, т.е. последовательно снизу вверх от слоя с меньшим размером частиц к слою с более крупными фракциями. Толщина каждого слоя – 15–20 см.

Для выполнения своей основной задачи шахтные колодцы должны удовлетворять следующим требованиям:

1. Крепление стен ствола и оголовка должно быть водонепроницаемым и не допускать проникновения в колодец загрязненных поверхностных вод и вод верхних водоносных горизонтов, по каким-либо причинам признанных непригодными для водоснабжения;

2. Крепление стен колодца должно быть выполнено из материалов, не ухудшающих качество воды и не способствующих образованию на его стенках плесени и слизи;

3. Колодец сверху должен быть всегда плотно закрыт;

4. Водоподъем из колодца следует осуществлять приспособлениями, не вносящими в колодец возможных загрязнений;

5. Внутреннее пространство колодца должно вентилироваться через специально предусмотренные для этого трубы или отверстия;

6. Крепление колодца должно быть прочным и долговечным; все части крепления должны быть прочно и плотно пригнаны друг к другу и выдерживать внешнее давление грунта;

7. За креплением в грунте не должно быть никаких пустот, при их наличии они должны быть заполнены грунтом;

8. Месторасположение колодца следует решать в каждом случае особо, учитывая все местные условия питания и залегания водоносного горизонта, и свойства возможного очага загрязнения.

9. Конструкция водоприемной части должна предохранять колодец от заиления частицами грунта;

10. Колодцы должны располагаться в незатапливаемых поверхностными водами местах.

Для увеличения дебита существующего шахтного колодца, если позволяют гидрогеологические условия (при каптировании двух или нескольких водоносных горизонтов, обладающих примерно одинаковым статическим напором), устраивают трубчатый колодец ниже дна шахты, превращая его в комбинированный колодец.

Для подъема воды из шахтных колодцев применяют те же центробежные насосы с вертикальным и горизонтальным валом. При глубоком залегании подземных вод насосы с горизонтальным валом устанавливают в шахте на специальном перекрытии или в подземной камере вне шахты.

Расчет шахтных колодцев заключается в определении их диаметра и числа по заданному расходу и в проверке дебита колодца при намеченном диаметре и допустимой глубине понижения уровня воды.

При условии, что Т ≥ 2z, В.Д. Бабушкин предлагает дебит шахтного колодца определить по формуле:

 

, м3/сек.

 

где к – коэффициент фильтрации;

s – понижение уровня воды при отметке;

- внутренний радиус колодца;

Т – расстояние от дна колодца до подстилающего водоупора;

R – радиус влияния колодца, м;

Н – мощность водоносного пласта, м.

 

При увеличении Н и Т второе слагаемое в знаменателе стремится к нулю. Когда . Этим слагаемым можно пренебречь и пользоваться формулой Форхчеймера

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных