Определение притока воды к водозаборным скважинам. Выбор типа и расчет фильтров для водозаборных скважин 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Определение притока воды к водозаборным скважинам. Выбор типа и расчет фильтров для водозаборных скважин



Аннотация

Данное методическое пособие предназначено для учащихся средних специальных учебных заведений по специальности 2-70.04.03«Водоснабжение, водоотведение, охрана водных ресурсов» при выполнении практических работ по темам: «Сооружения для забора подземных вод», «Сооружения для забора поверхностных вод», «Смешение реагентов с водой», «Отстаивание воды», «Осветление в слое взвешенного осадка», «Обработка воды фильтрованием», «Проектирование станций водоподготовки», а так же курсового проекта на тему: «Водоснабжение населенного пункта (Водопроводные очистные сооружения)». Основной задачей выполнения практических работ и курсового проекта является закрепление на практике теоретических основ рационального проектирования водопроводных очистных сооружений.

 

 

Задание на выполнение

 

 

Задание на выполнение практических работ и курсового проекта приводится в приложении 1.

Курсовой проект выполняется на основании данных, полученных при разработке курсового проекта «Водопроводная сеть города», а так же на основании конкретного вида и качества воды источника водоснабжения.

Для конкретных условий необходимо запроектировать водозаборные сооружения, выполнить расчет насосных станций первого и второго подъема, выполнить подбор и расчет водопроводных очистных сооружений, решить генплан очистной станции. При этом необходимо разработать следующие разделы:

1. Характеристика объекта и проектируемой системы водоснабжения

2. Выбор и расчет водозаборных сооружений

3. Расчет насосной станции первого подъема

4. Выбор и расчет сооружений водоподготовки

5. Построение высотной схемы сооружений

6. Решение генплана очистной станции

7. Охрана окружающей среды

8. Техника безопасности при эксплуатации сооружений обеззараживания

Графическая часть-1 лист: Генплан очистной станции М1:250. Высотная схема сооружений.

 

 

Перечень практических работ:

Тема работы Цель работы Количество часов Ход работы Оборудование
  Определение притока воды к водозаборным скважинам. Выбор типа и расчет фильтров для водозаборных скважин Определить приток воды к водозаборным скважинам. Выбрать тип и выполнить расчет фильтров для водозаборных скважин   Пункт 1 калькуляторы
  Определение размеров водоприемных окон и сеточных отверстий водозаборных сооружений. Расчет самотечных линий Определить размеры водоприемных окон и сеточных отверстий водозаборных сооружений. Выполнить расчет самотечных линий   Пункт 2 калькуляторы
  Определение полной производительности водоочистного комплекса. Определение доз и последовательности введения в обрабатываемую воду реагентов. Определить полную производительность водоочистного комплекса. Определить дозы и последовательность введения в обрабатываемую воду реагентов   Пункт 3.3.1-3.3.2 калькуляторы
  Расчет гидравлического смесителя Рассчитать гидравлический смеситель   Пункт 3.3.3 калькуляторы
  Расчет камер хлопьеобразования гидравлического типа Рассчитать камеру хлопьеобразования гидравлического типа   Пункт 3.3.7 калькуляторы
  Расчет горизонтального отстойника Рассчитать горизонтальный отстойник   Пункт 3.3.6 калькуляторы
  Расчет осветлителя со слоем взвешенного осадка Рассчитать осветлитель со слоем взвешенного осадка   Пункт 3.3.5 калькуляторы  
  Расчет скорого фильтра Рассчитать скорый фильтр   Пункт 3.3.8 калькуляторы миллиметровка
  Изучение действующей водоочистной станции Изучить действующую водоочистную станцию   Пункт 3.4. Оборудование УП «минскводоканал»

 

Определение размеров водоприемных окон и сеточных отверстий водозаборных сооружений. Расчет самотечных линий

 

Расчет самотечных линий

 

 

Самотечные трубопроводы рассчитываются на два случая:

1 авария на одной из ниток, при этом расход, пропускаемый по рабочей нитке, составляет 100%;

2 нормальная работа самотечных трубопроводов.

Расход воды при аварии на одну нитку, л/с, составит

 

qав1сам=qобщв1 (6)

 

По расходу с учетом экономического фактора Э=0.75 по таблице [2] для стальных труб принимается диаметр, скорость и определяются суммарные потери напора.

При нормальном режиме расход на одну нитку, л/с, составит:

qнор1сам = qобщв1 (7)

 

Требования, предъявляемые к воде хозяйственно-питьевого назначения

 

 

Показатели качества питьевой воды, подаваемой централизованными хозяйственно-питьевыми водопроводами и используемой одновременно для хозяйственных, технических и коммунально-бытовых целей предприятий регламентируются СанПиН 10-124 РБ 99 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Вода хозяйственно-питьевого назначения должна иметь благоприятные органолептические свойства, быть безопасной в эпидемическом отношении и не содержать вредных для здоровья человека компонентов:

- запах воды при 20°С и нагревании до 60°С не более 2 баллов

- вкус и привкус при 20°С не более 2 баллов;

- цветность по платиново-кобальтовой шкале не бо­лее 20 град;

- мутность - не более 1,5 мг/л;

- активная реакция рН должна быть в пределах 6-9;

- сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л;

- содержание железа - не более 0,3 мг/л,

- марганца - не более 0,1 мг/л;

- общая жёсткость не должна превышать 7 мг-экв/л;

- содержание фтора не должно быть более 0,7— 1,5 мг/л;

- общее число бактерий не должно превышать 100 в 1 л;

- число кишеч­ных палочек в 1 л воды не более 3.

При обработке воды реагентами их дозы следует назначать таким обра­зом, чтобы остаточные концентрации их в воде после очистки не превышали следующих значений: сернокислый алюминий - 0,5 мг/л; полиакриламид - 2 мг/л; фосфаты по (Р04)3 - 3,5 мг/л. Содержание остаточного свободного хлора должно быть не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л (после не менее получасового контакта в резервуаре чистой воды), остаточного связанного хлора - не менее 0,8 и не более 1,2 мг/л (после контакта с водой в резервуаре чистой воды не менее 1 часа); остаточное содержание озона должно быть в пределах 0,1 -0,3 мг/л (после контакта воды с озоном в течение 12 мин).

 

 

Определение доз реагентов

 

Выбор доз реагентов имеет исключительно важное значение, так как требуемый эффект очистки должен быть достигнут при условии соблюдения допустимых остаточных концентраций реагентов в воде после ее обработки.

Дозу коагулянта для предварительных расчетов назначают по мутности и по цветности.

По цветности доза коагулянта, мг/л, определяется по формуле

Дк = 4 * √Ц (12)

где Ц – цветность обрабатываемой воды, градусы.

Доза коагулянта по мутности определяется по таблице 16 [1]. К расчетной принимается большая из двух доз.

Доза ПАА принимается в зависимости от места ввода флокулянта согласно п. 6.17[1]. Дозу хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) при предварительном хлорировании и для улучшения хода коагуляции и обесцвечивания воды, а также для улучшения санитарного состояния сооружений следует принимать 3 – 10 мг/л.

Реагенты рекомендуется вводить за 1-3 минуты до ввода коагулянтов.

Дозы подщелачивающих реагентов, Дщ, мг/л, необходимых для улучшения процесса хлопьеобразования, надлежит определять по формуле

Дщ = Кщк / ек – Щ0 + 1) (14)

где Дк – максимальная, в период подщелачивания, доза безводного коагулянта, мг/л;

ек – эквивалентная масса коагулянта (безводного), мг/мг-экв, принимается для Al2(SO4)3 – 57, FeCl3 – 54, Fe2(SO4)3 –67;

Кщ – коэффициент, равный для извести (по CaO) – 28, для соды (по Na2Co3) – 53;

Щ0 – минимальная щелочность воды, мг-экв/л.

Реагенты следует вводить одновременно с вводом коагулянтов.

 

 

Расчет скорых фильтров

 

 

Фильтрованием называется пропускание очищаемой воды сквозь порис­тый материал (чаще всего кварцевый песок), в результате чего вода освобо­ждается от взвешенных, а иногда и от растворённых частиц.

Фильтрование воды происходит при наличии градиента давлений на вхо­де в фильтр и на выходе из него. Разность напоров до и после фильтрующего слоя называется потерями напора в фильтрующем слое. Потери напора в на­чальный момент работы фильтра называются начальными и равны потерям напора при фильтровании чистой, без взвешенных веществ воды через неза­грязнённый фильтрующий слой. Начальные потери напора зависят от скорости фильтрования воды, её вязкости, размера и формы пор фильтрующего слоя, его толщины (высоты).

Фильтр постепенно загрязняется задерживаемыми из воды взвешенны­ми веществами, потери напора при этом возрастают до величины, характери­зующей сопротивление предельно загрязнённого фильтрующего слоя. В этом случае имеют место предельные потери напора. Тогда фильтр очищают (регенерируют). Наиболее часто это осуществляется промывкой водой (обратной). После промывки фильтр снова включают в работу.

Период работы фильтра между промывками называют продолжитель­ностью фильтроцикла.

Наиболее распространёнными являются скорые фильтры, которые мо­гут использоваться для задержания как взвешенных (при осветлении воды), так и растворённых веществ (при обезжелезивании подземных вод).

В первом случае в качестве фильтрующей загрузки следует применять зернистые материалы с размером зёрен 0,5...2,0 мм (кварцевый песок, дроб­лёный керамзит, антрацит), во втором - крупнозернистые материалы (недроблёный керамзит, колотый гранитный щебень) с размером фракций до 5...10 мм.

Фильтры рассчитываются на работу при нормальном и форсированном (один или более фильтров в работе) режимах. Тип фильтра (вид нагрузки, крупность зёрен и высота слоя) и соответствующая скорость фильтрования при нормальном режиме принимаются по таблице 21 [1] в зависимости от вы­бранной схемы очистки воды.

 

Фильтры рассчитываются на работу при нормальном и форсированном режимах. Общая площадь фильтрования F, м2, составляет

F = Q (82)

T * Vн – 3,6 * n * ω * t1 – n * t2 * Vн

где Q – расчетная производительность станции, м3/сут;

T – продолжительность работы станции в течение суток, ч;

Vн – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;

n – число промывок каждого фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации (принимается 2 – 3);

ω – интенсивность промывки фильтра, л/с * м2;

t1 – продолжительность промывки, ч;

t2 – время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемой при водяной промывке 0,33 ч.

Ориентировочно число фильтров, шт, можно вычислить по формуле:

N = ½ * √F (83)

Площадь одного фильтра, м2, составит:

F1 = F/N (84)

Площадь фильтра уточняется в соответствии с размерами типовых ячеек: 5*12; 6*6; 5*6; 1,7*2.

Скорость фильтрования при форсированном режиме Vф, м/ч, составляет

Vф = Vн * N (85)

N – N1

где N1 – количество фильтров, находящихся в ремонте. (обычно 1 шт).

Скорость фильтрования при форсированном режиме не должна превышать допустимого значения.

Дренажная система фильтра состоит из коллектора и боковых ответвлений, расположенных по обеим сторонам коллектора. Диаметр коллектора рассчитывается по промывному расходу, л/с,

qпром = ω * F1 (86)

Скорость движения промывной воды должна находится в пределах 0,8 – 1,2 м/с.

Число ответвлений дренажа, при расстоянии между ними 250 – 300 мм, составит

nотв = 1 * В1 (87)

2 * 0,3

Расход воды в ответвлениях, л/с, составит:

 

qIпром = qпром / nотв (88)

 

Скорость движения воды в ответвлениях 1,6 – 2 м/с. На ответвления предусматриваются отверстия d = 10 – 12 мм.

Суммарная площадь отверстий на всех ответвлениях принимается равной 0,25% от площади фильтра.

Отверстия располагаются в два ряда в нижней части ответвлений в шахматном порядке.

Дренажную систему фильтра располагают в поддерживающих слоях.

Общая толщина поддерживающего слоя принимается по табл.22[1].

Слой воды над толщей фильтрующей загрузки должен бать не менее 2 м, конструктивное решение стен фильтра над уровнем воду должно бать не менее 0,5 м.

Полная высота фильтра, м, составит

 

Нф = Нпод + Нз + Нв + hк (89)

 

Для сбора и отведения промывной воды принимаются желоба пятиугольного или полукруглого сечения.

Расстояние между желобами должно бать не более 2,2 м.

Расход воды в желобе, л/с, составит

qж = qпром / nж (90)

 

Ширина желоба, м, определяется по формуле

 

В = К * 5√[q2ж / (1,57 + а)3] (91)

 

где а – отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его высоты, принимается 1-1,5;

К – коэффициент, принимаемый равным для пятиугольных желобов 2,1, а для полукруглых - 2.

Высота кромки желоба над фильтрующей загрузкой, м, составит

hж = H * L + 0,3 (92)

где H – высота фильтрующего слоя, м;

L – относительное расширение фильтрующей загрузки табл. 23 [1], %.

Верх желобов принимается горизонтальным, а дно с уклоном в сторону сборного кармана, т.к. в карман поступает вода со всех желобов, т.е. со всего фильтра, то расход воды в кармане равен промывному расходу.

Расстояние от дна желоба до дна сборного канала, необходимое для исключения подпора воды в нем, м, определяется по формуле

Нк = 1,73 * 3√[q2к / (g * А2)] + 0,2 (93)

 

где qк – расход воды в канале, м3/с;

А – ширина канала, м.

Промывка фильтра осуществляется с помощью специальных промывных насосов. Вода для промывки забирается из РЧВ. Для удаления воздуха из дренажной системы предусматривается воздушник в виде трубы d = 100 мм. Опорожнение фильтра осуществляется с помощью трубы d = 150 мм, присоединяемой к трубопроводу промывной воды. Для оборота промывных вод предусматривается резервуар - усреднитель, который рассчитывается на хранение объема воды от двух промывок. Рядом с резервуаром -усреднителем устраивается оборотная насосная станция, которая перекачивает воду в начало очистных сооружений. Осадок, выпавший в резервуарах, периодически откачивается на шламовые площадки.

 

 

Приложение 1

показатель Номер бригады
                   
Концентрация взвешенных веществ, мг/л   Цветность, град.   Запах, вкус и привкус, баллов.   Содержание железа, мг/л   Колииндекс   Производительность, тыс.м3/сут           0,3                 0,4               0,5               0,6               0,7               0,4               0,6               0,7               0,4               0,6      

 

 

 

Аннотация

Данное методическое пособие предназначено для учащихся средних специальных учебных заведений по специальности 2-70.04.03«Водоснабжение, водоотведение, охрана водных ресурсов» при выполнении практических работ по темам: «Сооружения для забора подземных вод», «Сооружения для забора поверхностных вод», «Смешение реагентов с водой», «Отстаивание воды», «Осветление в слое взвешенного осадка», «Обработка воды фильтрованием», «Проектирование станций водоподготовки», а так же курсового проекта на тему: «Водоснабжение населенного пункта (Водопроводные очистные сооружения)». Основной задачей выполнения практических работ и курсового проекта является закрепление на практике теоретических основ рационального проектирования водопроводных очистных сооружений.

 

 

Задание на выполнение

 

 

Задание на выполнение практических работ и курсового проекта приводится в приложении 1.

Курсовой проект выполняется на основании данных, полученных при разработке курсового проекта «Водопроводная сеть города», а так же на основании конкретного вида и качества воды источника водоснабжения.

Для конкретных условий необходимо запроектировать водозаборные сооружения, выполнить расчет насосных станций первого и второго подъема, выполнить подбор и расчет водопроводных очистных сооружений, решить генплан очистной станции. При этом необходимо разработать следующие разделы:

1. Характеристика объекта и проектируемой системы водоснабжения

2. Выбор и расчет водозаборных сооружений

3. Расчет насосной станции первого подъема

4. Выбор и расчет сооружений водоподготовки

5. Построение высотной схемы сооружений

6. Решение генплана очистной станции

7. Охрана окружающей среды

8. Техника безопасности при эксплуатации сооружений обеззараживания

Графическая часть-1 лист: Генплан очистной станции М1:250. Высотная схема сооружений.

 

 

Перечень практических работ:

Тема работы Цель работы Количество часов Ход работы Оборудование
  Определение притока воды к водозаборным скважинам. Выбор типа и расчет фильтров для водозаборных скважин Определить приток воды к водозаборным скважинам. Выбрать тип и выполнить расчет фильтров для водозаборных скважин   Пункт 1 калькуляторы
  Определение размеров водоприемных окон и сеточных отверстий водозаборных сооружений. Расчет самотечных линий Определить размеры водоприемных окон и сеточных отверстий водозаборных сооружений. Выполнить расчет самотечных линий   Пункт 2 калькуляторы
  Определение полной производительности водоочистного комплекса. Определение доз и последовательности введения в обрабатываемую воду реагентов. Определить полную производительность водоочистного комплекса. Определить дозы и последовательность введения в обрабатываемую воду реагентов   Пункт 3.3.1-3.3.2 калькуляторы
  Расчет гидравлического смесителя Рассчитать гидравлический смеситель   Пункт 3.3.3 калькуляторы
  Расчет камер хлопьеобразования гидравлического типа Рассчитать камеру хлопьеобразования гидравлического типа   Пункт 3.3.7 калькуляторы
  Расчет горизонтального отстойника Рассчитать горизонтальный отстойник   Пункт 3.3.6 калькуляторы
  Расчет осветлителя со слоем взвешенного осадка Рассчитать осветлитель со слоем взвешенного осадка   Пункт 3.3.5 калькуляторы  
  Расчет скорого фильтра Рассчитать скорый фильтр   Пункт 3.3.8 калькуляторы миллиметровка
  Изучение действующей водоочистной станции Изучить действующую водоочистную станцию   Пункт 3.4. Оборудование УП «минскводоканал»

 

Определение притока воды к водозаборным скважинам. Выбор типа и расчет фильтров для водозаборных скважин

 

 

Скважинный водозабор принимается для получения большого объема воды при относительно глубоком (более 15 м) залегании водоносного пласта и при его мощности не менее 5-10 м.

Для откачки из подземных вод принимается обычно групповой водозабор, состоящий из нескольких скважин.

Скважины в групповом водозаборе могут работать как взаимодействующие (при расстоянии между скважинами меньше удвоенного радиуса влияния) и как невзаимодействующие (при расстоянии между скважинами не менее удвоенного радиуса влияния). Невзаимодействующие рассматриваются как одиночные скважины. Дебиты взаимодействующих скважин меньше, чем невзаимодействующих. Чтобы получить тот же дебит необходимо принимать уровень понижения воды больше, чем в невзаимодействующих.

На практике предпочтение отдают взаимодействующим скважинам, так как при этом сокращается длина водоводов, линий энергоснабжения, связи и т. д., что приводит к снижению стоимости строительства водозабора в целом.

Расстояние между скважинами назначается на основании ТЭР.

Для неограниченных пластов проводимостью 300-600 м2/с принимается 150-300м соответственно. Меньшие значения принимаются для скважин с расчетным дебитом около 1000м3/сут (40 м3/ч), большие значения принимаются для скважин с расчетным дебитом около 5000 м3/сут (200м3/ч).

Для полуограниченных и пластах-полосах расстояние между скважинами принимается 50-100 м.

Понижение уровня воды в скважинах принимается предельно допустимым. Для напорных и безнапорных пластов должно быть равно соответственно

 

 

где - отметки статического уровня воды и нижней поверхности верхнего водоупора напорного пласта;

М - мощность безнапорного водоносного пласта.

 

Схема расположения водозаборных скважин принимается в зависимости от типа пласта и ТЭР.

· В полуограниченных пластах принимают линейное расположение скважин вдоль уреза воды. Минимальное расстояние от уреза воды для скважин хоз-питьевого назначения принимается 50 м.;

· В пласте-полосе (междуречье) скважины располагают в линейный ряд, вдоль уреза одного из поверхностных источников. Минимальное расстояние от уреза воды для скважин хоз-питьевого назначения принимается 50 м;

· В неограниченных пластах принимается кольцевая схема расположения скважин, так как при этом обеспечивается их минимальное фильтрационное сопротивление.

Определение параметров скважинных водозаборов производится в следующей последовательности:

1. назначают предположительную производительность скважины;

2. определяют требуемое число скважин в водозаборе;

3. производят выбор типа фильтра и определяют его параметры;

4. выбирают оптимальную схему водозабора;

5. определяют расчетный дебит водозабора;

6. при совпадении с ранее намеченным дебитом расчет заканчивают;

7. при несовпадении расчетный дебит принимают за исходный и расчет повторяют до совпадения дебитов.

 

 

Скважины используются, как правило, взаимодействующие и несовершенные.

Дебит при напорном пласте определяется по формуле:

 

 

Дебит при безнапорном пласте определяется по формуле:

 

 

где К - коэффициент фильтрации водоносных пород пласта(м/с, м/ч, м/сут) в зависимости от принятой размерности дебита;

М, Но- мощность напорного и безнапорного пласта соответственно, м;

S – понижение уровня воды в скважине, м;

Ф – безразмерное фильтрационное сопротивление пласта для рассматриваемой скважины;

- дополнительные сопротивления скважины, обусловленные ее несовешенством по степени вскрытия пласта.

 

Безразмерное фильтрационное сопротивление пласта Ф определяется в зависимости от типа пласта, диаметра фильтра скважин и схемы расположения скважин.

 

 

Для одиночной скважины, расположенной в неограниченном пласте

 

Ф =

 

Для линейного расположения скважин в неограниченном пласте:

 

Ф =

Для линейного расположения скважин в полуограниченном пласте:

 

Ф =

 

 

Для линейного расположения скважин в пласте- полосе:

 

 

Ф =

 

 

Для кольцевого расположения скважин в неограниченном пласте:

 

 

Ф =

 

 

Для кольцевого расположения скважин в ограниченном пласте:

 

 

Ф =

 

 

где

- радиус влияния скважины, м;

- радиус водоприемной поверхности фильтра скважины, м, с учетом всех слоев обсыпки;

- принятое расстояние между скважинами, м;

- радиус кольцевой системы скважин, м;

- число скважин в кольцевой системе скважин;

- расчетное удаление ряда скважин от уреза воды с учетом несовершенства берегового водоисточника, м;

- тоже относительно уреза первого и второго источников, м;

 

 

- средняя площадь пласта у берегов рассматриваемых источников.

 

Радиус влияния скважин зависит от особенностей используемого пласта и условий эксплуатации скважин. При отсутствии данных радиус влияния принимают по характеристики водовмещающих пород:

- песок мелкий(0,1-0,25 мм) - 50-100м

- песок среднезернистый(0,25-0,5мм) – 100-300м;

- песок крупнозернистый(0,5-1 мм) - 300-400м;

- песок гравелистый(1-2 мм) – 400-500м

- гравий мелкий(2-3мм) – 500-600м;

- гравий средний(3-5мм) – 600-1500м;

- гравий крупный(5-10мм) – 1500-3000м.

Число скважин в водозаборе должно быть не менее

 

где - требуемая производительность водозабора;

- расчетная производительность скважины.

 

Типы и конструкция фильтров водозаборных скважин принимаются согласно СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»

Таблица1 - выбор типа фильтра

Породы водоносных пластов Типы и конструкции фильтров.
1. скальные и полускальные неустойчивые породы, щебенистые и галечниковые отложения с преобладающим размером частиц 20-100 мм (более 50% по массе). 2. гравий, гравелистый песок с преобладающим размером частиц 2-5 мм (более 50% по массе).   3. пески крупные с преобладающим размером частиц 1-2 мм (более 50% по массе). 4. пески среднезернистые с преобладающим размером частиц 0,25-0,5 мм (более 50% по массе).   5. пески мелкозернистые с преобладающим размером частиц 0,1-0,25 мм (более 50% по массе).   1. фильтры-каркасы стержневые, трубчатые с круглой и щелевой перфорацией, штампованные из стального листа толщиной 4 мм с антикоррозионным покрытием, спирально- стержневые. 2. фильтры стержневые и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки или штампованного листа из нержавеющей стали. Фильтры штампованные из стального листа толщиной 4 мм с антикоррозионным покрытием, спирально- стержневые. 3. то же     4. фильтры стержневые и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, сеток квадратного плетения, штампованного листа из нержавеющей стали с песчано-гравийной обсыпкой, спирально- стержневые. 5. фильтры стержневые и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, сеток галунного плетения, штампованного листа из нержавеющей стали с однослойной или двухслойной песчано-гравийной обсыпкой, спирально- стержневые.

 

Размеры отверстий фильтров без устройства гравийной обсыпки принимаются по таблице 2.

 

Таблица 2- Размеры отверстий фильтра

Тип фильтра Размеры отверстий фильтра
В однородных грунтах Кн<2 В неоднородных грунтах Кн>2
С круглой перфорацией Сетчатый Со щелевой перфорацией Проволочный (2,5-3)d50 (1,5-2)d50 (1,25-1)d50 1,25d50 (3-4)d50 (2-2,5)d50 (1,5-2)d50 1,5d50

Примечание: 1. В таблице 2 Кн= d60/ d10; d60, d50,d10– размеры частиц, меньше которых в породе водоносного пласта содержится соответственно 10, 50 и 60% (определяется по графику гранулометрического состава).

2. Меньшие значения коэффициентов при d50 относятся к мелкозернистым породам, большие - к крупнозернистым.

 

Размеры отверстий фильтров при устройстве гравийной обсыпке, должны приниматься равными среднему диаметру частиц слоя обсыпки, примыкающего к стенкам фильтра.

Скважность трубчатых фильтров с круглой или щелевой перфорацией должна быть 20-25%, фильтров из проволочной обмотки или штампованного стального листа – не более 30-60%.

В качестве обсыпки фильтров надлежит применять песок, гравий и песчано-гравийные смеси.

Подбор механического состава материалов обсыпок производится по соотношению:

Д50 / d50 = 8--12

 

где Д50 – диаметр частиц, меньше которого в обсыпке содержится 50%

 

Внутренний диаметр (фильтровой колонны) высокодебитной скважины назначается из условия обеспечения возможности размещения в нем погружного насоса для откачки из скважины расчетного расхода воды. Он принимается равным

 

где - диаметр двигателя погружного насоса, который намечается

использовать для откачки воды из скважины;

 

- рабочий зазор между двигателем насоса и внутренней поверхностью фильтровой колонны, принимаемый в пределах 25 мм.

 

Такого же размера принимается и диаметр обсадной колонны высокодебитных скважин с устройством затрубной обсыпки фильтрующим материалом и цементации в верхней ее части. Наружный диаметр фильтра высокодебитной скважины (диаметр его водоприемной поверхности) принимается равным диаметру бурения скважины в пределах отметок установки фильтра. Пре бурении скважин роторным способом с обратной промывкой этот диаметр сохраняется одинаковым по всей высоте скважины. Пространство между внешним и внутренним диаметром фильтра заполняется одним или несколькими слоями песочно-гравийной обсыпки, что обуславливает высокую надежность и эффективность работы таких скважин.

Длина рабочей части фильтра принимается из условия обеспечения допустимой скорости входа в него воды доп. При выбранном наружном диаметре фильтра и производительности скважины она должна быть не менее

 

Допустимая скорость воды в фильтре определяется в зависимости от характеристики водовмещающих пород пласта. Если в этих породах размеры зерен меньше 1 мм находятся в пределах 60%, то доп принимается равной 345 м/сут или 0,004 м/с. Если же размеры зерен менее 0,5 мм находятся в пределах 40%, то доп принимается равной 86 м/сут или 0,001 м/с. Если данные о гранулометрическом составе водовмещающих пород отсутствуют, величину доп,м/сут, можно определить по величине их коэффициента фильтрации К, м/сут по формулам

для необсыпных фильтров

 

для обсыпных фильтров

 

 

где - средние диаметры частиц соответственно для пород и примыкающего к нему слоя обсыпки;

К - в м/сут.

Фильтр скважины размещается обычно в верхней части пласта с удалением его от нижней кромки верхнего водоупора на 0,5-1,0 м. В отдельных случаях он может размещаться и в середине пласта.

В конце каждого фильтра предусматривается глухая его часть длиною 2м, играющая роль отстойника для профильтровавшихся взвешенных частиц.

По величине определяют степень вскрытия фильтров пласта и величину дополнительного сопротивления скважины на ее несовершенство по степени вскрытия и характеру вскрытия пласта.

 

 

где М– фактическая мощность напорного пласта или М= – расчетная мощность безнапорного пласта.

 

Следует отметить, что в данных расчетах участвует лишь только рабочая часть фильтра безнапорных скважин. Полная длина фильтров этих скважин может быть значительно больше рабочей и простирается выше динамического уровня дополнительно на всю высоту их понижения, т.е. может быть равной:

 

 

Затопленные фильтры безнапорных скважин имеют длину и располагаются на величину ниже динамического горизонта в скважине. Величину определяют по таблицам 3 и 4 в зависимости от значения, и места расположения фильтра в пласте.

 

Таблица 3- Для фильтров, расположенных в верхней части пласта с примыканием их к верхнему водоупору напорных скважин

величина   значение коэффициента при, равном
               
0,05 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,2 1,0 0,65 0,33 0,12 0,01 6,3 5,2 2,4 1,1 0,44 0,06 17,8 12,2 4,6 2,1 0,84 0,15 21,8 7,2 3,2 1,3 0,27 27,4 8,8 3,9 1,6 0,34 35,1 10,9 4,8 0,43 75,5 40,9 12,4 5,5 2,3 0,5 84,5 46,8 14,1 6,2 2,6 0,58

 

 

Таблица 4- Для фильтров, расположенных в верхней части пласта с примыканием их к пьезометрической поверхности безнапорных скважин (возможно к нижнему водоупору)

величина     значение коэффициента при, равном
               
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 0,80 0,60 0,45 0,25 0,10 0,05 0,00 2,00 1,25 1,10 0,80 0,35 0,20 0,05 7,00 4,80 3,20 2,10 1,70 0,90 0,10 15,20 9,30 5,80 3,90 2,25 1,25 0,30 20,50 11,80 7,20 4,80 3,20 2,00 0,75 29,00 16,00 9,60 6,10 4,15 2,40 0,95 36,00 19,50 11,30 7,00 4,80 3,10 1,10 38,00 22,40 13,10 8,00 5,20 3,60 1,20

 

Величину можно определить также и по формуле:

 

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-10; просмотров: 245; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.237.178.126 (0.272 с.)