doma > Rože

Kako poteka nastajanje podtalnice. Kaj so podzemne vode - klasifikacija

Zapomni si

  • Kaj se zgodi z vodo, ki z dežjem pade na tla? Skozi katere kamnine voda hitreje pronica - pesek ali glina? Kaj so vzmeti (ključi)? Zakaj je voda spomladi mrzla tudi poleti?

Kako nastane podtalnica. Voda v zemeljski skorji je v treh stanjih: tekočem, plinastem in trdnem. Voda in para zapolnijo vrzeli med delci kamnine.

Trdna voda je sestavljena iz kristalov in plasti ledu v zamrznjenih kamninah.

    Podzemna voda je voda, ki jo najdemo v kamninah zemeljske skorje.

Podzemne vode je veliko več kot površinske vode na kopnem - reke, jezera, močvirja. Nastanejo zaradi pronicanja atmosferskih padavin v globino zemlje. Najpomembnejši pogoj za nastanek podtalnice je sposobnost kamnin, da prepuščajo vodo. Ločite prepustne in vodotesne (vodotesne) kamnine (slika 142).

Riž. 142. Vodoprepustnost kamnin

Kamnine, ki prepuščajo vodo, se imenujejo prepustne kamnine. To so ohlapne porozne (pesek, kamenčki, gramoz) ali trde, vendar zlomljene kamnine (apnenec, peščenjak, skrilavec). Večji kot so delci in pore, boljša je prepustnost vode. Kamnine, ki ne prepuščajo vode, so vodoodporne ali vodotesne. To so gline ali kakršne koli razpokane trde kamnine.

Voda s površine pronica skozi prepustne kamnine, dokler na svoji poti ne naleti na nepremočljive plasti. Tu se zadržuje in postopoma zapolnjuje pore ali razpoke prepustnih kamnin. Voda nasičeni sloji tvorijo vodonosnike (slika 143). Voda v njih teče po nagnjeni površini vodotesne plasti.

Kaj so podzemne vode. Zaradi menjavanja kamnin z različno prepustnostjo vode je lahko v zemeljski skorji na različnih globinah več vodonosnikov. Ohlapne in porozne kamnine nadomestijo vodoodporne, nato spet prepustne za vodo in spet vodoodporne. Glede na lego vodonosnikov ločimo podzemno in medstransko podzemno vodo (glej sliko 143).

Riž. 143. Podzemna voda

Vode zgornjega vodonosnika, ki se nahajajo na prvi vodoodporni plasti, imenujemo podtalnica. Medstranske vode se nahajajo med dvema vodotesnima plastema. Tu voda s površja vstopa le skozi tista mesta, kjer vodonosniki pridejo na površje.

Globina in debelina plasti podzemne vode sta odvisna od geološke zgradbe ozemlja, reliefa in podnebja. V hladnih in vlažnih ravnicah lahko podtalnica priteče na površje in prispeva k nastanku močvirja. Če je podnebje vroče in suho, se podzemna voda nahaja na velikih globinah. Globina vodne gladine se lahko spreminja glede na letne čase. V Rusiji se podzemna voda spomladi nahaja bližje površini, poleti pa dlje od nje.

V poroznih kamninah v globinah največje puščave na svetu Sahare so ogromne zaloge podzemne sladke vode. Toliko jih je, da lahko zadovoljijo potrebe vseh držav v puščavi. Vendar se te vode nahajajo na globini 150-200 m od površine.

Podzemna voda pogosto prihaja na površje in tvori izvire (izvire, izvire) v reliefnih vdolbinah: rečne doline, grape. Medstranska voda se pridobiva iz posebej izvrtanih vrtin. Včasih voda teče skozi vodnjak kot vodnjak. Take vode imenujemo arteške (slika 144).

Riž. 144. Arteške vode

Artezijske vode nastajajo v vbočenih kamnitih plasteh. Voda je pod velikim pritiskom, zato teče, ko odprete vodnjak.

Vse podtalnice niso sladke. Nekateri od njih vsebujejo veliko topil in plinov. Takšne vode imenujemo mineralne vode. Na velikih globinah v debelini zemeljske skorje temperatura narašča. Zato podzemne vode tukaj postanejo tople in celo vroče.

Če so plasti zemeljske skorje sestavljene iz lahko topnih kamnin (apnenec, mavec, soli), potem podzemne vode v njih izperejo številne praznine, votline, jame (slika 145). Takšen naravni pojav, pa tudi oblike reliefa na površini in v slojih kamnin, imenujemo kras.

Riž. 145. Oblike krasa

Voda ne ustvarja samo kraških jam. Okrasi jih s slikovitimi kamnitimi »skulpturami«. Iz kapljic, ki pronicajo s stropa jam, kapniki rastejo kot ledene plodove. Iz kapljic, ki padajo na tla jame, od spodaj postopoma rastejo stebri - stalagmiti. Te oblike včasih rastejo skupaj v posamezne stolpce.

Vprašanja in naloge

  1. Kje voda vstopi v zemeljsko skorjo?
  2. Kakšne so vrste podzemne vode.
  3. Kaj je vir? Kje nastane?
  4. Kje nastajajo kraške jame?

»Nove vrste vode. Danes na zabavi - Podzemne vode... Govorili bomo o tem, kaj so podzemne vode, od kod prihajajo in kam gredo. Med potjo bomo razblinili nekaj pogostih zmot o podzemni vodi.

Podzemna voda je skupno ime za različna nahajališča podzemnih voda. Voda pod zemljo je sveža, zelo sveža, solanasta, slana, super slana (na primer v kriopegih, ki smo se jih dotaknili v članku "Raznolikost voda v svetu").

Skupno vsem vrstam podzemne vode: nahajajo se nad vodotesno plastjo zemlje. Vodoodporna plast zemlje je zemlja, ki vsebuje veliko količino gline (ne dovoljuje prehajanja vode) ali trdne kamnine z najmanj razpokami.

Če greste ven in po tleh položite list polietilena, ne dobite nič drugega kot model vodotesne plasti zemlje. Če polijete vodo z polietilenom, se bo ta zbral v vdolbinah, tekel bo z višjih mest na nižje. Rezultat je model distribucije podzemne vode. In če v polietilenu naredite več lukenj različnih velikosti, dobite model prodiranja zgornjih voda v spodnja obzorja.

Podobno se oblikujejo rezerve podzemne vode, kjer vodotesna plast ustvarja vdolbine. Podzemne reke nastajajo iz višjih depresij v nižje. Na mestih, kjer je vodotesna plast prekinjena, se zgornje vode spustijo na spodnjo raven.

V obliki slike lahko to predstavimo na naslednji način:

Zdaj o tem, od kod prihajajo podzemne vode.

Glavni vir: dež. Dež pada, se vpije v tla. Voda prodira skozi ohlapne zgornje ohlapne plasti zemlje in se nabira v vdolbinah zgornje vodotesne plasti zemlje. Ta vrsta vode se imenuje "vrhunska voda". Veliko je odvisno od vremena - če pogosto dežuje, je voda. Če dežuje manj pogosto, je vode malo ali sploh ni. Je tudi najbolj onesnažena plast podzemne vode, saj je bila filtracija skozi tla minimalna, voda pa vsebuje vse - naftne derivate, gnojila in pesticide itd. itd. Globina te vrste vode je običajno od 2 do 10 metrov.

Poleg tega deževnica v krajih zgornjega vodotesnega sloja vstopi v spodnje vodonosnike. Njihovo število je različno in tudi globina pojavljanja je zelo različna. Zgornja meja se torej začne od 30 metrov in lahko doseže 300 in globlje. Mimogrede, na primer v Ukrajini posameznikom ni dovoljeno uporabljati vode globlje od 300 metrov, saj je to strateški rezervat države.

Zanimiva pravilnost - globlje kot je vodonosnik, manj pogosto so v njem mesta povezave z zgornjimi plastmi. Na primer, v puščavi Sahara se uporabljajo podzemne vode, ki so v Evropi padle pod zemljo. Drug vzorec je, da globlja je voda, čistejša je in manj je odvisna od padavin.

Pogosto se domneva, da se podzemna voda nahaja v prazninah. Dogaja se, vendar je večinoma podzemna voda mešanica peska, gramoza, drugih mineralov in veliko vode.

Rečeno je bilo, od kod prihajajo podzemne vode, kako se gibljejo, ni pa rečeno, kam gredo. Ali pa izginejo še globlje pod zemljo ali pa se izlijejo na površje v obliki vrelcev, izvirov, gejzirjev, izvirov in drugih podobnih pojavov. Tako na primer Dnjepar izvira iz podzemlja nekje v Belorusiji. V bližini rta Aia (Krim, nedaleč od Sevastopolja) je vir sladke vode, ki priteče v morje. Sam nisem videl (skrivajo ga :), a potapljač mi je rekel: potopite se s steklenico, jo odprete na glavo pod vodo, tam se nabira sladka voda.

Poleg naravnih izpustov podtalnice obstajajo tudi umetne. To so vodnjaki. In tako zanimiv pojav, kot so arteške vode, je povezan z vodnjaki. Že dolgo nazaj so v Franciji v Artezu izvrtali vodnjak v iskanju vode. In voda je začela priti iz vodnjaka z vodnjakom. Se pravi, arteška voda je voda, ki se dvigne iz tal brez pomoči črpalk. Takih primerov je malo, najpogosteje naletijo na vrtine s prostim tokom.

Torej, tako kot vse v naravi, ima podzemna voda začetek, spremembo in konec - pada pod zemljo z dežjem, potuje pod zemljo iz plasti v plast in na koncu izlije na površje.

Tako rekoč cikel podzemne vode 🙂

Vodno lupino Zemlje - hidrosfero - tvorijo podzemne vode, atmosferska vlaga, ledeniki in površinska vodna telesa, vključno z oceani, morji, jezeri, rekami, močvirji. Vse vode hidrosfere so med seboj povezane in so v neprekinjenem ciklu.

Glavna sestava hidrosfere je slana voda. Sladka voda predstavlja manj kot 3% celotne prostornine. Številke so poljubne, saj se pri izračunih upoštevajo le raziskane rezerve. Medtem pa po domnevah hidrogeologov v globokih plasteh Zemlje obstajajo ogromni podzemni rezervoarji vode, katerih nahajališča še niso odkrili.

Podzemna voda kot del vodnih virov planeta

Podzemna voda je voda, ki jo vsebujejo vodne sedimentne kamnine, ki sestavljajo zgornjo plast zemeljske skorje. Odvisno od okoljskih pogojev, kot so temperatura, tlak, vrste kamnin, so vode v trdnem, tekočem ali parnem stanju. Razvrstitev podtalnice je neposredno odvisna od tal, ki sestavljajo zemeljsko skorjo, njihove vlažnosti in globine. Plasti kamnin, nasičenih z vodo, se imenujejo "vodonosniki".

Sladkovodni vodonosniki veljajo za enega najpomembnejših strateških virov.

Značilnosti in lastnosti podzemne vode

Ločite med neomejenimi vodonosniki, omejenimi s plastjo neprepustnih kamnin od spodaj in imenovanimi podtalnica, in tlakom, ki se nahaja med dvema neprepustnima plastema. Razvrstitev podzemne vode po vrsti z vodo nasičenih tal:

  • porozna v pesku;
  • razpoke, ki zapolnijo praznine iz trdne kamnine;
  • krasu, ki ga najdemo v apnencu, mavcu in podobnih vodotopnih kamninah.

Voda, univerzalno topilo, aktivno absorbira snovi, ki sestavljajo kamnine, in je nasičena s solmi in minerali. Glede na koncentracijo snovi, raztopljenih v vodi, ločimo sladko, slano, slano in slano vodo.

Vrste vode v podzemni hidrosferi

Voda pod zemljo je v prostem ali vezanem stanju. Prosta podzemna voda vključuje omejene in neomejene vode, ki se lahko premikajo pod vplivom gravitacijskih sil. Med povezanimi vodami:

  • kristalizacijska voda, ki je kemično vključena v kristalno strukturo mineralov;
  • higroskopska in filmska voda, fizično vezana na površino mineralnih delcev;
  • trdna voda.

Zaloge podzemne vode

Podzemna voda predstavlja približno 2% prostornine celotne hidrosfere planeta. Izraz "rezerve podzemne vode" pomeni:

  • Količina vode v nasičeni vodi je naravni rezervat. Dopolnjevanje vodonosnikov se pojavi zaradi rek, atmosferskih padavin, prelivanja vode iz drugih z vodo nasičenih plasti. Pri ocenjevanju zalog podzemne vode se upošteva povprečna letna prostornina pretoka podzemne vode.
  • Količina vode, ki se lahko uporabi pri odpiranju vodonosnika, je elastična zaloga.

Drug izraz - "viri" - označuje izkoriščene rezerve podzemne vode ali količino vode določene kakovosti, ki jo je mogoče črpati iz vodonosnika na enoto časa.

Kontaminacija podtalnice

Strokovnjaki sestavo in vrsto onesnaženja podzemne vode razvrščajo na naslednji način:

Kemično onesnaženje

Neobdelane tekoče odpadne vode in trdni odpadki iz industrijskih in kmetijskih podjetij vsebujejo različne organske in anorganske snovi, vključno s težkimi kovinami, naftnimi derivati, strupenimi pesticidi, gnojili v tleh, cestnimi reagenti. Kemikalije vstopajo v vodonosnike skozi podtalnico in nepravilno izolirane vrtine iz sosednjih vodonosnih plasti. Kemično onesnaženje podtalnice je zelo razširjeno.

Biološko onesnaženje

Neočiščene gospodinjske odpadne vode, okvarjeni kanalizacijski vodi in polja za filtriranje, ki se nahajajo v bližini vodnjakov, lahko postanejo vir onesnaženja vodonosnikov s patogeni. Višja kot je sposobnost filtriranja tal, počasnejše je širjenje biološke kontaminacije podtalnice.

Reševanje problema onesnaženja podtalnice

Glede na to, da so vzroki onesnaženja podzemne vode antropogene narave, bi morali ukrepi za zaščito virov podzemne vode pred onesnaženjem vključevati spremljanje gospodinjskih in industrijskih odpadnih voda, posodobitev sistemov za čiščenje in odstranjevanje odpadnih voda, omejevanje izpustov odpadnih voda v površinska vodna telesa, oblikovanje varovalnih con ter izboljšanje proizvodnih tehnologij.

(do globine 12-16 km) v tekočem, trdnem in parnem stanju. Večina jih nastane kot posledica odcejanja s površine deževnice, taline in rečnih voda. Podzemna voda se nenehno premika navpično in vodoravno. Njihova globina, smer in intenzivnost gibanja so odvisni od vodoprepustnosti kamnin. Prepustne kamnine vključujejo kamenčke, pesek, gramoz. Za vodotesne (vodotesne), praktično neprepustne za vodo - gline, goste brez razpok, zmrznjene prsti. Plast kamnine, ki vsebuje vodo, se imenuje vodonosnik.

Glede na pogoje pojavljanja je podzemna voda razdeljena na tri vrste: v zgornji plasti tal; leži na prvi trajni vodotesni plasti s površine; medstranski, ki se nahaja med dvema vodotesnima plastema. Podzemna voda se napaja iz uhajajočih sedimentov, voda, jezer ,. Raven podzemne vode se spreminja glede na letne čase in je v različnih conah različna. Torej, v njej praktično sovpada s površino, se nahaja na globini 60-100 m. Razdeljeni so skoraj povsod, nimajo pritiska, se premikajo počasi (v grobem pesku, na primer s hitrostjo 1,5-2,0 m na dan). Kemična sestava podzemne vode ni enaka in je odvisna od topnosti sosednjih kamnin. Po kemijski sestavi ločimo svežo (do 1 g soli na 1 l vode) in mineralizirano (do 50 g soli na 1 l vode) podzemno vodo. Naravni izpusti podtalnice na zemeljsko površino se imenujejo viri (izviri, izviri). Običajno nastanejo na nizkih mestih, kjer zemeljsko površino prečkajo vodonosniki. Izviri so hladni (z ne višjimi od 20 ° C, topli (od 20 do 37 ° C) in vroči ali termalni (nad 37 ° C). Vroče vrelce, ki občasno brizgajo, imenujemo gejzirji. Nahajajo se na območjih nedavnih oz. sodobne (,). Vode izvirov vsebujejo različne kemične elemente in so lahko ogljikov dioksid, bazične, fiziološke raztopine itd. Mnoge od njih imajo medicinsko vrednost.

Podzemne vode polnijo vodnjake, reke, jezera; raztapljajo različne snovi v kamninah in jih prenašajo; povzročajo plazove ,. Zagotavljajo vlago rastlinam, prebivalstvu pa pitno vodo. Izviri zagotavljajo najčistejšo vodo. Para in topla voda iz gejzirjev se uporabljajo za ogrevanje stavb, rastlinjakov in elektrarn.

Zaloge podzemne vode so zelo velike - 1,7%, vendar se obnavljajo izredno počasi, kar je treba upoštevati pri njihovi uporabi. Zaščita podzemne vode pred onesnaženjem ni nič manj pomembna.

Podzemni izviri

Objekti za dovod vode

Opredelitve pojmov:

Objekti za dovod vode(dovod vode) - kompleks hidravličnih konstrukcij in črpalnih postaj, ki zagotavljajo dovod vode iz vira, predhodno obdelavo in oskrbo v skladu z zahtevami odjemalcev glede njene neprekinjenosti, pretoka in tlaka.

Vnos vode(zajem vode) - struktura, s pomočjo katere se voda odvaja iz vira oskrbe z vodo in zaščita pred živalskimi in rastlinskimi objekti, ki vstopajo v pretočni tok.

Vnos vode- postopek odvzema vode iz vira oskrbe z vodo.

Globok vnos vode- postopek odvzema vode iz spodnjih plasti vira oskrbe z vodo.

Vir oskrbe z vodo- vodotok ali vodno telo, ki se uporablja za oskrbo z vodo.

Kraj vzorčenja- odsek vira oskrbe z vodo, znotraj katerega voda, ki jo jemlje voda, vpliva na gibanje usedlin, naplavin, šugolda, planktona, pa tudi na smer tokov, ki jih vzbujajo drugi dejavniki.

Lokalne razmere vodnega vira- niz topografskih, geoloških, meteoroloških, hidroloških, hidromorfoloških, hidrotermalnih, hidrobioloških in drugih dejavnikov izbranega ali danega mesta vira. Ker so ti dejavniki med seboj povezani, so običajno lokalni pogoji
so posamezne za vsako izbrano območje vira oskrbe z vodo.

Stratifikacija gostote- sprememba gostote vode po globini vodotoka ali rezervoarja. Lahko nastane zaradi razlike v temperaturi ali slanosti med površinskimi in spodnjimi plastmi, pa tudi zaradi dotoka vodnih mas s povečano vsebnostjo usedlin.

Predavanje 1.

Vrste virov oskrbe z vodo

Površinski viri

Vodotoki - reke, kanali;

Vodna telesa - jezera, morja, oceani

Podzemni izviri

Razlikujejo se podzemne vode: na vodnih, podzemnih in arteških, rudniških vodah.

Za severne regije države se razlikujejo te vode: suprapermafrost, interpermafrost in subpermafrost.

Zaloge podzemne vode se delijo na naravne in obratovalne.

Naravni rezervati Ali so količine vode, ujete v pore in razpoke kamnin (statične in elastične rezerve), in pretok vode, ki teče skozi obravnavani odsek (odsek) vodonosnika (dinamične rezerve).

Operativne rezerve določiti praktične možnosti odvzema podzemne vode in opredeliti količino vode, ki jo lahko pridobijo iz zbiralnika tehnično in ekonomsko racionalne strukture za zajem vode za določen način delovanja in kakovost vode, ki izpolnjuje zahteve porabnikov v predvidenem obdobju porabe vode

Tema: Razmere podzemne vode.

Vrste zajema vode. Pogoji njihove uporabe

Znanost hidrogeologije se ukvarja s preučevanjem podzemne vode.

Glede na pogoje pojavljanja (slika 1) obstajata dve glavni vrsti podzemne vode - gravitacija in tlak. Obzorja prosto tekočih voda nimajo neprekinjenega neprepustnega pokrova. V takšnih obzorjih se vzpostavi prosti vodostaj, katerega globina ustreza površini vodonosnikov.

Vode prve s površine neprekinjenega vodonosnika

Imenujejo se tlakovani. Leči podobne akumulacije vode na neprepustnih ali slabo prepustnih plasteh, ki imajo lokalno porazdelitev, tvorijo točko, ki se nahaja nad podzemno vodo.

Podzemna voda je praviloma. vode brez pritiska, čeprav lahko na nekaterih območjih pridobijo lokalni tlak; Običajno se pojavljajo na majhnih globinah in so zato izpostavljeni hidrometeorološkim dejavnikom. Odvisno od sezone,

padavine in temperature spreminjajo tako raven podtalnice kot njihovo kemično sestavo. Polnjenje podzemne vode se pojavi z infiltracijo atmosferskih padavin in rečne vode, v nekaterih primerih pa zaradi dotoka vode pod tlakom iz spodnjih obzorij. Zaradi plitkega pojavljanja in odsotnosti vodotesnih premazov lahko podtalnico zlahka onesnažimo. Pogoji

pojav teh voda je zelo raznolik.

Voda pod tlakom je zaprta med vodotesnimi plastmi. V vrtini, ki je razkrila omejen vodonosnik, se voda dvigne nad vrh tega obzorja. Če se nivo tlaka (piezometrični) nahaja nad zemeljsko površino, potem vrtina bruha. Zato je za pridobivanje samotočne vode treba vrtati vrtine na območjih z nizkim reliefom. Prepustne tvorbe, omejene z dvema vodotokom, ni dovoljeno napolniti z vodo. V tem primeru nastanejo poltlačne ali netlačne medstranske vode. Tlačne vode se pogosto imenujejo arteške, ne glede na to, ali se te vode prelijejo

Riž. 1 Shema pogojev pojavljanja podzemne vode

Vodonosnik je omejen, če ima območje polnjenja na višji nadmorski višini od vodoodporne strehe tega obzorja.

Pri črpanju vode iz vrtine iz vrtine se okoli nje oblikuje depresivni lijak. V vodah brez omejitev ta lijak odraža zmanjšanje vodostaja okoli vrtine in izsušitev dela vodonosnika. V obzorju tlaka nastane depresija piezometrične površine - zmanjšanje tlaka v določenem območju okoli vrtine. Arteške vode se običajno pojavljajo na bolj ali manj pomembni globini. Ločeni so od površin z vodoodpornimi plastmi in so zato manj dovzetni za onesnaženje kot podtalnica. Ocenjevanje možnosti uporabe podtalnice, določitev njihovih naravnih obratovalnih rezerv. Pod naravnimi zalogami podzemne vode se misli na količino podzemne vode v vodonosnikih, ki je ne moti delovanje naprav za zajem vode; pod njihovo obratovalno porabo, ki jo je mogoče dobiti na terenu s pomočjo tehničnega in ekonomskega razmerja vodozahvatnih struktur pri danem načinu delovanja s kakovostjo vode, ki ustreza zahtevam porabnikov v predvidenem času porabe. ... So del naravnih rezervatov. Obratovalne rezerve podzemne vode pri načrtovanju vodozahvatnih objektov se izračunajo na podlagi rezultatov podrobnih hidrogeoloških del, izvedenih na terenu.

Med izkoriščanjem vodonosnika je moten naravni režim in ravnovesje podzemne vode, zaradi česar na območju odvzema vode nastane območje nizkega tlaka, s čimer se ustvarijo ugodni pogoji za vključitev dodatnih virov v ta izkoriščeni vodonosnik: pretok vode iz sosednjih vodonosnikov, ločenih s slabo prepustnimi plastmi, infiltracija atmosferskih padavin, filtracija iz površinskih tokov in rezervoarjev, umetno uravnavanje vodnega režima itd. Odvisno od stopnje raziskovanja obratovalnih rezerv, kompleksnosti hidrogeoloških in hidrokemičnih razmer homogenost filtracijskih lastnosti vodonosnih kamnin določa kategorijo podzemne vode.



Tema: Vrste zajetja podzemne vode. Pogoji za njihovo uporabo. Zajem vode z vodnjaki

Izbira vrste in razporeditve vodozahodnih struktur temelji na geoloških, hidrogeoloških in sanitarnih pogojih območja ter na tehničnih in ekonomskih vidikih. Zajemalci podzemne vode so sestavljeni iz ločenih struktur (zajema) za sprejem podzemne vode in iz njihovega sistema

: (zajem vode). Eno zajemalno strukturo lahko imenujemo tudi zajem vode. Vodnjaki za oskrbo z vodo in vrtine za jaške se pogosto uporabljajo pri delovanju gravitacije in podtalnice pod pritiskom. Jaški jaškov se pogosteje uporabljajo z majhnimi količinami porabe in globino podtalnice 20-30 m. Učinkovita uporaba vodnjakov je možna, če je globina dna vodonosnika večja od 8-10 m in njegova debelina 1-2 m vode; v primeru nadstropnih vodonosnikov, ko je eden ali več od njih vir oskrbe z vodo, postanejo vrtine nenadomestljive.

Vodoravne zajemne vode je mogoče uporabiti s plitvim vodonosnikom majhne debeline. Pogosto njihova uporaba omogoča doseganje večjega učinka pri zajemanju vode kot uporaba navpičnih zajemov vode. Vodoravni zajemi vode v obliki drenažnih cevi in ​​galerij, ki se uporabljajo za zajem podzemne vode, so položeni v izkopane jarke in se nahajajo na globini največ 5-8 m časa - in za zajem vode pod pritiskom na globini 20 -30 m. Vodoravni zajemi vode v obliki adit in kariz so razporejeni na globinah vode do 20 m, včasih pa tudi več. Kyarises predstavljajo starodavno metodo zajemanja podzemne vode, ki se trenutno ne gradi, ampak se predhodno dokončane izkoriščajo in popravljajo (Zakavkazje in južna osrednja Azija). Zajemalne konstrukcije so zasnovane za sprejem vode iz naraščajočih in padajočih virov (izvirov, izvirov). Odvisno od pogojev za doseganje zemeljske površine iz vodonosnika ima lahko zajem drugačno zasnovo: v obliki drenažnih cevi z zbiralniki od vodnjaka do komore, eno zajemno komoro, včasih pa v obliki jaška z odtočna cev. Takšne strukture so na ozemlju Rusije razmeroma redke.

Odvzem podzemne vode skozi vrtine je. najpogostejši način v praksi oskrbe z vodo, saj ga odlikuje vsestranskost in tehnična odličnost. Uporablja se v številnih globinah podtalnice. Voda iz dovodov vode se po zbiralnih cevovodih prenaša do zbiralnikov ali do glavnih vodovodov ali do omrežij potrošnika na kraju samem. Vodovodne cevi je mogoče priključiti tudi na vodovodno omrežje na kraju samem; glede na hidravlični režim so lahko tlačni tlak, gravitacijski tok in gravitacijsko-tlačni tlak. V shemah za dovod vode sifona se uporablja posebna vrsta vodovoda - montažni sifon. Sheme montažnih vodovodov v načrtu so zelo raznolike (linearne, slepe, obročaste, parne), saj so odvisne od lokacije zajema vode, zbiralnikov, kategorije zanesljivosti oskrbe z vodo itd. Najpogostejši so linearni vodovodi, ki so zasnovani v eni ali več vodih (slika 2). Možen obroč (slika 3 in sheme parkiranja slika 4) ureditev zbiralnih vodov.

Riž. .2. Sheme linearnih (slepih) zbiralnih vodov

Izbira sheme je narejena na podlagi tehno-ekonomske primerjave možnosti. Ob veliki dolžini zbiralnih vodovodov in velikem številu vodnjakov je včasih bolj smiselno vodovodne cevi priključiti na več zbiralnikov (odvisno od lokacije porabnikov vode glede na odsek za dovod vode).

Shema prevoza vode je odvisna od načina njene proizvodnje. Najbolj razširjeni so vodovodni kanali za zbiranje tlaka, ki nastanejo zaradi uporabe vrtinskih sistemov, opremljenih s potopnimi črpalkami. Gravitacijski sistemi za zbiranje vodovodnih cevi se uporabljajo pri odvzemu vode iz zajetnih, samotočnih vrtin, pa tudi iz vrtin, opremljenih s črpalnimi enotami ali zračnimi dvigali.

Prednost teh sistemov je možnost uporabe gravitacijskih cevi. Ko se voda dovaja iz drenažnih struktur v gravitacijsko omrežje, delovanje vsake črpalne postaje ni odvisno od dela drugih, lahko se prilagodi brez upoštevanja njihove interakcije.

Riž. .3. Sheme krožnih zbiralnih vodov.

Riž. .4. Sheme parnih montažnih vodov

Vodnjak ima teleskopsko zasnovo v skladu z vrtalnimi in geološkimi zahtevami (slika 5). Najnižji del vrtine služi kot usedalnik. Nad zbiralnikom je vodni del vodnjaka - filter, skozi katerega voda iz vodonosnika vstopi v njegovo delovno območje. Nad vodozajetnim delom vodnjaka so postavljeni stebri proizvodnih in ohišnih cevi, ki na eni strani preprečujejo propadanje sten vodnjaka, na drugi pa služijo za namestitev vodovodnih cevi in ​​črpalk . Nad proizvodnim nizom je vbod, ki določa smer cevi, ki skozi njo teče med vrtanjem. Okoli vodnika je nameščena cementna ali glinena ključavnica, ki ščiti vodonosnik pred onesnaževalci, ki vstopajo s površine skozi obroče ohišja. Vrh vodnjaka se imenuje vodnjak ali glava. Glava je glede na globino lahko nameščena tako v paviljonu kot v vodnjaku, kjer: je mehanska in električna oprema. Organizacija vrtin je odvisna od vrste vodonosnikov, globine njihovega pojavljanja, vrste izvrtanih kamnin, njihove agresivnosti, premera vrtine in načina vrtanja.

Riž. .5. Vodnjak.

V praksi gradnje vodnjakov za vodo so se razširile naslednje metode vrtanja: rotacijske z neposrednim splakovanjem, rotacijske z izpiranjem nazaj, rotacijske s pihanjem zraka, udarno vrvjo, curki s turbino in kombinirane.

metoda udarne vrvi se uporablja pri vrtanju vrtin do globine 150 m v ohlapnih in skalnatih kamninah in začetnem premeru vrtine več kot 500 mm. Stene vodnjakov so neprekinjeno pritrjene s cevmi, ko se dno poglablja.

Rotacijsko vrtanje po naravi poglabljanja je razdeljeno na vrtanje z obročastimi in neprekinjenimi ploskvami. Vrtanje z obročasto površino se imenuje vrtanje jedra, neprekinjeno vrtanje pa se imenuje rotacijsko vrtanje. Metoda s stebri se uporablja v kamninah s premerom vrtine do 150-200 mm in globino vrtanja do 150 m. Metoda jet-turbine se priporoča za vrtanje vrtin velikega premera z globino več kot 500-1000 m

Kombinirana metoda (udarna vrv in rotacijska) se uporablja za vrtanje vrtin z globino več kot 150 m v neomejenih in šibko omejenih vodonosnikih, ki jih predstavljajo ohlapni sedimenti. Način izpiranja je odvisen od vrste prečkane zemlje. Kot raztopine za pranje se uporabljajo vodne in glinene raztopine.

Pri izbiri metode vrtanja se ne upošteva le proizvodna sposobnost metode in hitrost prodiranja, temveč tudi zagotovitev pogojev, ki zagotavljajo minimalno deformacijo kamnin na območju dna.

Vodnjak mora zagotavljati trajnost in zaščito proizvodnega vodonosnika pred prodorom s površja zemlje in dotokom vode iz zgornjih vodonosnikov. Najenostavnejša shema zasnove ploščadi je prikazana na sl. 6. Vodnjak je zavarovan z obložnimi cevmi 1. Cev se spusti na vrh meje pojavljanja vodonosnikov 6. Cev manjšega premera 2 se spusti v ohišje cevi, ki se zakoplje v spodnjo vodotesno plast. Nato se filter 3 s palico s posebno ključavnico 4 spusti v cev 2, nakar se odstrani cev 2, vrzel 5 med stenami filtra in ohišjem se zatesni. Pri veliki globini vrtine (odvisno od načina vrtanja) z ohišjem enakega premera ni mogoče doseči zahtevane oznake. V tem primeru se druga cev manjšega premera D 2 spusti v ohišje s premerom D 1 (slika 7, a), ki je doseglo globino h 1, ki se poglobi do globine h 2. globina cevi je določena na podlagi odpornosti kamnin na njen napredek in tehnoloških vidikov. Pot, ki jo prevozi niz ohišja enakega premera, se imenuje izhod ohišja. Nadaljnje poglabljanje vrtine se doseže z ohišjem cevi manjšega premera D 3 itd. Razlika med premeri prejšnjega in naslednjih ohišja mora biti najmanj 50 mm. Izhod ohišja je odvisen od porazdelitve velikosti delcev kamnine in načina vrtanja. Pri metodi udarne vrvi je 30-50 m in samo za

Riž. 6. Shema vrtine na plitvih in velikih globinah

stabilne kamnine lahko dosežejo 70-100 m. Z rotacijskim vrtanjem se donos poveča na 300-500 m, kar močno poenostavi zasnovo vrtine, zmanjša porabo cevi in ​​pospeši proces vrtanja. Zaradi teleskopskega izvrtine se zaradi varčevanja z ohišjem prerežejo notranje cevi (glej sliko 7.6). Zgornji rob ohišja cevi, ki ostane v vodnjaku, mora biti vsaj 3 m višji od čevlja prejšnje vrvice.

Ko vodnjak prehaja skozi dva vodonosnika I, mora biti zgornji, ki se ne izkorišča, pokrit s slepim stebrom, medtem ko mora biti zakopan v vodno vodo. Modeli vrtin so zelo raznoliki.

Za ohišje vrtin se uporabljajo jeklene obloge ohišja in električno varjene cevi, za vrtine do 250 mm globoko-včasih visoko kakovostne azbestno-cementne cevi.

Za dvigovanje vode iz vodnjakov se uporabljajo različne vrste opreme za dviganje vode. Črpalne enote tipa ETsV se uporabljajo za opremljanje vrtin z globino 10-700 m in več. Lahko delujejo v odklonjenih vrtinah pod različnimi hidrogeološkimi pogoji. Črpalne enote s prenosnim jaškom se uporabljajo za vrtine do globine 120 m, lahko delujejo le v navpičnih vrtinah. Vodo z ocenjeno dinamično škodo največ 5 m od površine zemlje lahko črpajo vodoravne črpalke. Za dvig vode iz vodnjakov se uporabljajo dvigala, ki omogočajo dvig vode iz ukrivljenih vodnjakov, pa tudi vode, ki vsebuje mehanske nečistoče v količinah, ki presegajo meje, določene za črpalke drugih vrst.

Nad ustjem vodnjakov se gradijo paviljoni za namestitev glave vrtine, elektromotorja, vodoravne centrifugalne črpalke, zagonske in merilne opreme ter naprav za avtomatizacijo. Poleg tega vsebujejo dele tlačnega cevovoda, opremljene z ključavnicami, povratnim ventilom, batom in ventilom za vzorčenje. Vsak vodnjak je opremljen z merilnikom pretoka.

Paviljoni za vrtine so lahko podzemnega in površinskega tipa. Podzemni paviljoni so običajno zgrajeni na suhem. da bi zmanjšali obseg gradnje, so izdelani v dveh komorah v obliki vodnjakov za oskrbo z vodo.

Če se vodnjaki zajemajo na mestih, ki jih poplavljajo poplavne vode poplavnih rek, potem je paviljon zgrajen na naslagah ali pod zaščito nasipov z višino, ki presega največjo poplavno obzorje. Filtri v veliki meri določajo zanesljivost vodovoda, saj morajo zagotavljati prost dostop vode do vodnjaka, dolgotrajno stabilno delovanje vrtin, ščitijo pred brušenjem z minimalnimi hidravličnimi izgubami, v primeru blatnja njegove površine pa omogočajo možnost izvajanja sanacijskih ukrepov. Poleg tega morajo biti odporne na kemično in elektrokemijsko korozijo.

Glavna izguba tlaka v filtru pade na površino dovoda vode (okvir) in gramoz (pokrov, ki vsebuje vodo). Filtri se lahko razvrstijo, kot je prikazano na sl. osem.

Riž. .osem. Razvrstitev filtrov za vodne vodnjake

Filter je sestavljen iz delovnega (dovodnega) dela, cevi za prefilter in zbiralnika. Dolžina filtrirnih cevi je odvisna od zasnove vrtine. Če je filter nameščen na stolpcu, so nadfiltrske cevi njegovo nadaljevanje. Z manjšim premerom suprafiltrske cevi vstopijo v notranjost proizvodnega niza za najmanj 3 m na globini vrtine do 50 m in najmanj 5 m na večji globini. V nastalo vrzel med njimi je nameščeno oljno tesnilo iz gume, konoplje, cementa itd. Pod določenimi pogoji ima vlogo oljnega tesnila plast gramoza, napolnjena med ohišjem za proizvodnjo in filtrom.

Najbolj razširjeni so filtri za trdne delce, ki vključujejo okvirne filtre in filtre z dodatno površino za dovod vode. Pri teh izvedbah se učinek preprečevanja brušenja doseže s prilagajanjem velikosti odprtine ohišja filtra velikosti delcev vodonosnika ali gramoza. Za filtre z odstranjevalci gramoza je značilna prisotnost takšnih elementov na površini dovoda vode, ki izključujejo neposredno prekrivanje vodonosnikov ali gramoznih delcev na filtru.

V gravitacijskih filtrih so razporejene široke odprtine za dovod vode, v katerih zemlja prepreči gravitacijo.

Glavni elementi filtra so podporni okvir in površina za dovod vode.Okvir zagotavlja potrebno mehansko trdnost in služi kot podporna konstrukcija za filtrirno površino. SNiP "Oskrba z vodo. Zunanja omrežja in konstrukcije ”priporoča naslednje vrste okvirjev: palice, cevaste z okroglimi in z luknjicami, vtisnjene iz jeklene pločevine. Kot filtrirna površina se uporabljajo žično navijanje, žigosana pločevina, žigosana pločevina z enoslojno ali dvoslojno embalažo peska in gramoza, kvadratno in galonsko tkanje. Pri jemanju manjših količin vode se lahko uporabijo filtri iz poroznega betona (tako imenovani porozni).

Zasnove filtrov so prikazane na sl. .nine.

Riž. 9. Osnovni diagrami filtrov za vodovodne vodnjake

Tabela 1

Tema: Izračun vodnjakov

Vodnjaki se uporabljajo za dovod podtalnice pod tlakom in pod tlakom (slika 10). Obstajata dve vrsti vodnjakov: popolni in nepopolni. Popoln vodnjak se razume kot vodnjak, ki prodira v vodonosnik do spodnje vodoodporne plasti. Če se vrtina konča v vodonosniku, se imenuje nepopolna. Pomanjkljivosti odpiranja so dveh vrst: glede na stopnjo odpiranja obzorja, ki je odvisna od razmerja med dolžino filtra in debelino formacije, in glede na naravo odprtine, ki je odvisna od filtrirnih struktur, nameščenih v formaciji . Glavna naloga načrtovanja je izbira racionalne vrste in postavitve sistema vrtine, tj. določitev optimalnega števila vrtin, razdalj med njimi, njihovega relativnega položaja na tleh, zasnove filtrov, premerov in napeljave cevovodov, značilnosti črpalne opreme ob upoštevanju možnega znižanja vodostaja v vrtinah. Te naloge se rešujejo na podlagi hidrogeoloških izračunov za določitev pretoka vrtin in znižanje vodostaja med obratovanjem, ocenjevanje medsebojnega vpliva posameznih vrtin, ko delujejo skupaj. Hkrati z reševanjem teh vprašanj se pojasnjujejo sheme lokacije vodnjakov, njihovo število in vrsta. Pri izvajanju hidrogeoloških izračunov se za začetno vrednost vzame pretok, ki ustreza dani porabi vode, oz

Riž. 10. Vrste vrtin

1 - filter; 2 - dobro; 3 - vodotesna plast (streha); 4 - tlačna ravnina;

5- vodonosnik; 6- hidroizolacija; 7- krivulja depresije; 8 - statični vodostaj; 9 - črpanje nivoja vode

največji pretok, ki ga je mogoče doseči. V obeh primerih se izračuna

dimenzije vodozahodnih struktur (globina, premer), število, lokacija in pretok vrtin

za določeno trajanje obratovanja in največje dovoljeno znižanje gladine vode.

Na podlagi variantnih hidrogeoloških izračunov obravnavanih shem se izbere

optimalno. V vseh različicah se izračunani padci ravni primerjajo z dovoljenimi.

Ko načrtovana raven pade nad dovoljeno stopnjo proizvodnje vrtine, je ni mogoče zagotoviti. V tem primeru je treba povečati število vrtin ali jih razporediti na majhno območje. Z znižanjem ravni se lahko poveča spodnja dovoljena stopnja proizvodnje vrtine. Če povečanje proizvodnje ni potrebno, je treba število vrtin zmanjšati ali zmanjšati

razdaljo med njimi. Prav tako lahko spremenite postavitev vodnih linij. Hidrogeološki

izračuni vodovodnih struktur se izvajajo na podlagi filtracijskih zakonov. Razmislimo o splošnih izračunanih odvisnostih za določanje porabe vode v strukturi zajema vode. Stopnja proizvodnje vrtine

V vodonosnikih je mogoče najti po naslednjih razmerjih:

pritisk

Q = 2p k m S dodaj/ R

prost pretok

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

kje k - prepustnost vode izkoriščene plasti (tukaj / s je koeficient filtracije; m je debelina formacije); S add - največje dovoljeno znižanje nivoja podzemne vode; h e - naravna moč talnega toka; R= R o + bx - odpornost na filtracijo, odvisno od hidrogeoloških razmer in vrste strukture zajema vode (tukaj R o - hidravlični upor R na lokaciji vodnjaka; x - dodatna upornost, pri čemer se upošteva filtrirna nepopolnost vrtine; b = Q o / Q je razmerje med pretokom obravnavane vrtine Q o in celotnim pretokom zajema vode Q). ...

Količine R, R o in x je mogoče določiti le z eno ali drugo stopnjo podrobnosti

hidrogeološke razmere. Pri gradnji projektnih shem se domneva, da je vodonosnik

rezervoar (sistem, kompleks vodonosnikov) tako v naravnih razmerah kot v razmerah

obratovanje zajema vode je eno samo fizično območje, ki ima

določene zunanje meje. Temeljna dela so namenjena opredelitvi teh pogojev.

F.M. Bochever in N.N. Verigan. Pogoji vključujejo geologijo, zgradbo in lastnosti

vodonosnike, pa tudi vire polnjenja podtalnice. Izbira ene ali druge sheme se izvede na podlagi hidrogeoloških podatkov, pridobljenih na podlagi raziskav, ali na podlagi analoga bližnjih vrtin. V skladu z diagramom se za izračun uporov uporabi katera koli druga izračunana odvisnost. Tabela 5.2 prikazuje nekatere izračunane odvisnosti za določanje hidravličnega upora med obratovanjem vodozahvatov različnih tipov v bližini popolnih rek v pogojih enakomerne filtracije. Popolne reke so reke velike širine brez mulja ali zamašenega materiala, ki preprečuje filtracijo rečne vode v vodonosnik. Za arteške bazene je značilna nadstropna struktura vodnih plasti. Dobro prepustni vodonosniki se izmenjujejo z vodoodpornimi in nizko prepustnimi plastmi. Za te bazene se upoštevajo naslednje sheme načrtovanja: izolirani vodonosniki z neomejeno površino in stratificirani vodonosniki v odseku. Za izolirane neomejene formacije je značilna odsotnost zunanjih virov polnjenja podtalnice. Med obratovanjem naprav za zajem vode se raven podtalnice nenehno zmanjšuje. Delovanje takšnih zajemov vode spremlja nastanek depresivnih kraterjev, ki pokrivajo velika območja. V teh razmerah je treba upoštevati možen vpliv načrtovanega zajema vode na obstoječe vodozahodne strukture. Osnovne izračunane odvisnosti za porazdelitev hidravličnega upora R 0 pri obratovanju zajema vode v izoliranih neomejenih formacijah so podani v tabeli. .3. Te odvisnosti vključujejo pogojni polmer vpliva vrtine r v =, kje a - NS NS faktor piezo prevodnosti zbiralnika, ki označuje stopnjo prerazporeditve tlaka podtalnice med nestabilnim gibanjem (tukaj je k empirično določen koeficient filtracije; m je debelina rezervoarja; t je trajanje zniževanja podtalnice; m je koeficient izgube tekočine zaprtega rezervoarja)

V slojevitih vodonosnikih se pod vplivom oblikujejo rezerve podzemne vode

pretok podtalnice v izkoriščeno obzorje iz sosednjih krmilnih plasti

skozi slabo prepustne ločene plasti na vrhu ali dnu obzorja. Način

delovanje teh vnosov je na splošno nestabilno. Vendar z velikimi zalogami

voda v krmnih formacijah in intenzivno prelivanje vode v izkoriščeno plast spodaj

raven vnosa vode se lahko stabilizira. Izračunana odvisnost za določanje

hidravlični upor R o v dvoslojnih formacijah je podan v tabeli. 4. Nanaša se na primer, ko ima zgornja plast zelo šibko prepustnost (k o< k), содержит воды, имеющие свободную поверхность, и обладает значительной водоотдачей (m>m *). Spodnjo proizvodno plast sestavljajo dobro prepustne kamnine. Ta vzorec je značilen za plitke artezijske vodonosnike. Podobna razmerja obstajajo tudi za druge pogoje pojavljanja podzemne vode.

Pri izračunu zajema vode je treba upoštevati dodatno filtrirno upornost x zaradi stopnje prodiranja v vrtinski vodonosnik. Številčna vrednost koeficienta x je odvisna od parametrov m / r o in l f / m, kje m- debelina vodonosnika; r o - polmer vrtine; l f - dolžina filtra. Za vode brez pritiska m = h e - S o/ 2 . ; l f =; l fn -S o / 2, tukaj h e - začetna zmogljivost prostega pretoka ; S o - znižanje nivoja vode v vodnjaku; l fn Je skupna dolžina filtra, ki ni poplavljen. Številčne vrednosti x so podane v tabeli 5. Dovoljeno spuščanje vode v vodnjak S dodaj se določi glede na podatke poskusnih črpalk. Približno dovoljeno znižanje vodostaja je mogoče določiti:

prost pretok

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

pritisk

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

kje Ne in h e- višino nad dnom obzorja (v tlačnih plasteh) in začetno globino vode do omejevalne plasti (v obzorjih s prostim tokom);

D h us D H us- največja globina potopitve črpalk (njen spodnji rob pod dinamično ravnjo);

D h f, D H f- poraba tlaka na vstopu v vrtino, m- debelina vodonosnika.

INTEGRIRANI IZRAČUNI PODPELNIH VODOV

Vodnjaki za oskrbo z vodo, povezani z zbiralnimi cevmi, predstavljajo en sam hidravlični sistem. Med delovanjem tovrstnih sistemov se jasno vidi razmerje med spremembo pretoka vrtin (in zajema vode kot celote) s spremembo hidrodinamičnega režima podzemne vode, pa tudi s hidravličnimi parametri posameznih struktur. Zato je treba že v fazi razvoja projekta oceniti delovanje sistema. Takšna ocena je narejena na podlagi zapletenih izračunov zajema podzemne vode. Glavna naloga celovitega izračuna zajema podzemne vode je določiti prave vrednosti pretokov vrtin in znižanje vodostaja v njih, kot tudi pretoke in izgube tlaka v zbiralnikih ter obratovalne parametre opreme za dviganje vode. Zato je treba takšne izračune izvesti pri različnih načinih projektiranja in za različna obdobja obratovanja zajetja vode (tj. Ob upoštevanju sezonskih nihanj ravni in izčrpavanja zalog podzemne vode, zamašitve in odpovedi vodnjakov, odklopa posameznih vodov zbiranja vode cevovodi itd.) in na podlagi tega razporedite časovni razpored aktivnosti, namenjenih ohranjanju stabilnega delovanja sistema. Začetni material za izvedbo izračunov zajema vode so: a) hidrogeološki projektni diagram lokacije vodozahodnih in infiltracijskih struktur; b) načrt za zbiranje vode iz vodnjakov; c) nadmorska višina oskrbe potrošnika z vodo.

Grafično-analitične metode hidravličnega izračuna načinov delovanja posameznih vrtin.

Ko se voda črpa iz vodnjaka (slika 11), se črpalna glava H porabi za premagovanje geometrijske višine dviga vode z, znižanje nivoja S in izgube višine v vodovodnem vodu D h od vrtine do točke oskrbe z vodo . V tem primeru črpalka, nameščena v vrtini, razvije glavo, ki je enaka:

H = (Ñр - Ñst.mountain) + S + D hвÑр

kje H - polna višina dviga vode iz vodnjaka; v p, - oznaka nivoja vode v rezervoarju; Gore V stoletja - oznaka statične ravni podzemne vode; S - znižanje ravni v vrtini; D h izgube v glavi v vodovodnem vodu od vrtine do rezervoarja, vključno z izgubami v višini v dvižnih ceveh.

Razlika v višinah (Ñ p - Ñ st. Gore) je geometrijska višina dviga vode iz vodnjaka. Če se te oznake ne spremenijo, je (Ñ р - Ñ st.gor.) = Const = z

Po drugi strani črpalka razvije glavo v skladu z obratovalno karakteristiko H-Q, ki jo v območju optimalnih vrednosti učinkovitosti lahko približamo z enačbo oblike: H = A-BQ 2

kje A in V - parametrih značilnosti črpalke H-Q.

Rns.11. Shema oskrbe z vodnjaki

1- filter; 2 - črpalko

Riž. 12. Grafično-analitična metoda za izračun sistema vodnjak-črpalka-vodovod-rezervoar "

Nadomestitev izraza (4) v formulo (3) in upoštevanje odvisnosti S = ¦ (Q) in D h = ¦ (Q) daje izraz

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

kjer je k koeficient filtracije; T- debelina gostiteljskih kamnin ( k m- koeficient

vodoprepustnost kamnin); R - filtrirna odpornost formacije; x - filtriranje

odpornost filtra za vrtine; l- dolžino dvižne cevi od črpalke do priključne točke

vrtine do rezervoarja in A, je upornost vodovoda.

Enačbo (5) je mogoče grafično rešiti za posamezne vrtine. V ta namen je treba koordinate H-Q postaviti tako, da je točka H = 0 na oznaki v gorah. Nato bo črta v = const (na grafu (slika 12)) določila geometrijsko višino dviga vode iz vrtine, črta pa 1 - dobro značilen SQ (dobro karakteristično lahko narišemo tako po eksperimentalnih podatkih kot na podlagi izračunov). Nazadnje se glede na hidravlični upor narišejo značilnosti vodnega voda h-Q (krivulja 2). Pri dodajanju lastnosti S -Q in D h -Q na črto v = const pride do kombinirane značilnosti (krivulja 3) vodnjakov vodovoda in rezervoarja, ki je graf odvisnosti skupne višine dviga vode od pretoka vrtine.

Riž. 13. Grafična metoda za reševanje problema regulacije pretoka vrtine

Graf (slika 12) prikazuje tudi značilnost ( H-Q)(krivulja 4) črpalko za vgradnjo v vrtino. Preseči ga s krivuljo 3 podaja obratovalno točko črpalke s koordinatami H p in Q p(kje Q str- dejanski pretok črpalke in H p - glavo, ki jo je razvila črpalka s takšnim dovodom vode). Hkrati so bile določene tudi vrednosti S v vodnjaku in D h v vodovodu. Pogosto iz razpoložljivega asortimana ni mogoče izbrati črpalke, katere delovna točka bi natančno ustrezala zahtevanim vrednostim Q oz. H vodnjaki. Zato se v praksi črpalke izbirajo z določenim robom in njihova dobava je regulirana. Takšna regulacija se praviloma izvaja z ventili, nameščenimi na tlačnem vodu; manj pogosto - sprememba števila rotorjev črpalke.

V primeru, da se pretok črpalke regulira z namestitvijo dušilke na tlačni vod, ki povezuje vrtino z vodovodom, se učinkovitost naprave močno zmanjša in znaša

h = h y

tu je h učinkovitost namestitve, vzeta po grafu H-Q pri danem Q črpalke; H n - višina črpalke, glede na dovod Q minus izgube tlaka D h v vodovodu; z str- količino dušenja.

Zato zaradi svoje negospodarne narave te metode nadzora ni mogoče dolgo časa priporočati, zlasti v primeru, ko so vrednosti z str Super ( z str> D H n), kjer je D. N n - glavo, ki jo je razvil en rotor črpalke. Ob z> D N n dobavo črpalnih enot je treba regulirati s spreminjanjem števila rotorjev. Število koles, ki jih je treba odstraniti iz črpalke, je določeno z izrazom n = z in / D H str z zaokroževanjem NS na najbližjo najmanjšo celoštevilčno vrednost. V primeru, če z> D H n, nato se hkrati s spremembo števila rotorjev za zagotovitev danega pretoka črpalke na tlačni vod namesti dušilka. Vrednost dušene glave v tem primeru je

Z n> Z n - n D N n

Recimo, da je glede na pogoj potrebno zagotoviti dovod vode v rezervoar v količini Qt,

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

Qt in Ht. Dejanska višina črpalke pri dovajanju vode v količini Qt je enaka Ht1 (Ht1> Ht).

Posledično je dušena glava zt = H | - HT. Na presečišču pravokotnika

rekonstruiran iz točke B na osi abscisa, s črtama 1 in 3 pa so iskane vrednosti celotnega voznega pasu

suh zn ", D h о in 5 t pri dovajanju vode v količini Q t. Ko se katera koli komponenta spremeni

odvisnosti (.5) se delovna točka črpalke premakne glede na značilnost Q-H. do povečanja tlaka H črpalke in posledično do zmanjšanja pretoka vrtine Q. Podobno sliko opazimo s povečanjem hidravličnega upora upora vrtinčastega filtra zaradi koltaže. Čas Tz, v katerem ne pride do kršitve pogojev S Od> lahko štejemo za obdobje stabilnega delovanja vrtine. Vendar se v praksi tokrat praviloma izkaže za manjšo od predvidene življenjske dobe vrtin. Predpostavimo (slika 13), da je bila značilnost vrtine (črte]) določena za obdobje njene izgradnje, med delovanjem vrtine pa se je hidravlični upor filtra povečal, značilnost pa se je začela določiti po liniji 2. Zaradi teh sprememb se bo delovna točka črpalke premaknila iz točke B v točko B. "V tem primeru (glej sliko 13) bo znižanje nivoja vode v vrtini 5"> 5, njegov pretok pa se bo zmanjšal za vrednost DQ. Na sl. 13 zaradi jasnosti grafične konstrukcije se značilnost HQ črpalke nadomesti s tako imenovano karakteristiko dušenja, pridobljeno z odštevanjem izgube tlaka v vodnem vodu D h V. od ordinatov H, da se zagotovi zahtevani pretok črpalne enote v količini Qt, je treba izgube tlaka na dušilki zmanjšati za vrednost zn in naj bodo zn = zн - (S " - S). V tem primeru (kot je razvidno iz sl. 13) se zniža vodostaj v vrtini narašča. Zato se lahko ta metoda uravnavanja pretoka uporablja le za določeno obdobje obratovanja, medtem ko je zmanjšanje vrtine manjše od S (ali dokler je vrednost α;> o). Na sl. 5.13, točka D ustreza pogoju, ko je pri () = φ, (rn> 0) in 5 = 5 op. Namestitve. Hkrati, če zmanjšamo r "a na vrednosti, pri katerih bi bila oskrba z vodo iz vrtine (), se bo povečalo zmanjšanje vodostaja I vodnjaka in 5 bo preseglo 5. Zato značilnost vrtine, ki jo predstavlja krivulja 2, ustreza pogojem, ko je filter izjemno zaprt in je nadaljnje delovanje naprave brez niza ukrepov za obnovitev pretoka vrtine nemogoče. hidravlični upor je mogoče zmanjšati na vrednosti blizu začetnega, voda se bo zmanjšala in šele, ko bo dosežena meja filtra za vrtine, bo enaka Qt. Uvedba umetnih sistemov za polnjenje podzemne vode (APWS) povzroča povečanje ravni podtalnice, to pa vodi do povečanja pretoka črpalke, nameščene v vrtini. Hkrati pa je za zagotovitev danega povečanja pretoka treba urediti tudi delovanje črpalke ali jo zamenjati. Predpostavimo, da je bila enota IPPV dana v obratovanje v času t = Ts (ko je filter vrtine zelo tesen) in je zagotovil povečanje ravni za vrednost DS. Nato je na podlagi hidrogeoloških izračunov mogoče povečati zajem vode, da ga privedemo do vrednosti Q g, ki je enaka

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

kjer je k filtrirna upornost vodonosnika pod vplivom zajema vode

vodnjaki; x - dodatna odpornost na nepopolnost | vrtine v času Ts

Na sliki 14 je vrednost Q abscisa točke C, ki leži na presečišču značilnosti vrtine (črta 2) in črte a - b na ustreznem S dodaj + DS, kjer je DS = Q b, R b. / 2pkm, R 6 - [filtracijska odpornost vodonosnika pod delovanjem


Riž. 14. Izračun povečanja stopnje proizvodnje vrtine z umetnim polnjenjem

podzemne vode (IPWP)

bo imel

oskrba z vodo v količini iz katere koli n-te vrtine pa za dano

Riž. 5.17. Shema priključitve vodnjakov linearne vrste na cev za zbiranje vode.

Potem

Poleg tega se določijo glave črpalke

način delovanja. Za to se izračuni zajema vode izvedejo v naslednjem vrstnem redu.

Tema. ... Rudniki. Vodoravni zajemi vode

Riž. .22. Shema rudniških vrtin

Rie. .23 Strukture jaškov iz montažnih armiranobetonskih obročev

Vodoravni zajemi vode

Sodobni vodoravni zajemi vode so praviloma drenažni jarek ali drenažna galerija, opremljena z ustreznimi odprtinami s peščeno-gramoznim filtrom za dovod vode. Porazdelitev velikosti delcev posameznih plasti povratnega filtra se določi z izračunom. Voda na mestu naprav za nodosaborty se odvaja skozi pladnje, ki se nahajajo v spodnjem delu. za pregled, prezračevanje in popravila med delovanjem je dovod vode opremljen z revizijskimi vodnjaki.

Ko majhnim porabnikom odvzamejo majhne količine vode za začasno oskrbo z vodo, pa tudi na globini podzemne vode 2-3 m od zemeljske površine, se uporabljajo jarki. Zajem vode iz kamna, zdrobljenega v zemljo (slika 5. 24, a), se izvede v jarku in položi filtrirne materiale, katerih velikost se poveča proti sredini jarka. Razmerje premerov delcev sosednjih plasti zasutja in delcev zgornje plasti je izbrano za zasipanje filtrov odprtin za dovod vode.

Riž. Rovovodni zajemalci vode

Riž. .25. Ovalna in pravokotna galerija za dovod vode

Riž. .26 Pravokotna sesalna galerija

v tlačnem toku

je. 27. Shema za izračun vodoravnega zajema vode

Hidravlični upor R najdemo po formuli

C = x o / l (x o- razdalja od reke do zajetja vode; 1- polovica dolžine vnosa).

Dodatni upor x lahko najdemo po formuli.

kje r o- polmer odtoka; z - poglabljanje odtoka pod nivojem podzemne vode.

Za gravitacijske tokove je debelina zaprtega sloja m=h sreda, kje h sreda- povprečna moč talnega toka med obratovanjem dovoda vode ( h sreda= 0,7 ¸0,8)

Za pravokotne odtoke in kanale r o = 0,5 (b 1+ 0,5 b 2), kje b 1- poglabljanje odtoka pod nivojem podzemne vode; b 2- širina odtoka

V primeru reke popolna v smislu filtracije (slika 28). hidravlični upor R določa formula

R =ln)

Priporočamo tudi

Nalaganje ...Nalaganje ...