Внедрение установок внутрипластового обезжелезивания подземных вод на скважинах водозабора, страница 2

3.1 Расчётная схема водоприёмной воронки

Бесфильтровые скважины устраивают в крупнозернистых и гравелистых водоносных песках, когда над водоносным пластом имеется мощный слой (не менее 10 м) глины. Для устройства бесфильтровой скважины под кровлей в водоносном пласте формируется водоприёмная воронка (каверна). Расчётная схема водоприёмной воронки приведена на рисунке.

Рисунок - Схема бесфильтровой скважины

S - глубина понижения статического уровня воды; h - глубина водопри-ёмной воронки; R_о - радиус водоприемной воронки; <φ - угол естественного откоса водоносного песка; h_об - высота свода обрушения; α - угол внутреннего трения грунта кровли;Z_з - отметка поверхности земли;Zc - отметка статического уровня воды;Zд - отметка динамического уровня воды.

Требуемый радиус водоприёмной воронки определяется [5] по формуле

  , м;

где q–- дебит бесфильтровой скважины, м³/сут;

υ₀ – допустимая скорость фильтрации на границе выхода грунтового потока в воронку, м/сут;

φ – угол естественного откоса песка под водой.

Величина υ₀ определяется по формуле

  , м/сут,

где k_ф – коэффициент фильтрации водоносного грунта, м/сут;

η₁–  коэффициент запаса (0,7-0,8);

η₂ – коэффициент уменьшения допускаемых уклонов; он зависит от угла естественного откоса (для < φ = 25° = 0,84);

р – пористость водоносного песка, в долях;

υ₀ = 4^. 0,7^. 0,84^. (1- 0,35)= 1,53  м/сут.

Требуемый радиус водоприёмной воронки для скважины

 м.

Высота водоприёмной воронки определяется из выражения

 м.

Высота свода обрушения спределяется по формуле

 м,

где  – угол внутреннего трения глинистого грунта кровли.

Допустимый радиус водоприемной воронки определяется из условия необрушения кровли

, м,

где  – пористость породы кровли;

 – удельная плотность породы кровли, т/м³,

 – удельный вес воды,т/м³;

3.2 Характеристика скважин

3.2.1  Характеристика геолого-технических условий

Девять скважин пробурены в альб-сеноманском водоносном горизонте и образуют круговой водозабор с расстоянием между скважинами 450 м общей протяженностью 4050 м. Абсолютные отметки поверхности земли изменяются от 147,2 до 156,7 м.

Производить отбор подземных вод будем из водозаборных бесфильтровых скважин с водоприемной каверной, создаваемой в песках непосредственно под подошвой мергельно-меловой толщи.

На участке водозабора альб-сеноманские отложения развиты повсеместно, залегая на нижнемеловых плотных глинах и перекрываясь карбонатной толщей верхнего мела. Полная мощность составляет 35-40 м. Водовмещающие породы представлены песками зеленовато-серыми, мелко-  и тонкозернистыми, глауконито-кварцевыми. Водоносный напорный горизонт, статические уровни устанавливается на глубинах от 9 до 13 м от поверхности земли.

Выше альб-сеноманских отложений залегает мергельно-меловая толща среднесеноманского-кампанского ярусов верхнего мела мощностью от 30 до 40. Еще выше залегают моренные отложения, сложенные моренными супесями с включением гальки, гравия, валунов и линзами разнозернистых песков.

Дебиты скважин находятся в пределах 11,5  м³/ч при понижениях соответственно 11  метров и удельных дебитах 11,5 м3/ч.