Параметры песчано-гравийной и гравийной обсыпки для фильтров
Минимальный диаметр зерен dmin, мм | 0,5 | 0,75 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 5,5 | 8,0 |
Максимальный диаметр зерен dmax, мм | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 5,5 | 8,0 | 16,0 |
Средний диаметр зерен d50, мм | 0,75 | 1,12 | 1,5 | 2,5 | 4,25 | 6,75 | |
Максимальный размер отверстий фильтра, мм | 0,5 | 0,75 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 4,0 |
В зависимости от гранулометрического состава водоносных пород в качестве обсыпки необходимо использовать хорошо окатанные гравий, песчано-гравийные смеси и пески с Кн < 1,5...3, которые должны поставляться калиброванными и тарированными со специальных карьеров. Основным требованиям при устройстве гравийно-обсыпных фильтров отвечает отсортированный и отмытый гравий и песок. Такой гравий обеспечивает создание хорошо проницаемых обсыпок с минимальными входными сопротивлениями.
Диаметр частиц обсыпки гравийных фильтров определяют по формуле:
D50=(8…12)d50 ,
где D50 – размер, меньше которого в гравийной обсыпке содержится 50% частиц по массе, мм;
d50 – размер частиц, меньше которых в водоносном пласте содержится 50% по массе, мм;
При устройстве многослойных фильтров диаметры частиц гравийной обсыпки подбирают по соотношению: D2/D1=4…6,
где D1 и D2 – средние диаметры частиц соседних слоев гравийной обсыпки.
Толщина каждого слоя гравийно-кожуховых фильтров не менее 30 мм и гравийных засыпных фильтров не менее 50 мм.
Диаметр частиц гравия блочных фильтров из пористого бетона и пористой керамики определяют по формуле:
,
где Dср – средний диаметр частиц гравия в блоке фильтра.
Подбор и расчет фильтров
основные параметры фильтра (диаметр, длина, размер проходных отверстий) должны определяться с некоторым запасом с учетом возможности внесения необходимых изменений в процессе сооружения скважины в соответствии с фактическими условиями.
Размеры проходных отверстий фильтров назначаются в зависимости от гранулометрического состава контактирующей породы водоносного пласта или гравийной обсыпки (табл. 3).
Размеры фильтра определяют исходя из условий создания допускаемых скоростей движения воды при поступлении ее из водоносного пласта в скважину:
Qмах£ FVф ,
где Qмах – максимальный расход воды, забираемый из скважины, м3/сут;
F– площадь фильтрующей поверхности фильтра, м2;
,
где Dф – диаметр фильтра, м.
lф – длина рабочей части фильтра, м.
В водоносных пластах мощностью до 10 м можно принимать:
lф=m - (1...2), м,
в пластах большей мощности:
lф=b·m, м ,
где b=0,5…0,8
Vф – допустимая скорость фильтрации при выходе воды из пласта в фильтр (входная скорость), м/сут, определяется по формулам:
· для дырчатых, щелевых, проволочных и сетчатых фильтров:
Vвх= ,м/сут,
· для гравийных и блочных фильтров:
,
Диаметр фильтра определяется по формуле:
.
Диаметр фильтра не должен превышать 300 мм. Диаметр фильтра Dф мм выбирают исходя из требуемого дебита скважины и параметров водоподъемного оборудования, который может быть равным или менее диаметра обсадных труб Dо, т.е.
Dф£ Dо
По условиям эксплуатации внутренний диаметр обсадных труб необходимо принимать исходя из диаметра устанавливаемого погружного насоса.
3.3 Определение требуемых величин подачи и напора насосного оборудования, глубины погружения насоса
Насосы, устанавливаемые в скважинах для постоянной эксплуатации, подбирают по расходу из одной скважины и напору. Часовую подачу насоса принимают равной фактическому часовому расходу скважины:
qнас=qфакт.ч, м3/ч
Напор насоса определяют по высотной схеме:
;
,
где Sh - суммарные потери напора на сборных водоводах, м;
Z1 – уровень воды в распределительной чаше фильтров обезжелезивания, м.
Вода из скважин насосами подается в распределительную чашу фильтров. Уровень воды в распределительной чаше фильтров обезжелезивания:
Статический уровень воды в скважине находится на глубине С, м от поверхности земли. Отметка динамического уровня в скважине:
Для определения åh необходимо вычислить диаметр и потери напора в сборных водоводах, по которым транспортируют воду от скважин к РЧВ. Принимаются сборные водоводы из стальных труб. Скорость в сборных водоводах V=0,7…1,2 м/с, минимальный диаметр 100 мм. Гидравлический расчёт сборных водоводов сводят в таблицу 9.
При поступлении воды из водоносного пласта и движении ее в направлении к водоприемным отверстиям погружного насоса возникают потери напора, которые обуславливают дополнительное понижение уровня воды в скважине. Это понижение необходимо учитывать при расчете глубины погружения насоса.
Таблица 9