Гидрогеологическое обоснование и проект водозабора подземных вод трещиноватых известняков эоценового возраста (стр. 4 из 5)

2.9.2 Определение расчетных расходов на участках водопроводной сети

Расчет ведется на расходы воды в период максимального водопотребления. Величина расчетного расхода, на участках где происходит потребление воды, определяется по формуле:

На участках где нет потребителей (1-2, 2-3, 5-7) весь расчетный расход будет равен транзитному. Таким образом:

расход на участке 1-2

расход на участке 2-3

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 в поселке на участке следующим за расчетным, например, для участка 3-4 следующим будет участок 4-5.

В поселке запроектирован кольцевой магистральный водопровод. При нарушении водовода на одном из участков, 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 выполнять два расчета:

1) на полную нагрузку сети при работе всех ее участков;

2) на 0,7 от полной нагрузки при условии возникновения аварии 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 6-3.

Расчетный расход при нормальной работе сети равен:

Величина потребления на предприятии и на пожаротушение берется с коэффициентом 0,5, так как транспортировка осуществляется по двум водоводам 3-4-5 и 3-6-5. Здесь

величина потребления воды для хозяйственно-бытовых нужд на участках 4-5 и 3-4.

Учитывая, что вода в поселке для хозяйственно-питьевых нужд используется равномерно в пределах всей его территории, считаем, что величина потребления воды на разных участках пропорциональна длине этих участков.

Тогда:

Расчетный расход в аварийной ситуации:

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

В дальнейшем определяем расчетные расходы только для аварийной ситуации.

Аналогичным образом определяем:

;

2.9.3 Выбор диаметров труб и расчет потерь напора на участках сети

Подбор диаметров труб в зависимости от расчетных расходов на участках водопровода проводим, используя таблицы Шевелева. В таблицах для выбранного диаметра водовода указаны также потери напора на 100 м его длины.

Результаты выполненных подбора диаметров и расчета потерь напора сведены в таблицу 3.

На участке 2-3 необходимо использовать 2 трубы с рабочим расходом 98,5 л/с, поэтому расчетный расход в таблице 3 указан для 2-х труб.

Таблица 3. Выбор диаметра труб и расчет потерь напора

№ участка	Расчетный Q, л/с	Длина участка l, м	Диаметр водовода, мм	Эконом. Скорость, л/с	Потери напора на 100 м, , м	Полные потери напора на расчетном участке , м
6-5	98,6	280	350	1,03	0,495	1,386
4-5	106,4	560	400	0,86	0,299	1,674
3-6	138	560	400	1,10	0,488	2,733
3-4	130	280	400	1,04	0,433	1,212
2-3	197	200	350	1,03	0,495	1,980
2-3	200	350	1,03	0,495
1-2	110,7	1000	400	0,90	0,321	3,210
5-7	62	1400	300	0,88	0,422	5,908

2.9.4 Определение параметров отдельных элементов водопроводной сети

Объем бака водонапорной башни по формуле:

Диаметр бака башни определяем по формуле:

Высота бака башни определяется по формуле:

Величина свободного напора в водопроводных сетях определяем по формуле:

Высота водонапорной башни определяем по формуле:

Учитывая, что промышленное предприятие и поселок располагаются на одинаковых абсолютных отметках поверхности земли, расчетная точка выбирается как самая удаленная от башни, Этой точкой будет предприятие, т.7.

Тогда:

Высота напора на насосах, устанавливаемых в скважинах (I подъем) определяется по формуле:

Высота напора на насосах в насосной станции после сооружений по обработке воды (II подъема) определяем по формуле:

2.10 Обоснование конструкции водозаборных скважин и их оборудование

2.10.1 Выбор насосного оборудования

Глубина динамического уровня воды в скважине превышает 20 м, поэтому необходимо использовать погружной насос в скважинах. Требуемая высота напора насоса составляет 86,5 м. Расход воды при работе насоса в течение 23 часов в сутки (1 час ремонт и профилактика) составляет:

Этим показателям соответствует насос типа ЭЦВ-12-210-85.

Для подачи воды из сооружений по обработке воды в водонапорную башню необходимо использовать поверхностный электронасос. Требуемая высота напора составляет 35 м. Расход воды при работе насоса в течение 23 часов в сутки равен:

Для обеспечения водоподачи с этими параметрами необходимо использовать два насоса типа 8К-18 (Таблица 11-5 "Типы и марки насосов, используемых для откачек при динамических уровнях 6-8 метров). Данный тип насоса обеспечивает расход от 220 до 360

, поэтому, обеспечивая заданный расход в 416

, два насоса будут работать не на полную мощность, что предопределить их долговременную эксплуатацию и практически исключит их быстрый износ.

2.10.2 Требования к конструкции водозаборной скважины

Глубина и конечный диаметр скважины определяются необходимостью вскрытия водоносного горизонта трещиноватых известняков на полную мощность и расчетным диаметром фильтровой части

м. Следовательно, глубина скважины должна быть не менее 130 м., а конечный диаметр должен обеспечить установку фильтра диаметром 15". В трещиноватых известняках использование фильтров не обязательно, но в нашем случае возможно использование трубчатого фильтра. Эксплуатационная колонна должна обеспечит беспрепятственный спуск и подъем погружного насоса, а в процессе его эксплуатации осуществлять наблюдения за положением динамического уровня воды в скважине. Внутренний диаметр эксплуатационной колонны принимаем равный 15" (внешний диаметр равен 16").

Для укрепления верхней части ствола скважины на интервале от 0 до 30 м. необходима установка кондуктора (направляющей колонны) с внешним диметром 17". Затрубные пространства кондуктора и эксплуатационной колонны цементируются до устья скважины. Глубина установки погружного насоса определяется положением динамического уровня воды в скважине. В проектируемых скважинах динамический уровень будет располагаться на глубине: