ПОСОБИЕ по проектированию сооружений для забора подземных вод (к СНиП 2.04.02-84) часть 3 - Взаимодействие водозаборного ряда скважин конечной длины и круговой инфильтрационной площадки

11.40. Взаимодействие водозаборного ряда скважин конечной длины и круговой инфильтрационной площадки рассмотрено в схеме 5 табл. 36. В приведенных соотношениях предполагается, что максимальное понижение уровня наблюдается в центре водозаборного сооружения.

Пример расчета. Проектируется линейный ряд скважин, расположенных параллельно реке на расстоянии x_о = 400 м от нее (рис. 61). Длина ряда 2l = 300 м, количество скважин n = 12, радиус скважин rо = 0,2 м (скважины совершенные). Водопроводимость пласта km = 600 м²/сут. Максимально допустимое понижение на водозаборе S_доп = 10 м. Требуемая производительность водозабора 20 тыс. м/сут.

Рис. 61. Схема к примеру расчета

По опытным данным, средняя скорость инфильтрации при пополнении может быть принята равной 1 м/сут.

Учитывая близость проектируемого водозабора к реке, расчет проводится по формулам стационарной фильтрации.

Прежде всего определим производительность линейного ряда скважин по формуле (15) табл. 21 (см. гл. 5).

R₀ = l/2ln[(4^.400² +150²)/150²]+[(2-400)/150][arctg(150/(2^.400))+

+(l/12)ln(150/(3,14^.0,2^.12))] = 2,74.

Таким образом, расход водозабора без пополнения составит

Q = (2^.3,14^.600^.10)/2,74 = 13,8 тыс. м³/сут.

В связи с тем, что производительность линейного ряда будет ниже заданной, необходимо предусмотреть искусственное пополнение запасов подземных вод. С этой целью на расстоянии 150 м от водозабора расположим два инфильтрационных бассейна размером 100x150 м и произведем предварительный расчет величины инфильтрационного расхода.

Для упрощения расчета инфильтрационные бассейны прямоугольной формы приведем к круговым бассейнам равновеликой площади

R_бас = 2 = 40 м.

Величина R_б в случае работы двух бассейнов определяется по формуле (139) при и n = 2, т. е.

.

Значения гидравлических сопротивлений находятся по формуле (123) табл. 35

.

В данном случае:

= = 980 м;

r_б = = 190 м.

При этом

R_б = ln (980/190) = 1,64.

Коэффициент полезного действия т) находим по формуле (145).

= 1,64/2,74 = 0,6.

Коэффициент гидродинамической эффективности может быть найден по формуле (148)

= l,64/(1,64+3,62) = 0,31,

Отсюда следует, что инфильтрационные сооружения будут обеспечивать примерно 1/3 дебита водозабора.

По формуле (118) находим расход сырой воды Q_б, которую требуется подать на пополнение

Q_б = (0,31/0,6) 20000 = 10,4 м³/cyт.

Следовательно, расход из каждого бассейна составит 5,2 тыс. м³/cyт.

При скорости инфильтрации V_инф = 1 м/сут необходимая площадь инфильтрационного бассейна

F = 0,5/V_инф = 5200м²,

т. е. принятый размер бассейна 50x100 м будет примерно удовлетворять требуемым условиям.