Проектирование и расчет водозаборной скважины (стр. 2 из 2)
6. Подбор водоподъемного оборудования
Исходя из суточной потребности в воде населенного пункта Qсут = 2357,3 м3/сут, определим часовую потребность:
Qч = Qсут/24 = 2357,3/24 = 98,22 м3/ч.
По часовой потребности подбираем марку насоса – ЭЦВ 12-160-100, который имеет технические характеристики, представленные в таблице 3.
Таблица 3 Характеристика центробежного насоса ЭЦВ 12-160-100
| Подача, м3/ч | 160 |
| Напор, м вод.ст. | 100 |
| Мощность, кВт | 65 |
| Напряжение, В | 380 |
| Ток, А | 130 |
| Скорость вращения, об/мин | 2920 |
| Наружный диаметр, мм | 281 |
| Длина насоса, мм | 925 |
| Длина электродвигателя, мм | 1155 |
Диаметр водоподъемных труб равен 114 мм.
7. Выбор конструкции оголовка
В зависимости от местных условий и типа оборудования устье скважины следует располагать в наземном павильоне или заглубленной камере.
Так как грунтовые воды не залегают близко к поверхности, то имеется возможность построить заглубленный павильон.
Для скважин, оборудованных насосом типа ЭЦВ, также предпочтительно строить заглубленный павильон, что и делаем.
Вокруг скважины откапывается яма, глубиной 2,2 метра и 2 метра шириной. Отсыпается гравиевая подушка 40 см, которая служит фильтром при весеннем повышении уровня грунтовых вод – в скважину не намывается глина. Благодаря гравиевой подушке, зимой сохраняется плюсовая температура в приямке. На гравиевую подушку ставятся два железобетонных кольца диаметром 1,5 метра, которые скрепляются цементом. Свержу монтируется железобетонная крышка. Отверстие в крышке должно находиться строго над скважиной, на случай проведения ремонтных работ со скважиной. Далее идет кирпичная кладка 40 см и чугунный люк. С внешней стороны кольца обрабатываются битумом.
Скважина оборудуется уровнемером и расходомером для периодических замеров динамического уровня и дебита.
Установка погружного насоса в скважину производиться после сооружения павильона насосной станции.
После установки насоса производиться герметизация устья скважины.
В здании насосной станции размещены: пульт управления насосом, водомерный узел, регулирующая и запорная арматура, оборудованы узлы для подачи воды.
Герметизация устья скважины осуществляется с помощью оголовка, конструкция которого принята по типовому решению серии 4.901-16 "Герметизированные оголовки трубчатых колодцев", и достигается созданием уплотнений из резиновых прокладок (схему оголовка см. в Приложении 1 рис. 2). Конструкция оголовка обеспечивает полную герметизацию, исключающую проникновение в межтрубное и затрубное пространство скважины поверхностной воды и загрязнений.
Учет объема откачиваемой воды осуществляется счетчиками холодной воды.
Трубопроводы и трубопроводная арматура, установленные в здании станции, обеспечиваю подачу воды в резервуары чистой воды.
8. Определение размеров зоны санитарной охраны
В соответствии со СНиП 2.04.02-84 и СанПиН 2.1.4.1110-12 зона санитарной охраны (ЗСО) источника водоснабжения (скважин) должна состоять из трех поясов: первого – строгого режима, второго и третьего – режимов ограничения.
Санитарно-оздоровительные и защитные водоохранные мероприятия устанавливаются для каждого пояса ЗСО в соответствии с его назначением и выполняются как единовременные меры, осуществляемые до начала эксплуатации водозабора (например, снос строений, устройство ограды и др.), либо как постоянные мероприятия режимного характера (запрещение любого строительства, использование ядохимикатов и др.).
В окрестности водозабора устанавливается зона санитарной охраны (ЗСО), в которой осуществляются специальные мероприятия, исключающие возможность поступления загрязнений в водозабор и в водоносный пласт в районе водозабора.
При организации ЗСО учитывается вид загрязнений (микробное, химическое), определяющее их устойчивость (стабильность) и возможную длину пути продвижения в водоносном слое.
В случае, когда залегающая над водоносным горизонтом толща пород не обеспечивает естественной защищенности подземных вод от поверхностного загрязнения, защита водозабора в пределах ЗСО реализуется специальными мероприятиями так, чтобы возможные источники загрязнений были удалены от границ ЗСО на расстояние, при котором длительность движения загрязнений по пласту будет не меньше заданной.
Бурение скважин проектируется на водоносный горизонт крупного песка. Горизонт надежно защищен от поверхностного загрязнения мощной толщей вышезалегающих водоупорных пород (глина). В пределах всех трех поясов зоны санитарной охраны скважины и относится по гидрогеологическим характеристикам к типу защищенных.
Кроме того, проектируемая конструкция скважин предусматривает ряд технических мероприятий, обеспечивающих надежность санитарного состояния скважин:
- интервал 0 – 21 м перекрываются колонной обсадных труб диаметром 530 мм с цементирование затрубного пространства и подъемом цементного раствора до устья скважины; колонна выводиться на 0,5 м выше дневной поверхности;
- интервал 0 – 67,5 м перекрываются колонной обсадных труб диаметром 426 мм с цементирование затрубного пространства и подъемом цементного раствора до устья скважины; колонна выводиться на 0,5 м выше дневной поверхности;
Границу первого пояса ЗСО устанавливаем на расстоянии 30 м вокруг скважины и размером около 0,25 га, т.к. используем защитные подземные воды.
Территория первого пояса должна быть ограждена забором, защищена полосой зеленых насаждений и обеспечена охраной. Планировку ее необходимо проводить так, чтобы поверхностный сток отводился за пределы территории в водоотводящие канавы. Территория вокруг скважины, подземного резервуара, а также проезды, обязательно асфальтируем.
На территории первого пояса запрещается строить здания, сооружения и устройства, не имеющие отношения к эксплуатации водозабора. Также запрещается проживание людей (в том числе и лиц, работающих на водопроводе), содержание скота, доступ посторонних, выращивание насаждений с применением органических удобрений и ядохимикатов, ведение строительных работ.
Второй пояс зоны санитарной охраны включает территорию, которая обеспечивает предохранение эксплуатационного водоносного слоя от загрязнения.
На территории второго пояса запрещается располагать животноводческие фермы ближе, чем на 300 м от границы первого пояса, а также стойбища и выпас скота ближе, чем на 100 м от границы первого пояса.
Задачей расчета ЗСО второго пояса является установление границ, обеспечивающих предотвращения попадания в скважину как неустойчивых (бактериальных, радиоактивных и др.), так и устойчивых (химических) загрязнений.
Поэтому удаление границ зоны предусматривается такое, при котором либо исключается приток воды к скважине с территории, расположенной дальше установленных границ, либо времени, в течение которого вода пройдет от границ зоны до скважины, будет не меньше расчетного срока эксплуатации скважины.
Схема притока воды к скважине и границы зоны притока показаны на рис. 5 (Приложение 1).
Определим ширину зоны на участке, расположенном от скважины против направления движения подземных вод:
А = 2R1,
где R1 =
R1 =
= 982 м.А = 2·982 = 1964 м.
Теперь определим ширину зоны на участке по направлению движения подземных вод:
В = 2R2,
R2 = R1/2
R2 = 982/2 = 491 м.
В = 2·491 = 982 м.
Определим длину зоны С:
С = R3 + R4,
где R3 =
R3 =
= 313 м.Далее методом подбора решаем задачу по определению величины R4:
t =
t =
t =
примем срок эксплуатации скважины – 30 лет. Следовательно t = 11000 сут.
Задаемся значениями R4 и по ним вычисляем t:
при R4,1 = 3000 м, t1 = 10455 сут;
при R4,2 = 3200 м, t2 = 11279 сут;
при R4,3 = 3150 м, t3 = 11073 сут.
Принимаем R4 = 3150 м.
Определим радиус зоны против бактериального загрязнения по значению R4 для времени 200 и 400 суток:
при R4,4 = 200 м, t4 = 262 сут;
при R4,5 = 170 м, t5 = 205 сут;
при R4,6 = 250 м, t6 = 366 сут;
при R4,7 = 270 м, t7 = 412 сут.
В результате произведенных расчетов принимаем радиус зоны, в которой не допускаются малозагрязненные водоемы, R4,5 = 170 м и радиус зоны, в которой не допускаются источники загрязнения постоянного действия, R4,7 = 270 м.
9. Определение ориентировочной стоимости работ по устройству и оборудованию скважины
Определение ориентировочной стоимости работ и оборудования производим по ценам 1984 г. с применением соответствующих коэффициентов перехода:
- к материалам к = 19,35;
- к эксплуатации механизмов к = 21,38.
Расчеты сводим в таблицу 4.
Таблица 4 Расчет ориентировочной стоимости работ и материалов на бурение и оборудование скважины
| Затраты | Ед.из. | Кол. ед.изм. | Стоимость, руб | |
| единицы | общая | |||
| Бурение под трубы : 530 мм | м | 31 | 180,88 | 5607,28 |
| Бурение под трубы : 426 мм | м | 36,5 | 145,8 | 5321,70 |
| Бурение под трубы : 426 мм | м | 13,5 | 145,8 | 1968,30 |
| Крепление трубами 530 мм | м | 31 | 78,31 | 2427,61 |
| Свободный спуск труб 426 мм | м | 31 | 6,38 | 197,78 |
| Крепление трубами 426 мм | м | 36,5 | 44,48 | 1623,52 |
| Цементация труб 530 мм | кол. | 1 | 3870 | 3870,00 |
| Цементация труб 426 мм | кол. | 1 | 3870 | 3870,00 |
| Геофизические работы | скважина | 1 | 1532,16 | 1532,16 |
| Спуск фильтра | м | 79,5 | 55,33 | 4398,74 |
| Установка фильтра | шт. | 1 | 340,48 | 340,48 |
| Откачка | сут | 5 | 2170,56 | 10852,80 |
| Трубы обсадные 530 мм | м | 21,5 | 435,38 | 9360,67 |
| Трубы обсадные 426 мм | м | 68 | 38,25 | 2601,00 |
| Цемент (2 колонны) | м | 88,5 | 29,03 | 2569,16 |
| Фильтр | м | 18,5 | 483,75 | 8949,38 |
| Насос ЭЦВ 12-160-100 | шт. | 1 | 12577,5 | 12577,50 |
| Монтаж насоса | шт. | 1 | 638,4 | 638,40 |
| Трубы водоподъемные 114 мм | м | 58,5 | 116,1 | 6791,85 |
| Оборудование оголовка | шт. | 1 | 10640 | 10640,00 |
| Постройка павильона | шт. | 1 | 63840 | 63840,00 |
| ИТОГО: | 159983,32 | |||
| В том числе: | ||||
| Бурение | 12897,28 | |||
| Крепление | 11988,91 | |||
| Установка фильтра | 4739,22 | |||
| Материалы | 21322,68 | |||
| Оборудование | 96006,88 | |||
| Накладные расходы 16% | 25597,33 | |||
| Итого с накладными расходами | 185580,65 | |||
| Плановые накопления 6% | 11134,84 | |||
| ВСЕГО: | 196715,48 | |||
В результате произведенных расчетов получаем, что для постройки скважины необходимо порядка двухсот тысяч рублей.
Список литературы
1. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение: Проектирование систем и сооружений. Учеб. – М.: АСВ, 2003.
2. Калицун В.И., Кедров В.С., Ласков Ю.М. Гидравлика, водоснабжение и канализация. Учебник для вузов. – М.:Стройиздат, 1980. – 359 с.
3. Лишак Ю.Н., Ожерельев П.Е. Выбор и обоснование способа бурения и конструкции водозаборных скважин. – М.: ВЗИИТ, 1989.
4. Прозоров И.В. Гидравлика, водоснабжение и канализация: Учеб. Пособие для строит. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1990. – 448 с.