Uniwersytet Zielonogórski

Wydział Inżynierii Lądowej I Środowiska

Zakład Sieci i Urządzeń Sanitarnych

Projekt ujęcia wód podziemnych studnią wierconą

Bartosz Staniszewski

II rok Grupa 27A ISDM

2004-2005

I Wykonać obliczenia

1. zasobów eksploatacyjnych Q_exp

2. współczynnika filtracji k i promienia leja depresji R

3. współczynnik k na podstawie analizy składu ziarnowego warstwy wodonośnej

4. współczynnika filtracji k na podstawie próbnych pompowań

5. wydajności jednostkowej q

6. maksymalnej Q_max wydajności studni.

II Określić rodzaj dopływu wody do studni

III Ustalić zasoby dynamiczne ujęcia

IV Ustalić zasoby statyczne ujęcia

V Wykonać obliczenia

a) ochrony bezpośredniej

b) ochrony biologicznej

c) ochrony pośredniej

d) ochrony zasobowej

e) ochrony chemicznej

VI Narysować studnię wraz z obudową

VII Dobrać rodzaj filtra i obsypki

DANE

1. Wycinek z mapy sytuacyjno-wysokościowej z projektową studnią

2. Karta dokumentacyjna otworu studziennego

3. Wykres uziarnienia gruntu wodonośnego

4. Wyniki pompowań próbnych

Q₁= 3.8+0.1x14 = 5.2 [m³/h] S₁= 11.3+0.04 x14= 11.86 [m]

Q₂= 8.1+0.1x14= 9.5 [m³/h] S₂= 20.6+0.04 x14= 21.16 [m]

Q₃= 12+0.1 x14= 13.4 [m³/h] S₃= 35.5+0.04 x14= 36.06 [m]

5. Miąższość warstwy wodonośnej

M=10+0.3 x14 = 14.2 [m]

6. Ilość potrzebnej wody Q_exp

Q_exp= 2+0.1 x14 = 3.4 [m³/h]

8. Poziom wody
   poniżej powierzchni terenu terenu (p.p.t)

= 47+14 = 61 [m]

9. Poziom wody ustabilizowanej w metrach [m.p.p.t]

= 20+14= 34 [m.p.p.t]

10. Średnica studni D

D -warstwa wodonośna - piasek

I Ustalenie zasobów eksploatacyjnych.

1. Obliczanie współrzędnej filtracji na podstawie analizy sitowej wg. Krugera dla d_p>0,02 mm

k₁₀- współczynnik filtracji warstwy wodonośnej w temperaturze 10⁰C

n- porowatość gruntu z warstwy wodonośnej z tabeli dla piasku n=0,38

a- sumaryczna powierzchnia w 1 cm³ [cm²/cm³]

N- liczba podziałów obliczeniowych obliczeniowych analizy sitowej

i- kolejny numer podziałki

g_i- część objętości próbki gruntu w gramach z przedziału obliczeniowego wyrażona przez ułamek

G- całkowita wago próbki w gramach.

d_i- średnia średnica ziaren ziaren przedziale [mm]

d_g- górna granica sita w przedziale [mm]

d_d- dolna granica sita w przedziale [mm]

Tabela obliczeniowa do określenia sumarycznej powierzchni właściwej

przedziału	Zawartość procentowa				gi w ułamku
			Średnica
				dg	dd		di
1	0	0,0025	0,0	0,0025	0,00	0,00
2	10	0,005	0,0025	0,00375	0,10	26,6
3	9	0,008	0,005	0,0065	0,09	13,8
4	11	0,014	0,008	0,011	0,11	10
5	9	0,02	0,014	0,017	0,09	5,9
6	11	0,03	0,02	0,025	0,11	4,4
7	16	0,05	0,03	0,04	0,16	4
8	14	0,08	0,05	0,065	0,14	2,1
9	8	0,1	0,08	0,09	0,08	0,8
10	12	0,15	0,1	0,125	0,12	0,9
SUMA	100%				1,000	68,5

b)

Obliczenie współrzędnych filtracji k na podstawie próbnych pompowań - metoda kolejnych przybliżeń

Z karty otworu wiertniczego przyjmujemy dla n= 14

Q₁= 3.8+0.1x14= 5.2 [m³/h] S₁=11.3+0.04x14= 11.8 [m]

Q₂= 8.1+0.1x14= 9.5 [m³/h] S₂=20.6+0.04x14= 21,16 [m]

Q₃= 12+0.1x14= 13.4 [m³/h] S₃=35.5+0.04x14= 36,06[m]

Wzory do obliczeń współrzędnych filtracji i promienia depresji R

Q- wydajność [m³/h]

M- miąższość warstwy dolnej [m]

S- depresjia studni[m]

R- zasieg promienia leja depresji studni [m]

r- promień filtru równy promieniowi studni [m]

k₁₀= 0,00000078 [m]

M= 10+0.3x14= 14,2 [m]

r = 0.1 [m]

I stopień pompowania

II stopień pompowania

III stopień pompowania

Średnia wartość współczynnika filtracji k_s

Obliczenie wydajności jednostkowej q

Q- wydajność {m³/h]

S- depresja {m]

3. Określenie rodzaju ruchu dopływającego do studni wody

1. ruch laminarny

2. ruch turbulentny

Ponieważ q^/ (ruch laminarny) jest bliższy jedności niż q^// (ruch turbulentny) to jest to ruch laminarny otrzymane wyniki są dobre.

a) średnia wydajność jednostkowa q_śr

2. promień leja depresji eksploatacyjnej R [m]

3. warunki pracy studni

Q_exp= 3,4[m³/h]

S_exp= 8,114[m]

R_exp= 76,2[m]

Obliczanie maksymalnej dopuszczalnej wydajności studni Q_max

Q_max= πdlV_dop [m³/h]

d- średnia filtracja [m] d=0.2 [m]

l- długość części rodzaju filtru l=6.5 [m]

V_dop- dopuszczalna prędkość wylotowa na filtrze [m³/h]

Q_max- maksymalna przepustowość filtru [m³/h]

Sprawdzenie warunku

II Ustalenie zasobów dynamicznych ujęcia wody

Zasoby dynamiczne określają ilość wody ,którą w jednostce czasu przepływa przez przekrój poprzeczny poziomu wodonośnego.

Q_dyn=bkMI [m³/s]

b- szerokość przekroju warstwy wodonośnej

b=2∙76,2=152,4

k- współczynnik filtracji [m/s]

k=0.000017 [m/s]

M- miąższość warstwy wodonośnej

M=14,2 [m]

I- spadek hydrauliczny

152,4∙0,000017∙14,2∙0,106=14,004[m³/h]

III Zasoby statyczne wody Q_st

F- powierzchnie warstwy wodonośnej

M- miąższość warstwy wodonośnej

M=14,2 [m]

μ -współczynnik osączalności

14,2∙18241,4∙0,1141=29555 [m³]

Czas pracy studni bez dopływu wody (susza)

IV Strefy ochronne ujęcia wody

1. strefa ochrony bezpośredniej

Dla studni wierconych jej promień wynosi R₁= 10 m. Strefa ta powinna odgrodzona i pokryta naturalną murawą. Na tym terenie nie można prowadzić żadnej działalności gospodarczej.

2. strefa ochrony biologicznej

R- droga przepływu wody podziemnej na której nastąpi samo czyszczenie się wody z drobnoustrojów chorobotwórczych [m]

k- współczynnik filtracji

k=1.011[m/dobe]

ΔH- różnica poziomów ΔH=S_exp

t- okres żywotności mikroorganizmów , średnio 30 dni

α- współczynnik przenikania mikroorganizmów w stosunku do prędkości przepływu wody

α=0.66

To odległość przy której bakterie typu colli nie powodują zakażenia biologicznego wody. Jako wskaźnik czystości wody przyjmuje się wskaźnik colli.

μ -współczynnik odsączalności

3. strefa ochrony zasobów R₃

W tej strefie nie powinno być składowisk odpadowych i oczyszczalni ścieków

R₃=R_exp= 76,2 [m]

4. strfa ochrony chemicznej R₄

Strefa ta określa czas przepływu wody podziemnej od granicy potencjalnego ogniska zanieczyszczenia chemicznego chemicznego w obrębie obszaru zasilania niezbędny do podęcia środków zaradczych zaradczych celu likwidacji tego zanieczyszczenia

k- współczynnik filtracji

L_c- odległość potencjalnego źródła zaniczyzczenia od studni

M- współczynnik odsączalności

Wariant I

L_c=R₂=34,5

Wariant II

L_c=R_exp= 76,2

V. Dobór pompy

H_t>Hp_wody+S_exp+1

S_exp = 8,1 [m]

H_p= 34 [m]

Dobieram pompe

Q od 1.5 do 20

H_t od 1.6 do 200 m

D = 60 mm

Pompa wielostopniowa , głębinowa

VI. Dobór filtru i obsypki

Obsypkę stosujemy gdy, mamy piaski zailone powyżej 10

Filtr siatkowy

Wymiana otworów filtra w zależności od rodzaju piasku

Otwory	Różnożiarniste U>5	Różnoźarniste U<5
Średnica	Ф=(3-4)d50	Ф=(2-3)d50
Szerokość szczeliny	ls=(1.5-2)d50	ls=(1.25-1.5)d50
Bok kwadratu siatki	a=(2-2.6)d50	a=(1.5-2)d50

U=d60/d10

U= 0,04/0,005=8

U>5

Dobór długości rury podfiltrowej osadnika według wzoru Ćwiertniewskiego .

L_o- długość osadnika [m]

l- długość filtra

α- współczynnik przepuszczalności wody według tabeli

β- współczynnik zanieczyszczenia wody według tabeli

M- miąższość warstwy wodonośnej [m]

Współczynnik	Charakter warstwy wodonośnej
		piaski drobne i pylaste	piaski średnie	piaski grube i żwiry
α	0,03	0,02	0,01
β	0,40	0,35	0,03

Dobór długości rury nadfiltrowej L_n według wzoru Ćwiertniewskiego.

α- współczynnik przepuszczalności wody według tabeli

M- miąższość warstwy wodonośnej [m]

---