1.6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
1.6.1. Исходные данные
Для водоснабжения города с числом жителей N=38 000 чел. необходимо запроектировать групповой скважинный водозабор производительностью Qв=16 900 м3/сут. В качестве источника водоснабжения используется неограниченный напорный пласт с площадным питанием: q0=0,0055 м3/(сут∙м2). Важнейшие расчетные параметры пласта:
- мощность М=23 м;
- коэффициент фильтрации К=17 м/сут (0,0002 м/с);
- коэффициент водоотдачи μ=0,27;
- коэффициент пьезопроводности пласта а=1448 м2/сут;
- отметка поверхности земли zз=176 м;
- отметка статического уровня воды в пласте zст=171 м;
- отметка верхнего водоупора zв1=157 м;
- отметка верхнего водоупора zв2=129 м;
- отметка кровли пласта zкр=152 м.
Водовмещающие породы пласта представлены крупнозернистыми песками с диаметром частиц d=0,6…1,0 мм (dср=0,75 мм).Добытая из пласта вода подается в расположенную на удалении 600 м от водозабора приемную камеру с отметкой максимального уровня воды zк=183 м.
Рис. 1.4. Расчетная схема скважины
1.6.2. Выбор типа водозабора и его расчетных характеристик
С целью экономии средств на строительство и эксплуатацию водозабора в основу его проекта предполагается заложить высокодебитные скважины с dc=800 мм и предельно допустимым понижением в них уровня воды s=16 м (s≤zст-zкр=171-152=19 м).Производительность одной скважины предварительно намечается Qс=2450 м3/сут. Тогда число рабочих скважин в водозаборе nраб=Qв/Qс=16 900/2450=7.
Водозабор является элементом системы водоснабжения II категории надежности подачи воды. Поэтому, согласно приведенным выше рекомендациям [5], число резервных скважин в водозаборе при nраб=7 равно 1, суммарное число скважин водозабора достигает 8. При принятой производительности скважины и характеристике водовмещающих пород пласта тип фильтра, предварительно примем проволочным с двухслойной песчано-гравийной обсыпкой. Допустимая скорость воды на входе в фильтр:
м/сут.
Длина рабочей части фильтра скважины lф=Qс/(π×dф×υф.доп)= =2450/(3,14×0,8×154,3)=6,32 м. С запасом конструктивно принимаем расчетную длину фильтра lф.р=10 м. При такой длине фильтра степень несовершенства скважины e=lф.р/М=10/23=0,435.
Фильтр примыкает к нижнему водоупору пласта. Тогда при отношении ε=M/rс=2M/dс=2×23/0,8=57,5 и коэффициент дополнительного безразмерного фильтрационного сопротивления скважины:
где a и b- показатели степени соответственно равные 2,5 и 1,9 при примыкании фильтра к нижнему водоупору.
Коэффициент безразмерного сопротивления фильтра скважины:
, где А - параметр фильтрационного сопротивления, приниматься в пределах 8…10 для каркасно-стержневых фильтров с проволочной обмоткой и гравийной обсыпкой;
М - мощность пласта в районе действия скважины.
Радиус влияния скважины:
м, где q0– площадное питание пласта, равное 0,0055 м3/(сут∙м2). За расчетный примем R=400 м.
1.6.3. Выбор схемы размещения и параметры скважины
Скважины расположены в ряд перпендикулярно основному направлению движения потока. Расстояние между скважинами в ряду примем равным 200; 250; 300 м. тогда безразмерное фильтрационное сопротивление скважин соответственно:
;
;
;
гдеlс1, lс2 и lс3 – расстояния между скважинами в ряду, соответственно равные 200, 250 и 300 м.
Дебет скважин при полученных значениях Фс и их число в водозаборе:
м3/сут ,
;
м3/сут ,
;
м3/сут ,
.
Длина сборных водоводов и других коммуникаций между скважинами водозабора L1=8·200=1600 м, L2=7·250=1750 м, L3=7·300=2100 м. При этом учитывалось, что число рассматриваемых участков в водоводе на единицу меньше общего числа скважин в водозаборе, которое для сооружения II категории надежности на единицу больше nраб.
Из полученных данных следует, что при увеличении расстояния между скважинами с 200 до 250 м общая длина межскважинных коммуникаций (водовод, линии энергоснабжения, связи и дороги) увеличивается на 200 м, а число скважин в водозаборе сокращается на 1. Стоимость строительства и эксплуатации одной скважины больше стоимости 200 м водовода, что подтверждается сводным сметным расчетом (гл.5). При переходе от расстояния между скважинами, равного 250 м, к расстоянию 300 м число скважин на водозаборе не уменьшается, а протяженность межскважинных коммуникаций увеличивается на 400 м. Принимаем расстояние между скважинами lc=250 м .
Диаметр обсадной трубы и фильтра скважин примем исходя из условий установки в них насосов, откачивающих 2500 м3 воды в сутки (104 м3/ч ). Наиболее подходят для этого насосы ЭЦВ10–120–60. Диаметр двигателя насоса dдв=230 мм, длина двигателя lдв=1343 мм, диаметр водоподъемной колонны dв.к=120 мм, напор насоса в оптимальном режиме работы – 50…70 м.
Диаметр обсадной трубы:
мм, где d- допускаемый размер щели между обсадными трубами и двигателем насоса, равный 25 мм.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.