Водозабор подземных вод. Схематизация гидрологических условий. Тип и схема расположения водоприемных устройств

7 ВОДОЗАБОР ПОДЗЕМНЫХ ВОД

7 Водозабор подземных вод

7.1 Схематизация гидрологических условий

Водоносный горизонт принимается однородным. Условия питания и движения подземных вод соответствует наиболее  неблагоприятному зимнему периоду, для которого режим движения может считаться стационарным, а условия инфильтрации определяются с учётом промерзания водотока на прибрежных мелководных участках. Дно реки для условий дипломного проекта считается не заиленным. Глубина воды в реке усредняется по всей её ширине как средневзвешенная [19].

При эксплуатации подземных вод речных долин река является основным источником питания водоносного горизонта. В процессе схематизации условия инфильтрации из реки могут быть значительно упрощены. При этом река, глубина воды в которой меньше мощности водоносного горизонта (висячее русло), заменяется на реку, прорезающую водоносный горизонт до водоупора и имеющую совершенную гидравлическую связь поверхностных и подземных вод. Фильтрационное сопротивление подрусловой области учитывается с помощью дополнительного слоя, на величину которого удаляется от водозабора гидравлически совершенное русло [19].

7.2 Тип и схема расположения водоприемных устройств

Выбор типа водоприёмных сооружений определяется главным образом геологическими и гидрогеологическими условиями и зависит, прежде всего, от мощности и глубины залегания водоносного пласта. При этом используются скважины, шахтные колодцы, лучевые водозаборы, водоприемные галереи и трубчатые дрены. В данном дипломном проекте мощность водоносного горизонта равна 24 м, следовательно, использованы скважины.

При искусственном пополнении запасов подземных вод дополнительно используют сооружения для забора воды из источников восполнения, ее предварительной очистки и сооружения для инфильтрации воды в водоносный пласт.

Схема размещения водоприёмных сооружений в плане должна обеспечивать расчётную производительность водозабора при минимальных затратах, включая затраты по устройству протяженных коммуникаций водозабора (сборные водоводы, дороги, линии электропередач и т.п.) [19]. Схема расположения водоприемных сооружений в плане была выбрана линейной с центральным расположением водосборной камеры. 

Рисунок 7.1 – схема сборных водоводов при линейном расположении водозаборных сооружений.

где 1-водозаборы; 2-сборные водоводы; 3-сборный узел.

Расстояние от водозабора до реки принимается в зависимости от интенсивности береговых деформаций, бактериального загрязнения воды в реке и состава пород водоносного пласта. Рекомендуемые значения находятся в пределах от 30 до 500 м. Меньшие значения соответствуют мелко- и среднезернистым пескам.

Для повышения надёжности водоподачи водозабор должен иметь резерв водоприёмных сооружений и водоподъёмного оборудования. Резервные сооружения так же показываются на плане участка водозабора.

7.3 Гидрогеологические расчеты

Рисунок 7.2 – Гидрогеологический разрез реки

Расчетные условия движения подземных вод к водозабору приведены к схеме с совершенной гидравлической связью подземных и поверхностных вод. Для этого действительное положение уреза реки смещается на величину дополнительного слоя ∆L.

Расстояние от водозабора до реки L = 100 м, параметр ∆L определяется по формуле

,                                                         (7.1)                                                             

Расчетное расстояние от водозабора до реки – радиус влияния       

,                                                            (7.2)                                                              

Допустимое понижение уровня подземных вод в водозаборе при безнапорных условиях движения определяется по формуле

,                                    (7.3)

где h_E – естественная (первоначальная) глубина безнапорного водоносного горизонта; ∆hН = 1 м – заглубление погружного насоса под динамический уровень; hФ = 0– гидравлические потери напора в водоприемном фильтре.

Принимаем большее => Sдоп = 15,8 м, при этом глубина подземных вод в водозаборе будет равна  

Максимальный приток к скважинам линейного ряда будет при отсутствии их взаимовлияния, поэтому каждая скважина рассмотрена как одиночная. Радиус скважины в первом приближении равен 0,2 м.

Приток к одиночной скважине определяется по формуле

,                                     (7.4)                                  

Водозаборные скважины оборудованы насосами с погружным электродвигателем марки ЭЦВ 10 – 120 - 60, с производительностью 160 м3/час и напором 65 м.

Количество эксплуатационных скважин при использовании насосов ЭЦВ 10 – 120 – 60

,                                               (7.5)

Длина линейного ряда скважин 2Lв и приток к ним зависит от расстояния между ними 2σ.

В первом приближении 2σ =L0, т. е. σ =56 м. Lв= σ · n =56 · 2 = 112 м. При этом выполняется неравенство  = 4 · 109,77 = 439,08 м. Следовательно, водозабор можно считать “коротким линейным рядом ” [19 (схема 3, таблица 3)].

Построим для этой схемы график зависимости R0 от σ.