Tine minte

• Ce se întâmplă cu apa care cade pe pământ cu ploaie? Prin care roci se scurge apa mai repede - nisipuri sau argile? Ce sunt arcurile (cheile)? De ce apa rece este primăvară chiar și vara?

Cum se formează apele subterane. Apa din scoarța terestră este în trei stări: lichidă, gazoasă și solidă. Apa și aburul umple golurile dintre particulele de rocă.

Apa solidă este formată din cristale și straturi de gheață din roci înghețate.

Apa subterană este apa care se găsește în stâncile scoarței terestre.

Există mult mai multe ape subterane decât apele de suprafață ale pământului - râuri, lacuri, mlaștini. Ele apar datorită percolării precipitațiilor atmosferice în adâncurile pământului. Cea mai importantă condiție pentru formarea apelor subterane este capacitatea rocilor de a trece apa. Distingeți între roci permeabile și impermeabile (impermeabile) (Fig. 142).

Orez. 142. Permeabilitatea la apă a rocilor

Pietrele care permit trecerea apei se numesc pietre permeabile. Acestea sunt roci poroase (nisip, pietricele, pietriș) sau roci dure dar fracturate (calcar, gresie, șist). Cu cât particulele și porii sunt mai mari, cu atât permeabilitatea la apă este mai bună. Rocile care nu permit trecerea apei sunt impermeabile sau impermeabile. Acestea sunt argile sau orice roci dure necraparate.

Apa de la suprafață se scurge prin roci permeabile până când întâlnește straturi impermeabile pe drum. Aici persistă, umplând treptat porii sau fisurile de roci permeabile. Straturile saturate cu apă formează acvifere (Fig. 143). Apa din ele curge pe suprafața înclinată a stratului impermeabil.

Ce sunt apele subterane. Datorită alternanței rocilor cu permeabilitate diferită a apei, pot exista mai multe acvifere în scoarța terestră la diferite adâncimi. Rocile libere și poroase sunt înlocuite cu rezistente la apă, apoi din nou permeabile și din nou rezistente la apă. În funcție de poziția acviferelor, se disting apele subterane și apele subterane interstratale (vezi Fig. 143).

Orez. 143. Apele subterane

Apele acviferului superior situat pe primul strat rezistent la apă se numesc ape subterane. Apele interstratale sunt situate între două straturi impermeabile. Aici apa de la suprafață intră numai prin acele locuri în care acviferele ies la suprafață.

Adâncimea și grosimea stratului de apă subterană depind de structura geologică a teritoriului, relief și climă. În câmpiile reci și umede, apa subterană poate curge până la suprafață, contribuind la formarea mlaștinilor. Dacă clima este caldă și uscată, apele subterane sunt situate la adâncimi mari. Adâncimea stratului de apă subterană poate varia în funcție de anotimpuri. În Rusia, apa subterană este situată mai aproape de suprafață primăvara și mai departe de ea vara.

În stâncile poroase din adâncurile celui mai mare deșert din lumea Sahara, există rezerve uriașe de apă dulce subterană. Există atât de multe dintre ele încât pot satisface nevoile tuturor țărilor situate în deșert. Cu toate acestea, aceste ape sunt situate la o adâncime de 150-200 m de la suprafață.

Apele subterane ies adesea la suprafață, formând izvoare (izvoare, izvoare) în depresiuni de relief: văi de râu, râpe. Apa interstratală este produsă folosind puțuri special forate. Uneori apa țâșnește prin fântână ca o fântână. Astfel de ape sunt numite arteziene (Fig. 144).

Orez. 144. Apele arteziene

Apele arteziene se formează în straturi de roca concavă. Apa este sub o mare presiune aici, așa că țâșnește atunci când fântâna este deschisă.

Nu toate apele subterane sunt proaspete. Unele dintre ele conțin o mulțime de substanțe dizolvate și gaze. Astfel de ape se numesc ape minerale. La adâncimi mari în grosimea scoarței terestre, temperatura crește. Prin urmare, apele subterane de aici devin calde și chiar fierbinți.

Dacă straturile scoarței terestre sunt compuse din roci ușor solubile (calcar, gips, săruri), atunci apele subterane spală numeroase goluri, cavități, peșteri în ele (Fig. 145). Un astfel de fenomen natural, precum și formele de relief de la suprafață și în straturile de roci, se numesc carstice.

Orez. 145. Forme de carst

Apa nu creează doar peșteri carstice. Ea le decorează cu „sculpturi” pitorești din piatră. Din picăturile care se scurg din tavanul peșterilor, stalactitele cresc ca niște țurțuri. Din picăturile care cad pe podeaua peșterii, coloanele - stalagmite - cresc treptat de jos. Aceste forme cresc uneori împreună în coloane unice.

Întrebări și sarcini

1. Unde pătrunde apa în scoarța terestră?
2. Care sunt tipurile de apă subterană.
3. Ce este o sursă? Unde este format?
4. Unde se formează peșterile carstice?

»Noi tipuri de apă. Astăzi la o petrecere - Apele subterane... Vom vorbi despre ce sunt apele subterane, de unde vin și unde se duc. Pe parcurs, vom risipi câteva concepții greșite comune despre apele subterane.

Apa subterană este denumirea colectivă pentru o varietate de depozite subterane de apă. Apa subterană poate fi proaspătă, foarte proaspătă, sărată, sărată, super-salină (de exemplu, în criopege, despre care am atins în articolul „Diversitatea apei în lume”).

Comune tuturor tipurilor de apă subterană: sunt situate deasupra unui strat etanș de sol. Un strat de sol impermeabil este solul care conține o cantitate mare de argilă (nu permite trecerea apei) sau rocă solidă cu un minim de fisuri.

Dacă ieși afară și întinzi o foaie de polietilenă pe sol, nu primești altceva decât un model de strat de sol impermeabil. Dacă turnați apă pe polietilenă, atunci aceasta se va aduna în depresiuni, va curge din locuri mai înalte în cele inferioare. Rezultatul este un model pentru distribuția apelor subterane. Și dacă faceți mai multe găuri de diferite dimensiuni în polietilenă, veți obține un model de pătrundere a apelor superioare în orizonturile subiacente.

La fel, rezervele de apă subterană se formează acolo unde stratul impermeabil creează depresiuni. Râurile subterane se formează de la depresiuni mai înalte până la cele inferioare. În locurile în care stratul impermeabil este întrerupt, apele superioare coboară la nivelul inferior.

Sub forma unei imagini, aceasta poate fi reprezentată după cum urmează:

Acum despre unde provin apele subterane.

Sursa principală: ploaie. Ploaia cade, este absorbită în pământ. Apa pătrunde prin straturile de sol superioare libere și se acumulează în depresiunile stratului superior impermeabil al pământului. Acest tip de apă se numește „apă de sus”. Depinde foarte mult de vreme - dacă plouă des, există apă. Dacă plouă mai rar, este puțină sau deloc apă. Este, de asemenea, cel mai poluat strat de apă subterană, deoarece filtrarea prin sol a fost minimă, iar apa conține totul - produse petroliere, îngrășăminte, pesticide etc. etc. Adâncimea acestui tip de apă este în general de la 2 la 10 metri.

Mai mult, în locurile de rupere a stratului superior impermeabil, apa de ploaie pătrunde în acviferele inferioare. Numărul lor este diferit, iar profunzimea apariției este, de asemenea, foarte diferită. Deci, limita superioară începe de la 30 de metri și poate ajunge la 300 și mai adânc. Apropo, de exemplu, în Ucraina, persoanelor le este interzis să folosească apă mai adâncă de 300 de metri, deoarece aceasta este rezerva strategică a țării.

O regularitate interesantă - cu cât se află acviferul mai adânc, cu atât mai rar există locuri de legătură cu straturile superioare din acesta. De exemplu, în deșertul Sahara se folosesc apele subterane care au căzut sub pământ în Europa. Un alt model este că cu cât apa este mai adâncă, cu atât este mai curată și cu atât depinde mai puțin de precipitații.

Se crede adesea că apele subterane sunt situate în goluri. Se întâmplă, dar mai ales apa subterană este un amestec de nisip, pietriș, alte minerale și multă apă.

S-a spus de unde provin apele subterane, cum se mișcă, dar nu s-a spus unde merg. Și fie dispar chiar mai adânc în subteran, fie se revarsă pe suprafață sub formă de izvoare, izvoare, gheizere, izvoare și alte fenomene similare. De exemplu, Niprul provine din subteran undeva în Belarus. Lângă Capul Aya (Crimeea, nu departe de Sevastopol), există o sursă de apă dulce care țâșnește în mare. Eu însumi nu am văzut (este ținut în secret :), dar scafandrul mi-a spus: te scufunzi cu o sticlă, o deschizi cu susul în jos sub apă, acolo se colectează apă dulce.

Pe lângă tipurile naturale de descărcare a apelor subterane, există și artificiale. Acestea sunt fântâni. Și un fenomen atât de interesant ca apele arteziene este asociat cu fântâni. Cu mult timp în urmă, în Franța, în Artez, a fost forată o fântână în căutarea apei. Și apa a început să țâșnească din fântână cu o fântână. Adică apa arteziană este apă care se ridică din pământ fără ajutorul pompelor. Există puține astfel de cazuri, cel mai adesea se găsesc puțuri cu flux liber.

Deci, la fel ca orice lucru din natură, apele subterane au un început, o schimbare și un sfârșit - cad sub pământ cu ploaie, se deplasează sub pământ din strat în strat și, în cele din urmă, se revarsă la suprafață.

Ciclul subteran al apei, ca să spunem așa 🙂

Coaja de apă a Pământului - hidrosfera - este formată din apele subterane, umezeala atmosferică, ghețarii și corpurile de apă de suprafață, inclusiv oceanele, mările, lacurile, râurile, mlaștinile. Toate apele hidrosferei sunt interconectate și se află într-un ciclu continuu.

Compoziția principală a hidrosferei este apa sărată. Apa proaspătă reprezintă mai puțin de 3% din volumul total. Cifrele sunt arbitrare, deoarece numai calculele sunt luate în considerare doar rezervele explorate. Între timp, conform presupunerilor hidrogeologilor, în straturile profunde ale Pământului există rezervoare colosale de apă subterană, ale căror depozite nu au fost încă descoperite.

Apele subterane ca parte a resurselor de apă ale planetei

Apele subterane sunt apa conținută în roci sedimentare purtătoare de apă care alcătuiesc stratul superior al scoarței terestre. În funcție de condițiile de mediu, cum ar fi temperatura, presiunea, tipurile de roci, apele sunt în stare solidă, lichidă sau vapori. Clasificarea apelor subterane depinde în mod direct de solurile care formează scoarța terestră, de capacitatea lor de umiditate și de adâncime. Straturile de roci saturate cu apă sunt numite „acvifere”.

Acviferele de apă dulce sunt considerate una dintre cele mai importante resurse strategice.

Caracteristicile și proprietățile apelor subterane

Distingeți între acvifere neconfinite, limitate de un strat de roci impermeabile de dedesubt și numite ape subterane, și presiune, situată între două straturi impermeabile. Clasificarea apelor subterane după tipul de soluri saturate cu apă:

• poros în nisipuri;
• umplerea fisurilor goluri de rocă solidă;
• carstic, care se găsește în calcar, gips și roci similare solubile în apă.

Apa, un solvent universal, absoarbe activ substanțele care alcătuiesc rocile și este saturată cu săruri și minerale. În funcție de concentrația substanțelor dizolvate în apă, se disting apă dulce, salată, sărată și saramură.

Tipuri de apă în hidrosfera subterană

Apa subterană este liberă sau legată. Apele subterane libere includ apele limitate și nelimitate capabile să se deplaseze sub influența forțelor gravitaționale. Printre apele asociate:

• apa de cristalizare, care este inclusă chimic în structura cristalină a mineralelor;
• apă higroscopică și filmică, legată fizic de suprafața particulelor minerale;
• apă solidă.

Rezervele de apă subterană

Apele subterane reprezintă aproximativ 2% din întreaga hidrosferă a planetei. Termenul „rezerve de apă subterană” înseamnă:

• Cantitatea de apă conținută în stratul de sol saturat cu apă este rezervație naturală. Reaprovizionarea acviferelor are loc din cauza râurilor, a precipitațiilor atmosferice, a revărsării apei din alte straturi saturate cu apă. La evaluarea rezervelor de apă subterană, se ia în calcul volumul mediu anual al debitului apei subterane.
• Volumul de apă care poate fi utilizat la deschiderea acviferului este o rezervă elastică.

Un alt termen - „resurse” - denotă rezervele exploatabile de apă subterană sau volumul de apă de o anumită calitate care poate fi extras din acvifer pe unitate de timp.

Contaminarea apelor subterane

Experții clasifică compoziția și tipul poluării apelor subterane astfel:

Poluare chimică

Apele uzate lichide netratate și deșeurile solide de la întreprinderile industriale și agricole conțin diverse substanțe organice și anorganice, inclusiv metale grele, produse petroliere, pesticide toxice, îngrășăminte pentru sol, reactivi pentru drumuri. Substanțele chimice pătrund în acvifere prin apele subterane și puțurile izolate necorespunzător de straturile adiacente cu apă. Poluarea chimică a apelor subterane este răspândită.

Poluarea biologică

Apele uzate menajere netratate, liniile de canalizare defecte și câmpurile de filtrare situate în apropierea puțurilor de admisie a apei pot deveni surse de contaminare a acviferelor cu agenți patogeni. Cu cât capacitatea de filtrare a solurilor este mai mare, cu atât răspândirea contaminării biologice a apelor subterane este mai lentă.

Rezolvarea problemei poluării apelor subterane

Având în vedere că cauzele poluării apelor subterane sunt de natură antropogenă, măsurile de protejare a resurselor apelor subterane de poluare ar trebui să includă monitorizarea apelor uzate menajere și industriale, modernizarea sistemelor de tratare și eliminare a apelor uzate, limitarea deversărilor de ape uzate în corpurile de apă de suprafață, crearea zonelor de protecție a apei și îmbunătățirea tehnologii de producție.

(la o adâncime de 12-16 km) în stare lichidă, solidă și de vapori. Cele mai multe dintre ele se formează ca urmare a scurgerilor de pe suprafața ploii, a topiturii și a apelor râului. Apele subterane se mișcă constant atât pe verticală, cât și pe orizontală. Adâncimea, direcția și intensitatea mișcării lor depind de permeabilitatea la apă a rocilor. Rocile permeabile includ pietricele, nisipuri, pietriș. A impermeabiliza (impermeabil), practic impermeabil la apă - argile, dense fără crăpături, soluri înghețate. Stratul de rocă care conține apă se numește acvifer.

În funcție de condițiile de apariție, apele subterane sunt împărțite în trei tipuri: situate în stratul superior al solului; întins pe primul strat permanent impermeabil de la suprafață; interstratal, situat între două straturi rezistente la apă. Apele subterane sunt alimentate de sedimente scurse, ape, lacuri. Nivelul apei subterane variază în funcție de anotimpuri și este diferit în diferite zone. Deci, în ea coincide practic cu suprafața, este situat la o adâncime de 60-100 m. Ele sunt distribuite aproape peste tot, nu au presiune, se mișcă încet (în nisipurile grosiere, de exemplu, la o viteză de 1,5-2,0 m pe zi). Compoziția chimică a apelor subterane nu este aceeași și depinde de solubilitatea rocilor adiacente. Prin compoziția chimică, se disting apele subterane proaspete (până la 1 g de sare la 1 l de apă) și mineralizate (până la 50 g de săruri la 1 l de apă). Descărcările naturale de apă subterană la suprafața pământului se numesc surse (izvoare, izvoare). Ele se formează de obicei în locuri joase unde suprafața pământului este traversată de acvifere. Izvoarele sunt reci (cu nu mai mult de 20 ° C, calde (de la 20 la 37 ° C) și fierbinți, sau termice (peste 37 ° C). Izvoarele fierbinți periodic sunt numite gheizere. Acestea sunt situate în zone recente sau moderne (,). Apele izvoarelor conțin o varietate de elemente chimice și pot fi dioxid de carbon, alcaline, soluții saline etc. Multe dintre ele au valoare medicinală.

Apele subterane alimentează fântâni, râuri, lacuri; dizolva diverse substante in roci si transfera-le; provoca alunecări de teren ,. Ele oferă plantelor umezeală și populației cu apă potabilă. Izvoarele asigură cea mai pură apă. Aburul și apa caldă de la gheizere sunt folosite pentru încălzirea clădirilor, a serelor și a centralelor electrice.

Rezervele de apă subterană sunt foarte mari - 1,7%, dar sunt reînnoite extrem de încet, iar acest lucru trebuie luat în considerare la utilizarea acestora. Protecția apelor subterane împotriva poluării nu este mai puțin importantă.

Izvoare subterane

Facilități de admisie a apei

Definiții:

Facilități de admisie a apei(admisie de apă) - un complex de structuri hidraulice și stații de pompare care asigură admisie de apă de la sursă, tratare preliminară și alimentare, în conformitate cu cerințele consumatorilor pentru continuitate, debit și presiune.

Aportul de apă(aportul de apă) - o structură cu ajutorul căreia apa este preluată dintr-o sursă de alimentare cu apă și protecție împotriva faunei și florei care intră în fluxul transportat.

Aportul de apă- procesul de preluare a apei dintr-o sursă de alimentare cu apă.

Aportul de apă adâncă- procesul de preluare a apei din straturile inferioare ale sursei de alimentare cu apă.

Sursa de alimentare cu apă- un curs de apă sau un corp de apă utilizat pentru alimentarea cu apă.

Locul de prelevare- secțiunea sursei de alimentare cu apă, în interiorul căreia apa preluată de aportul de apă influențează mișcarea sedimentelor, resturilor, șoldului, planctonului, precum și direcția curenților excitați de alți factori.

Condițiile locale ale sursei de apă- un set de factori topografici, geologici, meteorologici, hidrologici, hidromorfologici, hidrotermali, hidrobiologici și alți factori ai sitului selectat sau dat al sursei. Deoarece acești factori sunt corelați, condițiile locale sunt de obicei
sunt individuale pentru fiecare zonă selectată a sursei de alimentare cu apă.

Stratificarea densității- modificarea densității apei peste adâncimea unui curs de apă sau a unui rezervor. Poate apărea datorită diferenței de temperatură sau salinitate dintre straturile de suprafață și de jos, precum și datorită afluxului de mase de apă cu un conținut crescut de sedimente.

Lectura 1.

Tipuri de surse de alimentare cu apă

Surse de suprafață

Cursuri de apă - râuri, canale;

Corpuri de apă - lacuri, mări, oceane

Izvoare subterane

Apele subterane disting: deasupra apei, solului și artezianului, apele miniere.

Pentru regiunile nordice ale țării, aceste ape se disting: suprapermafrost, interpermafrost și subpermafrost.

Rezervele de apă subterană sunt împărțite în naturale și operaționale.

Rezervații naturale Sunt volumele de apă prinse în porii și fisurile rocilor (rezerve statice și elastice) și debitele apei care curg prin secțiunea (secțiunea) considerată a acviferului (rezervații dinamice).

Rezerve operaționale stabiliți posibilitățile practice de extragere a apei subterane și caracterizați cantitatea de apă care poate fi obținută din rezervor prin structuri de admisie de apă raționale din punct de vedere tehnic și economic pentru un anumit mod de funcționare și o calitate a apei care îndeplinește cerințele consumatorilor în perioada estimată de consum de apă

Subiect: Condițiile apelor subterane.

Tipuri de prize de apă. Condiții de utilizare a acestora

Știința hidrogeologiei este implicată în studiul apelor subterane.

Conform condițiilor de apariție (Fig. 1), există două tipuri principale de apă subterană - gravitația și presiunea. Orizonturile apelor cu curgere liberă nu au o acoperire impermeabilă continuă. În astfel de orizonturi, se stabilește un nivel de apă liber, a cărui adâncime corespunde suprafeței acviferelor.

Apele primelor de la suprafața acviferului continuu

Sunt numite neasfaltate. Acumulările de apă asemănătoare lentilelor pe aquicluduri sau straturi slab permeabile care au distribuție locală formează o apă de sus, care este situată deasupra apei subterane.

Apa subterană este, de regulă. apele nepresurizate, deși în unele zone pot dobândi o presiune locală; Ele apar de obicei la adâncimi mici și, prin urmare, sunt expuse la factori hidrometeorologici. În funcție de sezon,

precipitațiile și temperaturile modifică atât nivelul apelor subterane, cât și compoziția lor chimică. Reîncărcarea apei subterane are loc prin infiltrarea precipitațiilor atmosferice și a apelor râurilor și, în unele cazuri, datorită afluxului de apă sub presiune din orizonturile subiacente. Datorită așternutului superficial și absenței acoperirilor impermeabile, apele subterane pot fi ușor contaminate. Condiții

apariția acestor ape este foarte diversă.

Apa sub presiune este închisă între straturi impermeabile. Într-o gaură de foraj care a expus un acvifer limitat, apa se ridică deasupra vârfului acestui orizont. Dacă nivelul de presiune (piezometric) este situat deasupra suprafeței pământului, atunci puțul țâșnește. Prin urmare, pentru a obține apă cu curgere automată, puțurile trebuie să fie găurite în zone cu un relief scăzut. O formațiune permeabilă delimitată de două acvocluderi nu poate fi umplută cu apă. În acest caz, se formează ape interstratale semipresiune sau nepresiune. Apele sub presiune sunt adesea numite arteziene, indiferent dacă aceste ape sunt turnate în

Orez. 1 Schema condițiilor de apariție a apelor subterane

Un acvifer este limitat dacă are o zonă de reîncărcare situată la o altitudine mai mare decât acoperișul rezistent la apă al acestui orizont.

Când pompați apă din fântână din fântână, în jurul ei se formează o pâlnie de depresiune. În apele nelimitate, această pâlnie reflectă o scădere a nivelului apei din jurul fântânii, drenând o parte a acviferului. În orizontul de presiune, se formează o depresiune a suprafeței piezometrice - o scădere a presiunii într-o anumită zonă din jurul fântânii. Apele arteziene apar de obicei la o adâncime mai mult sau mai puțin semnificativă. Acestea sunt izolate de la suprafață prin straturi rezistente la apă și, prin urmare, mai puțin susceptibile la poluare decât apele subterane. Evaluarea posibilității de utilizare a apelor subterane, determinarea rezervelor operaționale naturale ale acestora. Sub rezervațiile naturale de apă subterană se înțelege cantitatea de apă subterană din acvifere, care nu este perturbată de funcționarea instalațiilor de admisie a apei; sub consumul lor operațional, care poate fi obținut la fața locului cu ajutorul raportului tehnic și economic al structurilor de admisie a apei la un anumit mod de funcționare cu o calitate a apei care îndeplinește cerințele consumatorilor în timpul estimat al consumului. ... Acestea fac parte din rezervațiile naturale. Rezervele operaționale de apă subterană în proiectarea instalațiilor de captare a apei sunt calculate pe baza rezultatelor lucrărilor hidrogeologice detaliate efectuate pe teren.

În timpul exploatării acviferului, regimul natural și echilibrul apelor subterane sunt perturbate, ca urmare a faptului că apare o zonă de presiune scăzută în zona de captare a apei și, astfel, sunt create condiții favorabile pentru implicarea resurselor suplimentare în acest acvifer exploatat: fluxul de apă din acviferele adiacente separate prin straturi slab permeabile, infiltrarea precipitațiilor atmosferice, filtrarea din fluxurile de suprafață și rezervoare, reglarea artificială a regimului apei etc. În funcție de gradul de explorare a rezervelor operaționale, complexitatea a condițiilor hidrogeologice și hidrochimice, omogenitatea proprietăților de filtrare a rocilor purtătoare de apă stabilesc categoria apelor subterane.

Subiect: Tipuri de prize de apă subterană. Condiții de utilizare a acestora. Aportul de apă folosind puțuri

Alegerea tipului și a structurii structurilor de admisie a apei ”se face pe baza condițiilor geologice, hidrogeologice și sanitare din zonă, precum și a considerațiilor tehnice și economice. Aporturile de apă subterană constau atât din structuri separate (captare) pentru primirea apelor subterane, cât și din sistemul lor

: (prize de apă). O structură de captare poate fi numită și o admisie de apă. Fântânile de alimentare cu apă și fântânile arborelui sunt utilizate pe scară largă atât în ​​funcționarea gravitațională, cât și a apelor subterane sub presiune. Fântânile de arbore sunt utilizate mai des cu volume mici de consum și o adâncime a apei subterane de 20-30 m. Utilizarea eficientă a puțurilor de admisie a apei este posibilă atunci când adâncimea fundului acviferului este mai mare de 8-10 m și cu grosimea sa de 1-2 m. Eficiența utilizării lor crește odată cu adâncimea apelor de apariție; atunci când acviferele sunt puse în scenă, când una sau mai multe dintre ele sunt surse de alimentare cu apă, puțurile devin de neînlocuit.

Admiterile orizontale de apă pot fi utilizate cu acvifere de mică adâncime, cu grosime mică. Adesea, utilizarea lor vă permite să obțineți un efect mai mare în aportul de apă decât utilizarea prizelor verticale de apă. Admiterile orizontale de apă sub formă de țevi de drenaj și galerii, utilizate pentru captarea apelor subterane, sunt așezate în șanțuri săpate și situate la o adâncime de cel mult 5-8 m. Timp - și pentru captarea apei sub presiune la o adâncime de 20 -30 m. Apele orizontale de apă sub formă de adituri și karise sunt dispuse la adâncimi de apă de până la 20 m și, uneori, mai mult. Kyariz este o metodă veche de captare a apelor subterane. În prezent, acestea nu sunt construite, dar cele finalizate anterior sunt exploatate și reparate (Transcaucasia și sudul Asiei Centrale). Structurile de captare sunt concepute pentru a primi apa din surse ascendente și descendente (izvoare, izvoare). În funcție de condițiile pentru a ajunge la suprafața pământului de la acvifer, captarea poate avea un design diferit: sub formă de țevi de drenaj cu colecții de la un puț la cameră, o cameră de captare și, uneori, sub forma unui arbore cu o teava de scurgere. Astfel de structuri sunt relativ rare pe teritoriul Rusiei.

Captarea apei subterane prin foraje este. cel mai comun mod în practica alimentării cu apă, deoarece se distinge prin versatilitate și excelență tehnică. Este utilizat într-o gamă largă de adâncimi ale apelor subterane. Apa de la prizele de apă este transportată prin conducte de colectare a apei către rezervoare sau către conductele principale de apă sau către rețelele la fața locului ale consumatorului. Conductele de apă pot fi, de asemenea, conectate la rețeaua de alimentare cu apă la fața locului; conform regimului hidraulic, pot fi cap de presiune, debit gravitațional și cap gravitațional. În schemele de admisie a apei sifonului, se utilizează un tip special de conductă de apă - sifon prefabricat. Schemele de conducte de apă prefabricate din plan sunt foarte diverse (liniare, impas, inel, pereche), deoarece acestea depind de locația prizelor de apă, a rezervoarelor de colectare, a categoriei de fiabilitate a alimentării cu apă etc. Cele mai frecvente sunt conductele de apă liniare, care sunt proiectate pe una sau mai multe linii (Fig. 2). Posibil aranjament circular (Fig. 3. Și schemele de parcare Fig. 4) aranjament al conductelor colectoare.

Orez. .2. Scheme de linii de apă liniare (impas) care colectează

Alegerea schemei se face pe baza unei comparații tehnico-economice a opțiunilor. Cu o lungime mare de conducte de colectare a apei și un număr mare de puțuri, este uneori mai oportun să conectați conductele de apă la mai multe rezervoare de colectare (în funcție de locația consumatorilor de apă în raport cu secțiunea de admisie a apei).

Schema de transport pe apă depinde de metoda de producție a acesteia. Cele mai răspândite sunt conductele de colectare a apei, care sunt cauzate de utilizarea sistemelor de foraj dotate cu pompe submersibile. Sistemele de curgere gravitațională ale conductelor de apă prefabricate sunt utilizate la preluarea apei din capturi, fântâni cu auto-curgere, precum și din fântâni echipate cu unități de pompare sau instalații aeriene.

Avantajul acestor sisteme este posibilitatea utilizării țevilor gravitaționale. Când apa este furnizată de la structurile de drenaj către rețeaua de gravitație, funcționarea fiecărei stații de pompare nu depinde de munca altora, ea poate fi reglată fără a lua în considerare interacțiunea acestora.

Orez. .3. Scheme de conducte colectoare circulare.

Orez. .4. Scheme de linii de apă prefabricate împerecheate

Fântâna de apă are un design telescopic în conformitate cu cerințele de foraj și geologice (Fig. 5). Cea mai joasă parte a puțului servește ca rezervor de decantare. Deasupra bazinului există o parte a apei din fântână - un filtru prin care apa din acvifer pătrunde în zona sa de lucru. Deasupra părții de admisie a apei a puțului, există coloane de țevi de producție și învelitoare, care, pe de o parte, mențin pereții puțului de la prăbușire și, pe de altă parte, servesc la amplasarea țevilor și pompelor de ridicare a apei. lor. Deasupra șirului de producție există un jig, care setează direcția conductei care trece prin ea în timpul găuririi. În jurul conductorului se dispune o încuietoare de ciment sau lut, care protejează acviferul de contaminanții care intră de la suprafață prin inelul țevilor carcasei. Partea superioară a puțurilor se numește cap de sondă sau cap. Capul, în funcție de adâncime, poate fi amplasat atât în ​​pavilion, cât și în puț, unde: există echipamente mecanice și electrice. Organizarea găurilor de foraj depinde de tipul acviferelor, de adâncimea apariției acestora, de tipul de roci forate, de agresivitatea lor, de diametrul puțului și de metoda de forare.

Orez. .cinci. Fântână.

În practica construcției puțurilor pentru apă, s-au răspândit următoarele metode de găurire: rotativ cu spălare directă, rotativ cu spălare inversă, rotativ cu suflare cu aer, șnur de șoc, turbină cu jet și combinate.

metoda cablului de șoc este utilizată la forarea puțurilor la o adâncime de 150 m în roci libere și stâncoase și cu un diametru inițial al puțului mai mare de 500 mm. Pereții puțurilor sunt fixați cu țevi în mod continuu pe măsură ce fundul se adâncește.

Forajul rotativ prin natura adâncirii este împărțit în găurire cu fețe inelare și continue. Forarea cu față inelară se numește forare centrală, iar forarea continuă se numește forare rotativă. Metoda coloanei este utilizată în roci cu un diametru de foraj de până la 150-200 mm și o adâncime de foraj de până la 150 m. Metoda cu turbină cu jet este recomandată pentru forarea puțurilor cu diametru mare cu o adâncime mai mare de 500-1000 m.

Metoda combinată (frânghie de percutie și rotativă) este utilizată pentru forarea puțurilor cu o adâncime mai mare de 150 m în acvifere nelimitate și slab închise, reprezentate de sedimente libere. Metoda de spălare depinde de tipul de sol traversat. Soluțiile de apă și argilă sunt utilizate ca soluții de spălare.

Atunci când alegeți o metodă de foraj, nu numai fabricabilitatea metodei și viteza de penetrare sunt luate în considerare, ci și pentru a asigura condiții care garantează deformarea minimă a rocilor în zona de gaură.

Fântâna trebuie să asigure durabilitatea și protecția acviferului de producție împotriva pătrunderii de pe suprafața pământului și a fluxului de apă din acviferele aflate deasupra. Cea mai simplă schemă a proiectării platformei este prezentată în Fig. 6. Fântâna este fixată cu țevi de carcasă 1. Țeava este coborâtă în partea superioară a limitei de apariție a acviferelor 6. O țeavă de diametru mai mic 2 este coborâtă în conducta de carcasă, care este îngropată în stratul impermeabil subiacent. Apoi, filtrul 3 este coborât în ​​conducta 2 folosind o tijă cu un blocaj special 4, după care conducta 2 este îndepărtată, spațiul 5 dintre pereții filtrului și conductele carcasei este etanșat. La o adâncime mare a puțului (în funcție de metoda de găurire), nu este posibilă obținerea marcajului necesar cu o carcasă cu același diametru. În acest caz, o altă conductă cu diametrul mai mic D 2 este coborâtă în conducta carcasei cu diametrul D 1 (Fig. 7, a), care a atins o adâncime de h 1, care este adâncită la o adâncime de h 2. adâncimea conductei este determinată pe baza rezistenței rocilor la avansul acesteia și la considerațiile tehnologice. Calea parcursă de un șir de carcase de același diametru se numește ieșire de carcasă. O aprofundare suplimentară a puțului se realizează folosind țevi de carcasă cu un diametru mai mic D 3 etc. Diferența dintre diametrele șirurilor de carcasă anterioare și ulterioare trebuie să fie de cel puțin 50 mm. Producția de carcasă depinde de distribuția dimensiunii particulelor a rocii și de metoda de forare. Cu metoda de frânghie de șoc, aceasta este de 30-50 m și numai pentru

Orez. 6. Schema unei foraje la adâncimi mici și adânci

rocile stabile pot ajunge la 70-100 m. Cu forajul rotativ, puterea crește la 300-500 m, ceea ce simplifică foarte mult proiectarea puțului, reduce consumul de țevi și accelerează procesul de forare. Cu un sondă telescopică, pentru a economisi carcasa, șirurile de conducte interioare sunt tăiate (vezi Fig. 7.6). Marginea superioară a țevii carcasei care rămâne în sondă trebuie să fie cu cel puțin 3 m mai înaltă decât pantoful șirului anterior. Decalajul inelar între partea rămasă a șirului de țeavă decupată și șirul anterior de carcasă este cimentat sau sigilat de aranjând o cutie de umplutură.

Când o fântână trece prin două acvifere I, cea superioară, care nu este exploatată, trebuie acoperită cu o coloană oarbă, în timp ce trebuie îngropată în acvariu. Ei bine, desenele sunt foarte diverse.

Pentru învelișul puțului, se utilizează manșoanele din oțel și țevile sudate electric, pentru puțurile cu adâncimea de până la 250 mm - uneori țevi de azbest-ciment de înaltă calitate.

Pentru ridicarea apei din fântâni, se utilizează echipamente de ridicare a apei de diferite tipuri. Unitățile de pompare de tip ETsV sunt utilizate pentru echiparea puțurilor cu o adâncime de 10-700 m și mai mult. Pot funcționa în puțuri deviate într-o varietate de condiții hidrogeologice. Unitățile de pompare cu arbore de transmisie sunt utilizate pentru puțuri de până la 120 m adâncime, ele pot funcționa doar în puțuri verticale. Apa cu o deteriorare dinamică estimată de cel mult 5 m de la suprafața pământului poate fi preluată de pompele orizontale. Pentru ridicarea apei din fântâni, se folosesc instalații aeriene, care fac posibilă ridicarea apei din fântâni curbate, precum și a apei care conține impurități mecanice în cantități care depășesc limitele stabilite pentru pompele de alte tipuri.

Deasupra gurii fântânilor de apă se construiesc pavilioane pentru a găzdui capul fântânii, un motor electric, o pompă centrifugă orizontală, echipamente de pornire și măsurare și dispozitive de automatizare. În plus, acestea conțin părți ale unei conducte de presiune echipate cu încuietori, o supapă de reținere, un piston și o supapă de eșantionare. Fiecare fântână este echipată cu un debitmetru.

Pavilioanele de puțuri pot fi de tip subteran și de suprafață. Pavilioanele subterane sunt de obicei construite în teren uscat. pentru a reduce volumele de construcție, acestea sunt realizate în două camere sub formă de puțuri de alimentare cu apă.

Dacă puțurile de alimentare cu apă sunt situate în locuri inundate de apele de inundații ale râurilor inundabile, atunci pavilionul este construit pe un așternut sau sub protecția barajelor de terasament cu o înălțime care depășește orizontul maxim de inundații. Filtrele determină în mare măsură fiabilitatea structurii de admisie a apei, deoarece acestea trebuie să asigure accesul liber al apei la fântână, funcționarea stabilă a puțurilor pentru o lungă perioadă de timp, să protejeze împotriva șlefuirii cu pierderi hidraulice minime și, în cazul înnămolirii suprafeței sale, permite posibilitatea de a efectua măsuri de remediere. În plus, acestea trebuie să fie rezistente la coroziunea chimică și electrochimică.

Principala pierdere de presiune din filtru cade pe suprafața de admisie a apei (cadru) și pe capacul de pietriș (rocă purtătoare de apă). Filtrele pot fi clasificate așa cum se arată în Fig. opt.

Orez. .opt. Clasificarea filtrelor de puț de apă

Filtrul constă dintr-o parte de lucru (admisie de apă), conducte de suprafiltru și un bazin. Lungimea tuburilor de filtrare depinde de proiectarea sondei. Dacă filtrul este situat pe coloană, atunci conductele de supra-filtru sunt continuarea acestuia. Cu un diametru mai mic, conductele supra-filtrante intră în interiorul șirului de producție cu cel puțin 3 m la o adâncime a puțului de până la 50 m și cel puțin 5 m la o adâncime mai mare. O etanșare din cauciuc, cânepă, ciment etc. este instalată în spațiul format între ele. În anumite condiții, rolul etanșării este jucat de un strat de pietriș umplut între carcasa de producție și filtru. din rezervoarele de decantare din filtre este luată de obicei egală cu 0,5-2 m.

Cele mai răspândite sunt filtrele care conțin particule, care includ filtre cu cadre și filtre cu o suprafață suplimentară de admisie a apei. În aceste modele, efectul de prevenire a șlefuirii se realizează prin ajustarea dimensiunii deschiderii carcasei filtrului la dimensiunea particulelor acviferelor sau a pietrișului. Filtrele cu deviere de pietriș se caracterizează prin prezența unor astfel de elemente ale suprafeței de admisie a apei, care exclud suprapunerea directă a acviferelor sau a particulelor de pietriș de pe filtru.

În filtrele gravitaționale, sunt dispuse deschideri largi de admisie a apei, în care solul este împiedicat să fie transportat de gravitație.

Elementele principale ale filtrului sunt rama de susținere și suprafața de admisie a apei.Rama oferă rezistența mecanică necesară și servește ca structură de susținere a suprafeței de filtrare. SNiP „Alimentarea cu apă. Rețele și structuri externe ”recomandă următoarele tipuri de cadre: tijă, tubulară cu perforație rotundă și cu fante, ștanțată din tablă de oțel. Ca suprafață de filtrare, se folosește o înfășurare de sârmă, o foaie ștampilată, o foaie ștampilată cu praf de nisip cu strat strat sau două și pietriș, țesut pătrat și galon. Atunci când se iau cantități mici de apă, se pot utiliza filtre din beton poros (așa-numitul poros).

Modelele filtrelor sunt prezentate în Fig. .nouă.

Orez. 9. Diagramele de bază ale filtrelor pentru puțurile de alimentare cu apă

tabelul 1

Subiect: Calculul puțurilor de apă

Fântânile de apă sunt utilizate pentru admisia apelor subterane atât sub presiune, cât și nepresurizate (Fig. 10). Există două tipuri de puțuri: perfect și imperfect. O fântână perfectă este înțeleasă ca o fântână care pătrunde în acvifer până la stratul subiacent rezistent la apă. Dacă fântâna se termină în acvifer, atunci se numește imperfect. Imperfecțiunile de deschidere sunt de două tipuri: în funcție de gradul de deschidere al orizontului, care depinde de raportul dintre lungimea filtrului și grosimea formației și în funcție de natura deschiderii, care depinde de structurile de filtrare instalate în formațiune . Sarcina principală de proiectare este de a selecta un tip rațional și un aspect al sistemului de sonde, adică determinarea numărului optim de puțuri, distanțele dintre acestea, poziția lor relativă la sol, proiectarea filtrelor, diametre și dirijarea conductelor, caracteristicile echipamentelor de pompare, ținând seama de posibila scădere a nivelului apei în puțuri. Aceste sarcini sunt rezolvate pe baza calculelor hidrogeologice pentru a determina debitul puțurilor și scăderea nivelului apei în timpul funcționării, evaluând influența reciprocă a puțurilor individuale atunci când acestea lucrează împreună. Concomitent cu soluționarea acestor probleme, sunt specificate schemele de localizare a puțurilor de admisie a apei, numărul și tipul acestora. Atunci când se efectuează calcule hidrogeologice, debitul corespunzător unui consum dat de apă este luat ca valoare inițială sau

Orez. 10. Tipuri de puțuri

1 - filtru; 2 - bine; 3 - strat impermeabil (acoperiș); 4 - plan de presiune;

5- acvifer; 6- impermeabilizare; 7- curba depresiei; 8 - nivelul static al apei; 9 - pomparea nivelului apei

debitul maxim care poate fi obținut. În ambele cazuri, calculele stabilesc

dimensiunile structurilor de admisie a apei (adâncime, diametru), numărul, amplasarea și debitul puțurilor

pentru o anumită durată de funcționare și scăderea maximă admisă a nivelului apei.

Pe baza calculelor hidrogeologice variante ale schemelor luate în considerare, se alege

optim. În toate variantele, scăderile de nivel calculate sunt comparate cu cele admise.

Atunci când nivelul de proiectare scade peste rata admisibilă de producție a puțului, acesta nu poate fi asigurat. În acest caz, este necesar să creșteți numărul de puțuri sau să le distribuiți pe o zonă mică. Cu o scădere a nivelului, se poate crește rata de producție a puțului admisibilă mai mică. Dacă nu este necesară o creștere a producției, atunci numărul puțurilor ar trebui redus sau redus

distanța dintre ele. De asemenea, puteți varia aspectul liniilor de apă. Hidrogeologic

calculele structurilor de admisie a apei se efectuează pe baza legilor de filtrare. Să luăm în considerare dependențele generale calculate pentru determinarea consumului de apă dintr-o structură de admisie a apei. Rată de producție bună

în acvifere pot fi găsite prin următoarele relații:

presiune

Q = 2p k m S adăuga/ R

flux liber

Q = p kmS add (2h e - S add) / R

Unde k - permeabilitatea la apă a formațiunii exploatate (aici / s este coeficientul de filtrare; m este grosimea formațiunii); S add - scăderea maximă permisă a nivelului apei subterane; el - puterea naturală a fluxului solului; R= R o + bx - rezistență la filtrare, în funcție de condițiile hidrogeologice și de tipul structurii de admisie a apei (aici R o - rezistență hidraulică R la locul fântânii; x - rezistență suplimentară, ținând cont de imperfecțiunea de filtrare a puțului; b = Q o / Q este raportul dintre debitul puțului considerat Q o și debitul total al aportului de apă Q). ...

Cantitățile R, R o și x pot fi determinate numai cu unul sau alt grad de detaliu

situație hidrogeologică. La construirea schemelor de proiectare, se presupune că acviferul

rezervor (sistem, complex de acvifere) atât în ​​condiții naturale, cât și în condiții

funcționarea prizelor de apă este o singură zonă fizică care are

anumite limite externe. Lucrările fundamentale sunt dedicate definirii acestor condiții.

F.M. Bochever și N.N. Verigan. Condițiile includ geologia, structura și proprietățile

acvifere, precum și surse de reîncărcare a apelor subterane. Alegerea uneia sau altei scheme se efectuează pe baza datelor hidrogeologice obținute ca urmare a studiilor sau pe baza unui analog al puțurilor din apropiere. În conformitate cu diagrama, se utilizează o dependență calculată diferită pentru a calcula rezistențele. Masa 5.2 arată câteva dependențe calculate pentru determinarea rezistenței hidraulice în timpul funcționării prizelor de apă de diferite tipuri lângă râuri perfecte în condiții de filtrare constantă. Râurile perfecte sunt râuri cu o lățime considerabilă, fără material nămolitor sau înfundat, care împiedică filtrarea apelor râurilor în acvifer. Bazinele arteziene se caracterizează printr-o structură etajată a straturilor de apă. Acviferele bine permeabile alternează cu straturi rezistente la apă și cu permeabilitate redusă. Pentru aceste bazine, sunt luate în considerare următoarele scheme de proiectare: acvifere izolate cu suprafață nelimitată și acvifere stratificate în secțiune. Formațiunile izolate nelimitate se caracterizează prin absența surselor externe de reîncărcare a apei subterane. În timpul funcționării instalațiilor de admisie a apei, nivelul apei subterane scade continuu. Funcționarea unor astfel de prize de apă este însoțită de formarea de cratere depresive, care acoperă zone întinse. În aceste condiții, ar trebui să se țină seama de influența posibilă a aportului de apă proiectat asupra structurilor de absorbție a apei existente. Dependențe de bază calculate pentru distribuția rezistenței hidraulice R 0 când se operează prize de apă în formațiuni izolate nelimitate sunt date în tabel. .3. Aceste dependențe includ raza condițională de influență a puțului r în =, Unde dar - NS NS factorul de conductivitate piezo al rezervorului, care caracterizează rata de redistribuire a presiunii apei subterane în timpul mișcării nesigure (aici k este coeficientul de filtrare determinat empiric; m este grosimea rezervorului; t este durata coborârii apei subterane; m este coeficientul de pierdere a fluidului rezervorului limitat)

În acviferele stratificate, rezervele de apă subterană se formează sub influență

revărsarea apei subterane în orizontul exploatat din straturile de alimentare adiacente

prin straturi separate slab permeabile în partea de sus sau de jos a orizontului. Mod

funcționarea acestor prize este în general instabilă. Cu toate acestea, cu stocuri mari

apă în formațiunile furajere și revărsarea intensivă a apei în formațiunea exploatată de mai jos

nivelurile de aport de apă se pot stabiliza. Dependență calculată pentru determinare

rezistența hidraulică R o în formațiuni cu două straturi este dată în tabel. 4. Se referă la cazul în care stratul superior are o permeabilitate foarte slabă (k o< k), содержит воды, имеющие свободную поверхность, и обладает значительной водоотдачей (m>m *). Stratul inferior de producție este compus din roci bine permeabile. Acest model este tipic pentru acviferele arteziene de mică adâncime. Relații similare există pentru alte condiții de apariție a apelor subterane.

La calcularea aporturilor de apă, este necesar să se țină seama de rezistența suplimentară la filtrare x, datorită gradului de penetrare a acviferului de foraj. Valoarea numerică a coeficientului x depinde de parametrii m / r o și l f / m, Unde m- grosimea acviferului; r o - rază de sondă; l f - lungimea filtrului. Pentru apele nepresurizate m = h e - S o/ 2 . ; l f =; l fn -S o / 2, aici el - capacitatea de curgere liberă inițială ; Asa de - scăderea nivelului apei în fântână; l fn Este lungimea totală a filtrului neinundat. Valorile numerice ale lui x sunt date în Tabelul 5. Coborârea admisibilă a apei din fântână S adaugă se determină în funcție de datele pompărilor experimentale. Scăderea aproximativă admisă a nivelului apei poate fi determinată:

flux liber

S add = (0,5 ÷ 0,7) h e - D h sat - D h f

presiune

S add = N e- [(0,3 ÷ 057)]m + D H sat - D H f

Unde Nuși el- capul de deasupra fundului orizontului (în straturi de presiune) și adâncimea inițială a apei până la stratul limitat (în orizonturi cu flux liber);

D h us D H us- adâncimea maximă de imersie a pompelor (marginea inferioară a acesteia sub nivelul dinamic);

D h f, D H f- consumul de presiune la intrarea în sondă; m- grosimea acviferului.

CALCULURI INTEGRATE ALE INTRĂRILOR DE APĂ SUBTERANE

Fântânile de admisie a apei, conectate prin conducte de colectare, reprezintă un singur sistem hidraulic. În timpul funcționării unor astfel de sisteme, relația dintre modificarea debitului puțurilor (și aportul de apă în ansamblu) este clar urmărită cu o modificare a regimului hidrodinamic al apelor subterane, precum și cu parametrii hidraulici ai structurilor individuale. Prin urmare, deja în etapa de dezvoltare a proiectului, performanța sistemului ar trebui evaluată. O astfel de evaluare se face pe baza unor calcule complexe ale aporturilor de apă subterană. Sarcina principală a unui calcul cuprinzător al aporturilor de apă subterană este de a determina valorile reale ale debitelor de puțuri și scăderea nivelului apei în acestea, ca precum și debitele și pierderile de cap în conductele de colectare și parametrii de funcționare a echipamentului de ridicare a apei. Prin urmare, astfel de calcule trebuie efectuate în diferite moduri de proiectare și pentru diferite perioade de funcționare a prizelor de apă (de exemplu, luând în considerare fluctuațiile sezoniere ale nivelurilor și epuizarea rezervelor de apă subterană, înfundarea și defectarea puțurilor, deconectarea liniilor individuale de colectare a apei conducte etc.) și pe baza acestui lucru, programați calendarul activităților care vizează menținerea funcționării stabile a sistemului. Materialul inițial pentru efectuarea calculelor de admisie a apei sunt: ​​a) schema de proiectare hidrogeologică a amplasării structurilor de admisie și infiltrare a apei; b) o schemă de proiectare pentru colectarea apei din fântâni; c) schema de înălțime a alimentării cu apă a consumatorului.

Metode grafic-analitice de calcul hidraulic al modurilor de operare ale puțurilor unice.

Când apa este scoasă dintr-o fântână (Fig. 11), capul pompei H este cheltuit pentru depășirea înălțimii geometrice a creșterii apei z, scăderea nivelului S și a pierderilor de cap în conducta de apă D h de la fântână la punctul de alimentare cu apă . În acest caz, pompa instalată în puț dezvoltă un cap egal cu:

H = (Ñр - Ñst.munte) + S + D hвÑр

Unde H -înălțimea maximă a apei se ridică din fântână; v p, - marca nivelului apei din rezervor; Munții secolului V - marca nivelului static al apelor subterane; S - scăderea nivelului în puț; D h Pierderi de cap în conducta de apă de la fântână la rezervor, inclusiv pierderile de cap în conductele de ridicare.

Diferența de înălțime (Ñ ​​p - Ñ st. Munții) este înălțimea geometrică a creșterii apei din fântână. Dacă aceste semne nu se schimbă, atunci (Ñ р - Ñ st.gor.) = Const = z

Pe de altă parte, pompa dezvoltă un cap în conformitate cu caracteristica sa de funcționare H-Q, care în intervalul valorilor de eficiență optime poate fi aproximată printr-o ecuație de forma: H = A-BQ 2

Unde DARși IN - parametrii caracteristicii pompei H-Q.

Rn.11. Schema de alimentare cu apă din fântână

1- filtru; 2 - pompa

Orez. 12. Metodă grafic-analitică pentru calcularea sistemului fântână-pompă-conductă-rezervor-de-apă "

Înlocuirea expresiei (4) în formula (3) și luând în considerare dependența S = ¦ (Q) și D h = ¦ (Q) oferă expresia

Z + (R + x) + l AQ 2 = A-BQ 2

unde k este coeficientul de filtrare; T- grosimea rocilor gazdă ( k m- coeficient

permeabilitatea la apă a rocilor); R - rezistența la filtrare a formațiunii; x - filtrare

rezistență la filtrare bine; l- lungimea conductei ascendente de la pompă la punctul de conectare

fântâni către rezervor și A, este rezistivitatea conductei de apă.

Ecuația (5) poate fi rezolvată grafic pentru puțuri unice. Pentru a face acest lucru, coordonatele H-Q trebuie poziționate în așa fel încât punctul H = 0 să fie la semnul v al munților. Apoi linia v = const (pe grafic (Fig. 12) va determina înălțimea geometrică a creșterii apei din fântână și linia 1 - SQ caracteristică bine (caracteristica bine poate fi trasată atât în ​​funcție de datele experimentale, cât și pe baza calculelor). În cele din urmă, având în vedere rezistența hidraulică, construiți caracteristicile conductei de apă h-Q (curbă 2). Când se adaugă caracteristicile S-Q și D h -Q pe linia v = const, există o caracteristică combinată (curba 3) fântâni ale unei conducte de apă și ale unui rezervor, care este un grafic al dependenței înălțimii totale a creșterii apei de debitul fântânii.

Orez. 13. Metodă grafică pentru rezolvarea problemei de reglare a debitului fântânii

Graficul (Fig. 12) arată, de asemenea, caracteristica ( H-Q)(curba 4) pompa să fie instalată în puț. Intersectându-l cu o curbă 3 dă punctul de funcționare al pompei cu coordonate H p și Q p(Unde Q p- debitul real al pompei și H p - presiunea dezvoltată de pompă cu această alimentare cu apă). În același timp, s-au determinat și valorile S în puț și D h în conducta de apă. De multe ori, nu este posibil să selectați o pompă din sortimentul disponibil, al cărui punct de funcționare ar corespunde exact valorilor cerute de Q sau H fântâni. Prin urmare, în practică, pompele sunt selectate cu o anumită marjă de cap și alimentarea lor este reglementată. O astfel de reglare, de regulă, se efectuează folosind supape instalate pe conducta de presiune; mai rar - o modificare a numărului de rotoare de pompă.

În cazul în care debitul pompei este reglat prin instalarea unei clapete de accelerație pe linia de presiune care conectează fântâna la conducta de apă, eficiența instalației scade brusc și se ridică la

h = h y

aici h este eficiența instalației, luată conform graficului H-Q la un Q dat al pompei; H n - capul pompei, conform alimentării Q minus pierderile de cap D h în conducta de apă; z p- cantitatea de strangulare.

Prin urmare, datorită naturii sale neeconomice, această metodă de control nu poate fi recomandată pentru o perioadă lungă de timp, mai ales în cazul în care valorile z p Grozav ( z p> D H n), unde D N n - capul dezvoltat de un rotor al pompei. La z> D N n alimentarea unităților de pompare trebuie reglată prin schimbarea numărului de rotoare. Numărul de roți care trebuie scoase din pompă este determinat de expresia n = zși / D H p cu rotunjire NS până la cea mai apropiată valoare întregi cea mai mică. În cazul în care z> D H n, apoi simultan cu o modificare a numărului de rotoare pentru a asigura un anumit debit al pompei, este instalată o clapetă de accelerație pe linia de presiune. Valoarea capului strâns în acest caz este

Z n> Z n - n D N n

Să presupunem că, în funcție de condiție, este necesar să se furnizeze alimentare cu apă a rezervorului în cantitate de Qt, în timp ce

Qt< Q . Этому расходу на совмещенном графике рис.12 соответствует точка В с координатами

Qt și Ht. Capul efectiv al pompei la alimentarea cu apă în cantitate de Qt este egal cu Ht1 (Ht1> Ht).

În consecință, capul strâns este zt = H | - HT. La intersecția perpendicularei

reconstituită din punctul B pe axa absciselor, cu liniile 1 și 3 se află valorile căutate ale tuturor

zinn uscat ", D h о și 5 t atunci când este furnizată apă în cantitate de Q t. Când se schimbă oricare dintre componente

dependență (.5), punctul de funcționare al pompei este deplasat în funcție de caracteristica Q-H. De exemplu, epuizarea rezervelor de apă subterană duce la o creștere a înălțimii geometrice a creșterii apei din puțuri, adică la o creștere a presiunii H a pompei și, în consecință, la o scădere a debitului sondei Q. O imagine similară se observă cu o creștere a rezistenței hidraulice a filtrului sondei cauzată de colmataj. Timpul Tz, timp în care nu există nicio încălcare a condițiilor S De la> poate fi considerată o perioadă de funcționare stabilă a puțului. Cu toate acestea, în practică, de data aceasta, de regulă, se dovedește a fi mai mică decât viața estimată a puțurilor. Să presupunem (Fig. 13) că caracteristica fântânii (liniei]) a fost determinată pentru perioada de construcție a acesteia și, în timpul funcționării fântânii, rezistența hidraulică a filtrului a crescut, iar caracteristica a început să fie determinată de linie 2. Ca urmare a acestor modificări, punctul de funcționare al pompei se va deplasa de la punctul B la punctul B ". În acest caz (a se vedea Fig. 13) scăderea nivelului apei în puț va fi de 5"> 5, iar debitul său va scădea cu valoarea DQ. În fig. 13 pentru claritatea construcției grafice, HQ-ul caracteristic al pompei este înlocuit de așa-numita caracteristică de strangulare obținută prin scăderea din ordonate H a pierderilor de presiune în linia de apă D h v. Pentru a asigura debitul necesar al unității de pompare în cantitate de Qt, pierderile de presiune pe clapeta de accelerație trebuie reduse cu valoarea z zн = zн - (S "- S). În acest caz (așa cum se poate vedea din Fig. 13) scăderea nivelului apei în puț crește Prin urmare, această metodă de reglare a debitului poate fi utilizată doar pentru o anumită perioadă de funcționare, în timp ce scăderea puțului este mai mică decât S (sau atâta timp cât valoarea α;> o). În Fig. 5.13 punctul D corespunde la condiția când la () = φ, (r> 0) și 5 = 5 op. instalare. În același timp, dacă reducem r "a la valori la care ar fi alimentarea cu apă din fântână (), atunci va avea loc o creștere a scăderii nivelului apei în fântâna I și 5 va depăși 5. În consecință, caracteristica puțului reprezentat de curba 2 corespunde condițiilor în care filtrul este extrem de închis și funcționarea ulterioară a instalației fără un set de măsuri pentru restabilirea debitului puțului este imposibilă. Regenerarea filtrului puțului face ca este posibil să se reducă rezistența hidraulică la valori apropiate de cea inițială. Apoi, cu un cap de accelerație zn ", debitul instalației va fi Qn> Qt și, pe măsură ce rezistența crește, apa va scădea și numai când limita filtrului de sonde este atinsă va fi egală cu Qt. Introducerea sistemelor artificiale de reaprovizionare a apelor subterane (APWS) determină o creștere a nivelului apei subterane și, la rândul său, duce la o creștere a debitului pompei instalat în puț. În același timp, pentru a asigura o anumită creștere a debitului, este de asemenea necesar să reglați funcționarea pompei sau să o înlocuiți. Să presupunem că unitatea IPPV a fost pusă în funcțiune în momentul t = Ts (când filtrul puțului este extrem de strâns) și a furnizat o creștere a nivelului cu valoarea DS. Apoi, pe baza calculelor hidrogeologice, este posibil să se mărească aportul de apă pentru a o aduce la o valoare de Q g egală cu

Qr = Qt + 2pkmDS. / (R + x) (.6)

unde k este rezistența la filtrare a acviferului sub acțiunea aportului de apă

fântâni; x - rezistență suplimentară la imperfecțiune a puțului în momentul de timp Тs

În Fig. 14, valoarea lui Q este abscisa punctului C, care se află la intersecția caracteristicii fântânii (linia 2) și linia a - b pe S corespunzător adăugați + DS, unde DS = Q b, R b. / 2pkm, R 6 - [rezistența la filtrare a acviferului sub acțiune

Orez. 14. Calculul creșterii ratei de producție a puțurilor cu reaprovizionare artificială

ape subterane (IPPV)

vom avea

aprovizionarea cu apă într-o cantitate din orice al n-lea puț pentru o dată

Orez. 5.17. Schema de conectare a puțurilor unui rând liniar la o conductă de colectare a apei.

După care

În plus, sunt determinate capetele pompei

mod de operare. Pentru aceasta, calculele aporturilor de apă se efectuează în următoarea ordine.

Subiect. ... Fântânile mele. Prese orizontale de apă

Orez. .22. Schema puțului meu

Rie. .23 Structuri de puțuri de arbori din inele prefabricate din beton armat

Prese orizontale de apă

Admiterile orizontale moderne de apă, de regulă, sunt o șanț de drenaj sau o galerie de drenaj echipată cu deschideri corespunzătoare cu un filtru de nisip-pietriș pentru aportul de apă. Distribuția dimensiunii particulelor a straturilor individuale ale filtrului de retur este determinată prin calcul. Apa în locația dispozitivelor nodosaborty este evacuată prin tăvile situate în partea inferioară. pentru inspecție, ventilație și reparații în timpul funcționării, admisia de apă este echipată cu puțuri de inspecție.

Atunci când se iau cantități mici de apă pentru consumatorii mici pentru aprovizionarea temporară cu apă, precum și la o adâncime a apei subterane de 2-3 m de la suprafața pământului, se utilizează prize de apă de șanț. Aportul de apă din solul zdrobit cu piatră (Fig. 5. 24, a) se efectuează într-o tranșee, așezând materiale filtrante, a căror dimensiune crește spre mijlocul șanțului. Raportul dintre diametrele particulelor straturilor adiacente ale umpluturii și particulelor stratului superior este selectat pentru umplerea filtrelor de admisii de apă din puț.

Orez. Prese de apă din tranșee

Orez. .25. Galerie ovală și dreptunghiulară de admisie a apei

Orez. .26 Galerie dreptunghiulară de admisie a apei

în debit de presiune

este. 27. Schema de calcul a aportului orizontal de apă

Rezistența hidraulică R se găsește prin formulă

C = X o / l (x o- distanța de la râu până la aportul de apă; 1- jumătate din lungimea aportului).

Rezistența suplimentară x poate fi găsită prin formulă.

Unde r o- raza de scurgere; cu - adâncirea drenului sub nivelul apei subterane.

Pentru fluxurile gravitaționale, grosimea patului închis m=h Miercuri, Unde h Miercuri- puterea medie a debitului solului în timpul funcționării admisiei de apă ( h Miercuri= 0,7 ¸0,8)

Pentru canalele și canalele dreptunghiulare r o = 0,5 (b 1+ 0,5 b 2), Unde b 1- adâncirea drenului sub nivelul apei subterane; b 2- lățimea de scurgere

În cazul unui râu perfect în ceea ce privește filtrarea (Fig. 28). rezistență hidraulică R este determinat de formula

R =ln)

De asemenea, vă recomandăm

• „Pălărie” tunsoare pentru bărbați
• Crezi că este frumos când o fată are umerii largi?
• Soția morganatică a împăratului Alexandru al II-lea, prințesa Yekaterina Dolgorukova-Yurievskaya și Crimeea
• Regele Solomon și regina Șebei
• Tehnica de machiaj vamp pas cu pas
• Vasily Leontievich Kochubei: biografia poveștii de dragoste Mazepa și Maria