2.1.2. Схемы скважинных водозаборов

Схема размещения может быть линейной или площадной, и насколько позволяют гидрогеологические условия, наиболее компактной.

Система водоснабжения из подземных вод, включающая в себя комплекс инженерных сооружений и их элементов, необходимых для забора подземных вод из водоносных горизонтов, подъема и подачи воды, в общем случае состоит из сооружений, обобщенная схема которых показана на рис. 5.

Р исунок 5 – Схема системы водоснабжения со скважинными водозаборами 1 – водозаборные скважины с насосными станциями; 2 – отводной трубопровод; 3 – сборный водовод; 4 – сооружения водоподготовки; 5 – резервуары чистой воды; 6 – насосная станция первого подъема; 7 – водоводы; 8 – водонапорная башня; 9 – водовоздушный бак; 10 – водопроводная сеть.

2.2. Основные элементы водозаборных скважин и их расчет

Водозаборная скважина является основным элементом скважинного водозабора и от качества ее проектирования и качества строительства зависит работа водозабора в целом. Водозаборная скважина должна отвечать двум основным требованиям: обеспечить заданное количество воды с качеством, соответствующим составу воды выбранного водоносного горизонта и быть надежной в эксплуатации.

2.2.1. Конструкция водозаборной скважины и ее обвязка

Скважина состоит из следующих основных элементов: направляющей колонны, кондуктора, промежуточных колонн (технические колонны обсадных труб), эксплуатационной колонны, цементной или другой защиты и водоприемной части.

Фильтровая колонна в неустойчивых водоносных породах состоит из рабочей части, надфильтровой колонны с сальником (при необходимости) и отстойника.

В конструкции скважины следует предусматривать возможность проведения замеров дебита, уровня и отбора проб воды, а также производства ремонтно-восстановительных работ.

Внутренний диаметр эксплуатационной колонны обсадных труб в скважинах следует принимать не менее чем на 50 мм больше наружного диаметра устанавливаемого в скважине погружного насосного агрегата. При назначении внутреннего диаметра эксплуатационной колонны обсадных труб и (или) выборе диаметра погружного насосного агрегата следует учитывать требования производителей насосных агрегатов к скорости течения воды в кольцевом зазоре между погружным электродвигателем насосного агрегата и внутренней поверхностью обсадных труб.

В зависимости от местных условий и оборудования устье скважины следует, как правило, располагать в наземном павильоне или подземной камере. Габариты павильона и подземной камеры следует принимать в зависимости от габаритов оборудования и контрольно-измерительных приборов.

Верхняя часть эксплуатационной колонны труб должна выступать над полом не менее чем на 0,5 м. Конструкция оголовка скважины должна обеспечивать полную герметизацию, исключающую проникновение в межтрубное и затрубное пространство скважины поверхностной воды и загрязнений.

2.2.2. Фильтры водозаборных скважин

Гидрогеологические условия Республики Беларусь чаще всего обуславливают необходимость оборудования водозаборных скважин фильтрами, основное назначение которых заключается в том, чтобы удерживать стенки скважин от обрушения, обеспечивая при этом свободный пропуск воды в ствол скважины.

Фильтры должны удовлетворять следующим требованиям:

– обеспечивать поступление воды в скважину с минимальными гидравлическими сопротивлениями;

– обладать необходимой механической прочностью (при установке и очистке фильтра);

– обеспечивать поступление воды в скважину без механических примесей за исключением периода строительных откачек;

– быть устойчивыми против коррозии и инкрустации (солеотложения);

– гарантировать долговечность эксплуатации не менее 25 лет;

– обеспечивать ремонтопригодность с применением устройств по их очистке химическими, механическими, импульсными и комбинированными способами.

В зависимости от гидрогеологических условий, глубины залегания и видов пород водоносных пластов рекомендуется применять следующие типы и конструкции фильтров:

– каркасно-стержневые;

– трубчатые с щелевыми или круглыми отверстиями;

– с проволочной обмоткой;

– сетчатые;

– полимерные кольцевые.

Наружный диаметр трубчатого каркаса и внутренний диаметр каркасно-стержневых фильтров зависит от диаметров стандартных труб применяемых при изготовлении фильтров (ГОСТ 10706-91, ГОСТ 8732-78.) и составляет 102, 127, 146, 168, 219, 273, 325, 377, 426 мм.

Диаметр фильтра устанавливается исходя из проектного дебита скважины с учетом возможности при необходимости устройства гравийной обсыпки. Толщина гравийной обсыпки должна быть не менее 75 мм [8]. Диаметр каркаса фильтра следует принимать не менее 100 мм для выполнения различных способов ремонтных работ. Скорость движения воды в водоподъемных трубах не должна превышать 1,5 м/с.

Рабочую часть фильтра следует устанавливать на расстоянии не менее 0,5 м от кровли и подошвы водоносного пласта [7].

Между эксплуатационной колонной и надфильтровой трубой при необходимости должен быть установлен сальник (пеньковый, деревянный, резиновый, цементный и др.).

Длина отстойников в фильтровых колоннах, как правило, должна приниматься от 0,5 до 1,0 м и не более 2,0 м. Отстойник в основном предназначен для установки фонарей-центраторов и закрепления приспособлений для извлечения фильтров [7].