Конструкция водозаборной скважины

    Границы первого пояса зоны санитарной охраны должны устанавливаться в зависимости  от степени защищенности горизонтов с поверхности от загрязнения  и гидрогеологических условий на определенном расстоянии (в м) от водозабора:

    Для одиночных подземных водозаборов, расположенных на территории объекта, исключающего возможность загрязнения  почвы, расстояние от них до ограждения допускается уменьшать соответственно до 15 и 25 м.

    Второй  пояс зоны санитарной охраны - зона ограничения - должен включать:

    а) источник, питающий данный водопровод;

    б) бассейн питания водоисточника и его притока с границами по водоразделам, другие источники и грунтовые воды, которые могут оказать неблагоприятное влияние на качественный или количественный состав воды в водоисточнике;

    в) окружающую территорию с населенными  пунктами, фермами, зданиями, сооружениями и устройствами, оказывающими на источник определенное влияние.

    На  территории второго пояса запрещается:

    располагать животноводческие фермы ближе чем на 300 м от границ первого пояса;

    располагать стойбища и выпас скота ближе чем на 100 м от границы первого пояса.

    Границы второго пояса определяют расчетом.

    При выборе участков размещения и проектирования водозаборов подземных вод наряду с расчетами производительности водозаборов важнейшей задачей  является оценка качества подземных  вод и составление прогноза возможных  изменений состава и свойств  воды на весь период водопотребления. 

    1.4. Зона санитарной  охраны скважины.

    Особую  опасность представляют загрязненные сточные воды в районах промышленных предприятий и на сельскохозяйственных территориях. Поэтому при прогнозах  качества воды для проектируемого водозабора необходимо предусматривать в проекте  мероприятия по их санитарной охране и предотвращению загрязнения подземных  вод в районе размещения водозабора.

    При проектировании, строительстве и  эксплуатации скважин, добывающих грунтовые  и артезианские воды, в соответствии со СНиП II.31-74 вокруг них необходимо проектировать зону санитарной охраны из двух поясов: I пояс - зона строгого режима; II пояс - зона ограничений.

    В I пояс санитарной охраны включают участок  проектируемой разведочно-добывающей скважины. Этот пояс представляет собой  площадку радиусом 50 м, на которой производится планировка территории с отводом поверхностных вод за пределы пояса. Территорию I пояса зоны санитарной охраны ограждают забором.

    II пояс зоны санитарной охраны, его размеры и конфигурацию  в плане устанавливают в зависимости  от глубины залегания водоносного  грунта, степени его защищенности  от проникновения бактериального  загрязнения с поверхности земли,  по данным гидрогеологических  расчетов и согласно СНиП II.31-74. II пояс зоны санитарной охраны рассчитывают с использованием метода Е.Л. Минкина и данных санитарно-гидрогеологического обследования района. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Все расчеты по определению зоны санитарной охраны II пояса приведены в табл. 3.

    Таблица 3

        

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Техническая часть 

2.1. Краткая характеристика  условий проведения  работ на участке. 

    Проектный геологический разрез по скважине.

 
 

    Таким образом, породы I и II категории по буримости следует бурить трёхлопастным долотом 3Л-346, породы III категории – трёхлопастным долотом 3Л-295, породы V категории – трёхшарошечным долотом 4В-140С.

 

2.2. Определение величины  понижения уровня  воды и динамического  уровня при эксплуатации. 

    Величину  понижения уровня воды в скважине для напорных вод при проведенной  откачке с одним понижением можно  определить по формуле Дюпюи [4]:

      м,                (1)

    где S₁ – понижение уровня, принимается равным 1 м; Q – проектный дебит, м³/ч; q – удельный дебит, м³/ч. 

          Понижение уровня S не должно превышать максимально допустимого понижения S_max.

                                                          S≤ S_max                                                                  (2) 

    Максимально допустимое понижение определяется по формуле

                                                S_max = 0,3 Н_н.с= 0,3*158=47,4 м.                                            (3)

    где Н_н.с. – высота непониженного столба жидкости в скважине.

                                                      =170-12=158 м,                           (4)

    где Н_к – глубина залегания кровли водоносного горизонта, м; Н_ст – статический уровень воды в скважине от поверхности земли, м. 

          Динамический уровень  определяется по формуле

                                                   , м.            (5)

 

    2.3. Выбор и обоснование  типа фильтра и расчет его параметров.

    Параметры рабочей части фильтра определяются проектным дебитом скважины мощностью  водоносного горизонта и его  фильтрационными свойствами, характеризуемыми коэффициентом фильтрации. Площадь  фильтра, определяющая его водопропускную способность при допустимой скорости фильтрации воды, находится в зависимости  от диаметра и длины рабочей части. В связи с этим, при расчете  одну из этих величин (диаметр или  длину) принимают, а другую находят  по соответствующей формуле. При  мощности водоносного горизонта  до 10 м длину рабочей части  принимают равной мощности водоносного  горизонта, а диаметр определяют по формуле. При мощности водоносного  горизонта более 10 м принимают  диаметр фильтра и рассчитывают необходимую его длину. Во всех случаях  диаметр каркаса фильтра должен быть не менее 100 мм, что обусловлено  условиями его эксплуатации и  ремонта.

          Принимая водопропускную способность фильтра равной проектному дебиту, определяют необходимую площадь  фильтра по формуле:

= = 0,264м² ,     (6)

где Q – проектный дебит, м³/сутки, v_ф – допустимая скорость фильтрации, м/сутки, F – рабочая площадь фильтра, м².

      Скорость  фильтрации определяется по эмпирической формуле:

=65 =265,308 м/сутки,     (7)

где К_ф – коэффициент фильтрации, м/сутки.

      Если  выразить рабочую площадь фильтра  через его диаметр и длину, то формула (6) примет следующий вид:

,      (8)

      откуда

= = 0,06722 м=67,22мм   (9)

где Д_ф – диаметр фильтра, м; l_ф – длина фильтра, м, которую мы принимаем равной мощности водоносного пласта.

     Согласно  рассчитанному значению диаметра фильтра выбираем табличное значение наружного диаметра фильтра 114 мм и подбираем тип фильтра Т-4Ф18 [1, с.46].

                        
 

2.4. Выбор и обоснование  способа бурения.

    В практике бурения скважин на воду наиболее широкое применение получили следующие способы бурения: 1)вращательный с прямой промывкой; 2)вращательный с продувкой воздухом; 3)вращательный с обратной промывкой; 4)ударно-канатный.

    Каждый  из названных способов бурения имеет  вполне определённые преимущества и  недостатки, а следовательно, и рациональную область применения применительно к решению конкретных задач, а также к гидрогеологическим и другим условиям проведения работ.

    В настоящие время основным способом бурения скважин является вращательное бурение с прямой промывкой, этот способ рекомендуется для бурения  описанной выше скважины. Способ рекомендуется использовать при бурении в породах различной твёрдости на различные глубины, при применении испытателей пластов, опережающего способа опробования и на стадии поисково-разведочных работ, а также при применении способов закачивания скважин, исключающих кольматацию пласта.

    Преимущества  вращательного способа бурения: