Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Курсовой проект - Гидрогеологическое обоснование и проект водозабора подземных вод. Вариант 5 - файл 1.doc


Курсовой проект - Гидрогеологическое обоснование и проект водозабора подземных вод. Вариант 5
скачать (537.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc538kb.02.12.2011 10:16скачать

содержание

1.doc






Введение.



Курсовой проект имеет своей целью закрепление полученных теоретических знаний и развитие навыков самостоятельной творческой работы и практического применения полученных знаний для решения одной из важнейших водохозяйственных задач – обеспечение водоснабжения народнохозяйственных объектов.

В соответствии с этим в курсовом проекте решаются следующие задачи:

  • определение размеров водопотребления;

  • оценка качества воды и выбор источника водоснабжения;

  • выбор метода оценки эксплуатационных запасов подземных вод;

  • анализ гидрогеологических условий объекта, их схематизация и обоснование расчетной схемы;

  • обоснование количества и схемы расположения водозаборных скважин;

  • выбор расчетного метода, расчетных формул и выполнение гидродинамических расчетов (гидрогеологическое обоснование);

  • обоснование схемы водоснабжения и гидравлический расчет водопроводной сети;

  • обоснование конструкции водозаборных скважин и их оборудования;

  • организация зон санитарной охраны проектируемого водозабора.



^

1. Исходные данные задания на проектирование.



Курсовой проект составлен на основе следующих данных технического задания на организацию системы водоснабжения жилого поселка и промышленного предприятия. Население в поселке с учетом перспективы его развития жителей. На промышленном предприятии будет работать от величины , то есть 11000 человек. На предприятии по техническим условиям эксплуатации предлагается работа в горячих цехах (с тепловыделением 20 ккал на ). В этих горячих цехах будет занято от величины , т.е. 660 человек. Работу предлагается выполнять в 3 смены (). На технологические нужды предприятия будет расходоваться . Режим подачи воды на предприятие специально не оговаривается.

Жилой поселок проектируется на расстоянии 1300 м от предприятия. В плане жилая застройка имеет вид прямоугольника с соотношением сторон 1:2. Здания в поселке будут высотой этажа. Каждое здание проектируется оборудовать внутренним водопроводом с централизованным горячим и холодным водоснабжением, а так же канализацией и ванными. Абсолютная отметка поверхности земли в районе жилого поселка и промпредприятия 107 м. В 300 м от поселка располагается местное повышение в рельефе с отметкой 110 м, на котором предполагается строительство водонапорной башни. Месторасположение проектируемого поселка удалено от участка, где разведаны запасы подземных вод на расстояние 3500 м. Абсолютная отметка поверхности земли в районе будущего водозабора — 100 м.

^

1.2 Гидрогеологические условия разведанного месторождения подземных вод


Подземные воды разведаны в краевой части артезианского бассейна и приурочены к альбским тонкозернистым пескам. В пределах разведанного участка эти отложения перекрыты водоупорными глинисто-карбонатными отложениями верхнего мела мощностью 150 м. В подошве альбских песков залегают аптские глины. На расстоянии L= 3500 м от разведанного участка прослежены выходы альбских песков шириной b= 250 м. Здесь в песках развиты грунтовые воды с водоотдачей =0,05. В области погружения водоносные пески характеризуются коэффициентом водопроводимости Т = 100 м/сут и пьезопроводностью а = 410 6 м/сут. Статический пьезометрический уровень располагается на Н = 40 м выше поверхности земли. Питание подземных вод в области выхода песков на дневную поверхность практически отсутствует. Естественная пьезометрическая поверхность имеет уклон J =10 –3 .

При прогнозе водозабора на расчетный срок 25 лет (суток) необходимо учитывать восполнение запасов грунтового водоносного горизонта за счет сработки упругих и емкостных запасов пласта.

Качество подземных вод в альбских среднезернистых песках изучено по достаточному количеству химических анализов проб, отобранных из разведочных скважин. Показатели качества воды сведены в таблицу №1


^

2.1 Определение размеров водопотребления



Учитываем основные категории водопотребления.

1. Расход воды для хозяйственно-питьевых нужд в поселке определяем исходя из числа его жителей по формуле:

,

где - коэффициент перевода литров в ; - коэффициент, учитывающий расход воды на местные нужды и неучтенные расходы (обычно ); - среднесуточная норма водопотребления на 1 человека в , определяемая по СНиПу, в зависимости от степени благоустройства и природно-климатических условий района проектируемого водоснабжения. В нашем случае норма водопотребления на 1 жителя определена по таблице 3 СНиПа равной 350 .

Тогда, с учетом нужд местной промышленности и неучтенных расходов воды, получим:



2. Суммарный расход воды на благоустройство территории при отсутствии данных о площадях зеленых насаждений и проездов определим по формуле:

,

где - норма расхода на поливы, исчисляемой на одного жителя. Определяется по СНиПу табл. 6, приложение 1. -

Тогда получаем:



3. Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия определяем исходя из численности работающих в холодных и горячих цехах и соответствующих им норм расхода воды на 1 работника в смену и (таб. 7 СНиПа) по формуле:

,

где и - соответственно количество душевых сеток и норма расхода воды на 1 душевую сетку (определяются по СНиПу в зависимости от характера производственного процесса);

- количество смен.

Здесь нормы водопотребления определяются таб. 7 СНиПа, так что и .

Расход воды на 1 душевую сетку нормируется СНиПом п.3.8, получаем:



Обычно принимают:

,

где - количество человек на 1 душевую сетку (в зависимости от санитарных условий производственного процесса по табл. 8 СНиПа, принимаем ). В горячих цехах производственный процесс вызывает загрязнение рук и одежды. Тогда



Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия будет равен:



4. Расход воды на производственные нужды предприятия задан техническим заданием на организацию водоснабжения и составляет величину равную

5. Расход воды для целей наружного пожаротушения (пожарный запас воды) определяется исходя из расчетного количества одновременных пожаров , их расчетной продолжительности , нормы расхода воды на пожаротушение и максимального времени восстановления пожарного запаса по формуле:

,

где исходные для расчетов данные , , , определяются по СНиПу (таб.10, пп 3.19, 3.26), в зависимости от количества жителей в поселке и этажности зданий.

В нашем случае , , , .

Получаем:



6. Общие размеры водопотребления (или суммарная производительность будущего водозабора) определим как сумму расходов по всем видам водопотребления, по формуле:



Эта величина должна быть обеспеченна суммарным дебитом проектного водозабора. Эту же величину определим в размерности :

.

^

2.2 Оценка качества воды



Водоснабжение поселка будет организованно за счет использования подземных вод содержащихся в напорном водоносном горизонте, приуроченном к альбским тонкозернистым пескам. Подземные воды характеризуются высоким качеством физических свойств (отсутствие мутности, цвета, запаха) и благоприятными бактериологическими показателями. Данные о химическом составе подземных вод в пределах изученного месторождения, а также предельно- допустимые концентрации (ПДК) компонентов в соответствие с требованиями ГОСТ-2874-82 «Вода питьевая», «Гигиенические требования и контроль за качеством» представлены в таблице № 1.

^ ХАРАКТЕРИСТИКА КАЧЕСТВА ВОДЫ.

таблица№1


ПОКАЗАТЕЛИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА

СОДЕРЖАНИЕ В ВОДЕ (мг/ л)

ПДК

Сухой остаток (г/ л)

0,8

1000

Хлориды Cl (г/ л)

0,1

350

Сульфаты SO4 (г/ л)

0,3

500

Железо Fе (мг/ л)

0,3

0,3

Фтор F (мг/ л)

1,2

0,7-1,5

Мышьяк Аs (мг/ л)

0,005

0,05

Свинец Рb (мг/ л)

0,005

0,03

Нитраты NО3 (мг/ л)

8

45

Цинк Zn (мг/ л)

2

5

Стронций Sr (мг/ л)

2,5

7

ОМЧ (в 1 см3)

90

100

КOLI-индекс

3

3

рН

7,3

6-9

Общая жесткость (мг-экв/ л)

10

7


Анализ данных, характеризующих качество подземных вод позволяет сделать вывод о завышении общей жесткости. В этом случае требуется смягчение воды, но так как всего один из параметров не отвечает качеству воды по ГОСТу, то в виде исключения, согласно пункту 6.274 СНиПа этим показателем можно пренебречь, и не проектировать методов смягчения воды.

^

2. 4. Анализ природных условий, их схематизация и обоснование расчетной гидрогеологической схемы


Подземные воды разведаны в краевой части артезианского бассейна и приурочены к альбским тонкозернистым пескам, с непроницаемыми границами и содержат грунтовые воды.

Гидрогеологические условия разведанного месторождения можно охарактеризовать как достаточно простые, что позволяет использовать для оценки запасов гидродинамический метод, который в свою очередь, требует схематизации гидрогеологических условий и их представление в виде типовой расчетной схемы.

Схематизация гидрогеологических условий – это обоснованное упрощение с целью построения расчетной схемы, применительно к выбранному методу решения задачи. Упрощение выполняется последовательным анализом гидродинамических особенностей потока с использованием критериев, позволяющих качественно и количественно оценить допустимость предполагаемого упрощения.

^ Гидравлическое состояние пласта. Пласт напорный, статический пьезометрический уровень располагается на Н= 40 м выше поверхности земли. Общий напор Н изб = 190 м над кровлей пласта.

^ Граничные условия. Рассмотрим границы в плане.

Боковая граница (область питания) – открытая. Условно примем ее непроницаемой, т.к. W = 0. В сторону центральной части артезианского бассейна граница удалена на значительное расстояние.

Т.о. по границе в плане расчеты можно вести по методу Бочевера либо принять жесткую схему (полуограниченный пласт), что мы и сделаем.

В разрезе границы представлены непроницаемыми породами. Нижняя граница сложена аптскими глинами. Верхняя граница – водоупорные глинисто- карбонатные отложения верхнего мела. На обеих границах принимаем граничные условия второго рода, т.е. Q=const=0.

^ Уклон водоупорного ложа. Данных об уклоне водоупора нет, поэтому примем его горизонтальным.

Тип водообмена. Т.к. границы в разрезе непроницаемые, нет данных об инфильтрационном питании или перетекании, и имеется уклон естественной пьезометрической поверхности J =10 –3, то будет иметь место горизонтальный водообмен.

^ Строение фильтрационной среды. Данных о фациальной изменчивости водовмещающих пород нет, следовательно, можем считать пласт условно-однородным. Т.к. среда условно однородная, то заданные значения принимаем за средние:  = 0,1, а =5105 м/сут, Т =200 м2/сут.

^ Режим фильтрации. При работе водозабора, в условиях полуограниченного пласта, будет иметь место планово- радиальная фильтрация.

Форма границ потока. Единственная граница  это выход обводненных песков на поверхность, примем ее горизонтальной.

Источниками формирования эксплутационных запасов будут естественные и упругие запасы пласта, а также естественные ресурсы и емкостные (гравитационные) запасы.

^ Структура потока. В естественных условиях будет плоско – параллельная, а при работе водозабора в условиях полуограниченного пласта, будет иметь место планово – радиальная фильтрация.
^

2.5. Обоснование количества и схемы расположения водозаборных скважин.



Наиболее оптимальной схемой расположения водозаборного ряда в рассматриваемых гидрогеологических условиях, является линейный ряд, расположенный параллельно области выхода водоносных пород на поверхность. При этом определяется расчетная водозахватная способность водозаборных скважин Qс. Последняя, в свою очередь, расчитывается, исходя из допустимой входной скорости воды в фильтр и площади рабочей части фильтра F 

Vвх = 65=65 = 70,9м/сут

F =2r0 lф = 23,140,130 = 18,8 м2,

Т.к. мощность водоносного пласта большая (154 м), то длину фильтра примем равную 30 м, радиус скважины в таких расчетах принимается равным 0,1 м.

Тогда дебит одной скважины c учетом коэффициента запаса равен:



Расcчитаем количество скважин, обеспечивающих расчитанную потребность в воде по формуле:



т.е. принимаем количество скважин, равное 13.

Уточненный дебит одной скважины

С требованиями СНиПа (п. 5.41) предусматривается одна резервная скважина.

^

2.6. Выбор метода расчета и расчетных формул. Обоснование вариантов для расчета.


Прогноз работы водозабора из подземных вод будем осуществлять методом обобщенных систем скважин. Метод заключается в том, что большое число взаимодействующих скважин (больше трех) заменяется “обобщенной системой”. Понижение уровня подземных вод, вызванное действием обобщенной системы, меньше понижения уровня в самих скважинах, поскольку при этом исключается из рассмотрения зона наибольшей деформации потока вблизи скважины. Поэтому полное понижение Sj выражается суммой:

,

где Swj – понижение уровня в районе j-ой скважины, обусловленное действием обобщенной системы;Sj –дополнительное понижение уровня в самой j-ой скважине.

Величина Sj определяется дебитом скважины, расстоянием между скважинами, конструкцией фильтра скважины и его несовершенством. Для линейного ряда скважин:

,

где – половина расстояния между скважинами; r0, нс – радиус фильтра и показатель несовершенства скважины по степени вскрытия пласта.

Величина Swj определяется суммарным водоотбором Qсум, внешними граничными условиями пласта, схемой расположения водозаборных скважин. Определение Swj выполняется по формулам для понижения в одиночной скважине,
Qj – дебит скважины; Т—коэффициент водопроводимости;  -- половина расстояния между скважинами; нс – поправка на несовершенство скважины, определяемая по специальным графикам и таблицам в зависимости от l0/m и m/r0 (l0—длина фильтра, m – мощность водоносного горизонта, r0 – радиус скважины, равный 0,1 м).

Для установления оптимальной (по гидродинамическим показателям) схемы расположения скважин требуется выполнять повариантные расчеты, варьируя размерами водозабора.

^

2.7. Гидродинамические расчеты по прогнозу условий работы проектируемого водозабора.


Определим оптимальное минимальное расстояние между скважинами, при котором понижение в пласте от действия водозабора к концу расчетного периода его работы не превысит допустимого понижения

Тогда в нашем случае при допустимом понижении Sдопизб= m+Н= 150+40=190 м, и с учетом размещения насоса принимаем длину фильтра lф = 30м. Радиус фильтра r0 = 0,1м.

При оптимизации схемы водозабора определяются варианты с расстоянием между скважинами равными 25 м, 50 м и 100 м.
1) 2  =25 м, тогда Sо.с. будет равно

м

rос = 0,2*125 =25 м, при lряда = 300 м



Sр = 53,5+2,35=55,9=56 м
2) 2  = 50 м

rос = 0,2*600 = 120 м, lряда = 600 м




Sр = 38,2+3,28=41,5 м
3) 2  = 100 м

rос = 0,2*1200 = 240 м, lряда = 1200 м





Sр = 31,4+3,8=35,2 м

Из выполненных расчетов видно, что все варианты не выходят за пределы Ндоп , поэтому наиболее компактным расположением скважин является ряд скважин с расстоянием 2  =25 м, т.к. при этом варианте достигается минимальная длина водозаборного ряда равная 300 м и понижение не превышает допустимое.

Зависимость понижений в пласте при действии водозабора от расстояния между водозаборными скважинами показана на рисунке 2.


. Рис. 2. График зависимости понижения S,м от расстояния между скважинами 2м.

^

Баланс составляющих эксплуатационных запасов.


Под эксплуатационными запасами понимают то количество подземных вод, которое может быть получено рациональными в технико-экономическом отношении водозаборными сооружениями при заданном режиме эксплуатации и при качестве воды, удовлетворяющем требованиям их целевого назначения в течение всего расчетного срока водопотребления.

Структуру эксплуатационных запасов подземных вод по источникам их формирования во времени отражает гидрограф эксплуатационных запасов.

В данном случае, когда водозабор проектируется в условиях грунтового потока при отсутствии инфильтрационного и других видов питания, эксплуатационные запасы будут обеспечиваться за счет сработки гравитационных и емкостных запасов. Гидрограф их приведен на рисунке 3.
Qсум, м3/сут

12261,7 м3/сут


Qгравит+Qемкостн






10000сут t,сут

Рис. 3. Гидрограф эксплуатационных запасов подземных вод.
^




2.8 Выбор схемы водоснабжения объектов.




Рассматриваемая система водоснабжения предназначена для поселка с числом жителей N = 20 тыс. чел. и по этому признаку относится ко II категории надежности подачи воды (СНиП, п.1.3, табл.1). В системах этой категории допускается снижение подачи воды не более 30% в течение до 1 месяца или перерыв в подаче воды в течение до 5 часов. Для обеспечения этих требований и в соответствии с п. 8.5 СНиПа необходимо запроектировать кольцевой тип водопроводной сети в пределах поселка. Конфигурация водовода внутри поселка повторяет контуры жилого массива, имеющего вид прямоугольника с соотношением сторон 1:2 (согласно техническому заданию на проектирование). Размеры водовода внутри поселка определяются исходя из оценки площади, которую он должен охватывать. Эта площадь F расчитывается в зависимости от численности населения в поселке N, нормы жилого массива на одного жителя f = 25 м2 и этажности зданий в поселке Э по формуле: .

Обозначив сторону через a, запишем его площадь как F=a2, откуда получим

Длинная сторона прямоугольника равна .

Расстояния между водозабором, башней, поселком и промышленным предприятием определены техническим заданием на проектирование. Для подачи воды на предприятие проектируется тупиковая водопроводная сеть, в пределах поселка – кольцевая, в целом проектируется комбинированная водопроводная сеть.

Учитывая, что предполагается улучшение качества подземной воды перед подачей ее потребителям, необходимо в схеме водопровода предусмотреть сооружения по обработке воды. Эти сооружения расположим непосредственно перед водонапорной башней. После обработки воды для подачи ее в бак водонапорной башни проектируем насосную станцию II подъема. Ее производительность равна среднесуточной потребности в воде, величина напора должна обеспечивать подъем воды в бак башни и его наполнение.

Схема водопровода представлена на рис.5.

Разбиваем водопроводную сеть на участки, характеризующиеся одинаковыми режимами работы. Такими участками будут являться водозабор – башня (1 - 2), башня – поселок (2 - 3), поселок – предприятие(5 - 7) . Внутри поселка можно выделить дополнительно участки с одинаковыми режимами работы (3 – 4; 4 – 5; 5 – 6; 6 - 3).
^

2.9 Гидравлический расчет водопроводной сети.


Гидравлический расчет водопроводной сети выполняется с учетом неравномерности водопотребления, т. е. для самых неблагоприятных условий ее работы. Такие условия возникают в часы и сутки максимального водопотребления с учетом того, что в это же время осуществляется тушение расчетного количества пожаров. При этом в самой неблагоприятной точке сети (самой далекой или самой высокой) должен обеспечиваться необходимый для нормальной работы сети свободный напор Hсв, величина которого определяется по формуле: .

1. Определение максимального водопотребления.

Максимальные размеры водопотребления, необходимые для расчета сети определяем по всем рассмотренным категориям с учетом коэффициентов суточной и часовой неравномерности водопотребления. При этом не учитываем расход воды на прием душа, поливы территории промпредприятия и поселка, мойку оборудования и другие нужды предприятия, что является допустимым.

Учитываем основные категории водопотребления.

  1. Хозяйственно-питьевые нужды в районе жилой застройки определим по формуле:

,

где , - коэффициенты суточной и часовой неравномерности водопотребления, определяемые по СНиПу в зависимости от характеров объектов водопотребления (п.3.3). Для рассматриваемого случая данные коэффициенты равны , (при и ).

Окончательно получаем:



2. Использование воды на благоустройство территории согласно п.3.4 и таб.5 СНиПа в период максимального водопотребления не допускается. Поэтому .

  1. Хозяйственно-питьевые нужды на промышленном предприятии определим по формуле:

,

где , - коэффициенты часовой неравномерности водопотребления соответственно в холодных и горячих цехах (определяется по таблице 7 СНиПа), - длительность рабочих смен в цехах.

Подача воды в душевые сетки в час максимального водопотребления не предусматривается согласно табл.5 СНиПа. Подставляя расчетные значения имеем:



4. Расход воды на наружное пожаротушение при одновременном возникновении расчетного количества пожаров определяется в предположении, что загорание произойдет в час максимального водопотребления по формуле:



Тогда в рассматриваемой ситуации



5. Режим подачи воды, используемой на технологию промышленного производства в техническом задании специально не оговаривается. В данном случае принимаем расходование воды равномерным в течении всего периода работы предприятия и определяем по формуле:

,

подставляя расчетные значения получаем



6. Общая величина расхода воды в час максимального водопотребления определяется по формуле:


3.Определение расчетных расходов на участках водопроводной сети.

Для выполнения гидравлического расчета водопроводная сеть разбивается на участки аналогичные по условиям их работы, для каждого из которых определяем так называемый расчетный расход, учитывающий отдачу воды непосредственно в пределах рассматриваемого участка (путевой расход ) и транспортировку воды, предназначенной для отдачи на последующих участках. Считаем, что водоотдача происходит равномерно по всей длине водопровода.

Расчет ведем на расходы воды в час максимального водопотребления. Величину расчетного расхода определяем по общей формуле:



Очевидно, что на участках где нет потребителей (1—2, 2—3, 5—7) весь расчетный расход будет транзитным. На участках водопроводной сети, где происходит потребление воды, расчетный расход определяется как сумма по общей формуле.





На участке 3—4 происходит потребление воды для хозяйственно-питьевых нужд поселка. Расход воды, идущий на потребление в пределах расчетного участка, выступает как путевой расход . Весь расход воды на нужды промышленного предприятия проходит через водоводы в поселке транзитом. Транзитным следует считать расход воды для пожаротушения, так как наиболее неблагоприятной при возникновении пожара является самая удаленная точка в поселке, в которую воду необходимо транспортировать через весь поселок. Кроме того транзитным для расчетного участка в пределах поселка является также расход воды, который будет использован на участке следующим за расчетным.

Магистральный водовод в пределах поселка запроектирован кольцевым. При нарушении водовода на одном участке обеспечение водой должно оставаться не ниже 70% максимальной часовой потребности (п. 1.3,табл.1 СНиПа). Поэтому при определении расчетных расходов на участках сети необходимо выполнить два расчета: 1) на полную нагрузку сети при работе всех участков и 2) на 0,7 от полной нагрузки при условии возникновения аварийной ситуации в наиболее неблагоприятном участке. Наиболее неблагоприятным с точки зрения аварийной ситуации в рассматриваемой кольцевой сети является участок 3—6 (или 3—4). При нарушении водовода на этом участке водовод между точками 3—4—5 оказывается наиболее нагруженным транзитным расходом для подачи его в район участков 3—6.

Расчетный расход при нормальной работе сети на участке 3—4 будет рассчитываться по формуле:



Величина потребления на предприятие и на пожаротушение берется с коэффициентом 0,5, так как транспортировка осуществляется по двум водоводам 3—4—5 и 3—6—5 . Здесь и величина потребления воды для хозяйственно-питьевых нужд на участках 3—4 и 4—5. Учитывая, что вода в поселке для хозяйственно-питьевых нужд в поселке используется равномерно в пределах всей его территории, считаем, что величина потребления на разных участках пропорциональна длине этих участков. Тогда







Расчетный расход в аварийной ситуации рассчитаем как

Подставляя все расчетные значения получаем:



Учитывая, что расход в аварийной ситуации больше, чем расход при нормальной работе сети, окончательно принимаем .

В дальнейшем определяем расчетные расходы только в аварийной ситуации.










  1. Выбор диаметров труб и расчет потерь напора на выбранных участках.

Подбор диаметров водопроводных труб в зависимости от расчетных расходов на выделенных участках сети производим используя таблицы Шевелева, обобщающие результаты специальных исследований и расчетов потерь напора в трубах различных диаметров. При подборе диаметра труб по известной величине расчетного расхода ориентируемся на обеспечение движения воды в трубах со средней экономичной скоростью , отвечающей минимальному значению суммарных затрат на строительство водоводов и подачу по ним воды (в нашем случае, при диаметре труб до 400 мм ). В таблицах так же указанны потери напора на 100 м длины водовода.

Результаты выполненного подбора диаметров и расчета потерь напора сведены в таблице №2. Для участка 2—3 расчетный расход указан для одной трубы, т. е. для .
Выбор диаметров труб и расчет потерь напора.

Таблица №2.


№№ участков

Расчетный

Длина участка

Диаметр водопровода,

Экономичные скорости,

Потери напора

Полные потери напора на расчетном участке

1-2

71

71

800

800

300

300

1,0

1,0

0,554

0,554


8,8


2-3

130

130

200

200

400

400

1,04

1,04

0,433

0,433


1,7

3-4

86

86

289

289

350

350

0,89

0,89

0,373

0,373


2,14

4-5

136,5

578

400

1,1

0,488

2,82

5-6

125

289

400

1,0

0,407

1,17

6-3

80

80

578

578

350

350

0,83

0,83

0,323

0,323


3,72

5-7

64

1300

300

0,91

0,450

5,85




  1. Определение параметров отдельных элементов водопроводной сети.

1. Для компенсации несовпадения в режимах подачи и потребления воды в систему водоснабжения вводят регулирующие резервуары, в нашем случае эта роль отведена баку водонапорной башни, который должен иметь достаточную емкость. При определении емкости бака Vб водонапорной башни учитываем необходимость хранения а нем пожарного запаса воды и содержание регулировочного объема Vб (обычно принимается в размере среднечасового расхода воды с учетом обеспечения всех видов водопотребления, т.е. Vб). Таким образом

Vб

Vб

2. При известной емкости бака и его форме (принимаем цилиндрическую) легко определяем его размеры. В данном случае диаметр бака можно определить по формуле:



Подставляя расчетные значения получаем:



При этом высота столба воды в баке по конструктивным соображениям принимается в размере , т.е.



3. Гидравлический расчет водопроводной сети выполняется с учетом неравномерности водопотребления, т.е. для самых неблагоприятных условий ее работы. Такие условия возникают в часы и сутки максимального водопотребления с учетом того, что в это же время осуществляется тушение расчетного количества пожаров. При этом в самой неблагоприятной точке сети (самой далекой или высокой) должен обеспечиваться необходимый для нормальной работы свободный напор , величина которого определяется по формуле:

,

где - этажность зданий в жилом поселке, тогда



4. Напоры насосных станций и высота башни определяем исходя из функций этих узлов в системе водоснабжения. Высота водонапорной башни, основной задачей которой является подача воды потребителям в часы максимального водопотребления при обеспечении свободного напора во всех точках сети, определяется по формуле:

,

где - сумма потерь напора в трубах водопроводной сети от башни до расчетной точки, м; - разность отметок поверхности земли в расчетной точке и у башни.

Учитывая, что поселок и промышленное предприятие располагаются на одинаковых абсолютных отметках поверхности земли (+107 м) расчетная точка выбирается как самая удаленная. Такой точкой будет промышленное предприятие (точка 7).

Тогда





5. Высота напоров в насосах, устанавливаемых в скважинах (I подъем) и подающих воду непосредственно к водонапорной башне определяется по формуле:



Расход воды при работе насосов на станции I подъема в течение 23 часов в сутки равен:


6. Высота напора на насосах в насосной станции после сооружений по обработке воды (II подъем) определим по формуле:



Расход воды при работе насосов на станции II подъема в течение 23 часов в сутки (1 час – ремонт и профилактика) составляет:


^

2.10 Обоснование конструкции водозаборных скважин и их оборудования.

Выбор насосного оборудования.


Глубина динамического уровня воды в скважинах превышает 20м. Это обстоятельство предопределяет необходимость использования погружных электронасосов на станции I подъема. Требуемая высота напора насосов составляет НIп = 37,8 м, расход воды –

Этим показателям соответствует насос типа ЭЦВ-10-120-68, который способен обеспечивать расход 120 м3/час при напоре 68м. Диаметр эксплуатационной колонны, где должен находиться насос, равен 273 мм.

Насосы такого типа будут установлены во всех скважинах станции I подъема.

Для подачи воды из сооружений по ее обработке в водонапорную башню проектируется использование поверхностного электронасоса. Требуемая высота напора составляет НIп = 29 м, расход воды –

Для обеспечения водоподачи с этими параметрами на станции II подъема проектируется использование 12-ти параллельно работающих насосов типа 4К-12 со следующими характеристиками:

Подача, м3/час 65 - 120

Высота нагнетания, м вод. ст. 28 –37,7

Тип и мощность двигателя, квт 14

Диаметр входного патрубка, мм 100

Вес насоса, кг 99

Зазор на сторону, мм 25

^

Требования к конструкции водозаборной скважины.


Глубина скважины определяется необходимостью вскрытия водоносного горизонта на полную мощность, т.е. глубина скважины должна быть около 180м. Фильтр может устанавливаться впотай на сальнике. Техническая (эксплуатационная) колонна должна обеспечивать беспрепятственный спуск и подъем погружного насоса, а в процессе его эксплуатации осуществлять наблюдения за положением динамического уровня воды в скважине. Учитывая размеры насоса диаметр технической колонны принимаем равным 324мм, а диаметр фильтра – на один диаметр меньше, т. е. 273мм. Под фильтром проектируется устройство отстойника длиной 2м, примыкающего к коренным породам.

Для укрепления верхней части ствола скважины проектируется установка кондуктора на глубину 10м. Затрубные пространства кондукторов и технической колонны цементируются до устья скважины.

Глубина установки погружного насосного агрегата определяется положением динамического уровня воды в скважине. В проектируемых скважинах динамический уровень будет располагаться на глубине (Нст+ Sр), т.е. на глубине 40 + 56 = 96м. Насосный агрегат должен быть погружен на 3м под динамический уровень, т. е. реально будет находиться непосредственно над верхней частью фильтра скважины.

Конструкция водозаборной скважины и схема расположения фильтра показаны на рис.4.



10 м 
ДУ 96 м



140 м



 = 3 м


lф = 30 м

245
154 м


Рис. 4. Конструкция водозаборной скважины и схема расположения в ней насоса.

^

2.11 Расчет и обоснование зон санитарной охраны (ЗСО).



Для предотвращения загрязнения подземных вод в зоне водозабора устанавливаем ЗСО. Учитывая, что проектируемым водозабором будут эксплуатироваться напорные воды, границы ЗСО-I пояса (пояса строгого режима) устанавливаются в радиусе 30м вокруг каждой скважины. В пределах этой зоны посторонним лицам, не связанным с эксплуатацией водозабора, вход воспрещен. Здесь исключается всякая хозяйственная деятельность, несвязанная с водообеспечением, запрещается проживание людей.

ЗСО – пояс ограничений – выделяется в пределах области, где необходимо предохранить пласт от попадания в него загрязнений, причем существует опасность попадания этих загрязнений в водозаборные скважины при миграции их по пласту. Границы этой области определяются гидродинамическим и балансовым расчетом.

^ Определение зоны охраны объемным методом.

Радиус границ зоны 2 пояса охраны :



Радиус зоны захвата3 пояса :



Помимо этого желательно осуществить наблюдение за областью питания (выход обводненных пород на поверхность).

В пределах зоны ограничений запрещается всякая деятельность, которая может привести к загрязнению подземных вод. Это всякое промышленное и гражданское строительство, сооружение отстойников и хвостохранилищ, животноводческих комплексов. Существующие в пределах этой зоны жилые и хозяйственные объекты должны быть переоборудованы таким образом, чтобы исключалось попадание канализационных, сбросовых вод в грунтовые воды. На сельскохозяйственных угодьях запрещается использовать ядохимикаты, строго нормируется количество вносимых удобрений.

Рис. 5. к расчету ЗСО.
^

2.12.Перспективы организации искусственного пополнения запасов подземных вод.


Поскольку разведанное месторождение подземных вод располагается в условиях, где нет поверхностных водотоков или каких-либо других источников пополнения запасов, то

искусственное пополнение запасов подземных вод в данном случае не представляется возможным.

Заключение.





  1. Потребность в воде для проектируемых жилого поселка и промышленного предприятия составляет Qобщ = 12261,7м3/сут.

  2. В процессе эксплуатации водозабора будет происходить сработка гравитационных и емкостных запасов пласта без последующего восполнения запасов.

  3. Проектный водозабор состоит из 13 линейно расположенных скважин, вдоль области питания. Дополнительно предусмотрено сооружение одной резервной 25м. Максимальное снижение уровня в пласте к концу расчетного срока эксплуатации водозабора составит 56 м, что не превышает допустимого скважины. Длина водозаборного ряда 300м при расстоянии между скважинами понижения. Расчитанная потребность поселка и предприятия в воде обеспечена эксплуатационными запасами подземных вод данного месторождения.


4. Качество подземных вод в основном соответствует требованиям ГОСТ-2874-82. Неудовлетворительным является повышенная жесткость воды, которой в виде исключения (согласно СНиПу) можно пренебречь

5. Для обеспечения водой поселка и промышленного предприятия проектируется комбинированный тип водопроводной сети с кольцевой системой в пределах поселка и расположением магистральных водоводов по контуру жилого массива, имеющего форму прямоугольника с соотношением сторон 1:2, и тупиковой системой для подачи воды на предприятие. Свободные напоры в магистральных сетях на территории поселка и предприятия обеспечиваются водонапорной башней, высота которой 20,5м.

6. Подача воды из скважин в бак водонапорной башни осуществляется насосами I и II подъема. Насосы I подъема типа ЭЦВ-10-120-68 установлены в скважинах, 13 насосов II подъема типа 4К-12. Водозаборные скважины должны полностью вскрывать водоносный горизонт и иметь глубину 154м. Диаметр эксплуатационной колонны 324мм, фильтровой – 273мм.

7. Вокруг водозаборных скважин устанавливается пояс строгого режима с границей в виде окружности радиуса 30м. Пояс ограничений охватывает краевую часть артезианского бассейна на ширину 1592 м, включая область питания.

  1. Искусственное пополнение запасов подземных вод в данном случае не представляется возможным.


^

Список использованной литературы.





  1. Башкатов Д.Н., Сулакшин С.С. Справочник по бурению скважин на воду. М., “Недра ”, 1979.

  2. Бочевер Ф.М. Расчеты эксплуатационных запасов подземных вод. М., “Недра”, 1968.

  3. Кононов В.М., Ленченко Н.Н. Методическое руководство по курсовому проектированию по дисциплине “Водное хозяйство”. М.. 1991.

  4. Ленченко Н.Н., Лисенков А.Б., Данилов В.В. Практикум по курсам “Водное хозяйство” и “Поиски и разведка подземных вод”. М.,1990.






Скачать файл (537.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации