UJCIA WD PODZIEMNYCH RODZAJE BUDOWA PROJEKTOWANIE Wykad nr

UJĘCIA WÓD PODZIEMNYCH - RODZAJE, BUDOWA, PROJEKTOWANIE Wykład nr 5 „Systemy zaopatrzenia w wodę”

Ruch wód podziemnych – dopływ wody z warstwy wodonośnej: 1. Wzór Darcy’ego (zjawisko filtracji) gdzie: Q – wydatek filtracji k – współczynnik filtracji - spadek hydrauliczny wyrażony różnicą wysokości słupów wody lub różnicą ciśnień Δh na drodze l (lub spadek ciśnienia dz na drodze dx) lub

2. Dopływ wody do rowu otwartego lub drenu - dopływ jednostronny wody do rowy na 1 m jego długości:

Całkując w granicach od x 1 i z 1 do x 2 i z 2 otrzymujemy: => Podstawiając x 1 = 0, z 1 = h 0; x 2 = R, z 2 = H oraz uwzględniając dopływ obustronny do rowu otrzymujemy:

3. Dopływ wody podziemnej do studni wierconej zupełnej przy swobodnym (poziomym) zwierciadle wody Podstawiając x 1 = r, z 1 = h 0; x 2 = R, z 2 = H

4. Dopływ wody podziemnej do studni wierconej zupełnej przy napiętym zwierciadle wody Podstawiając x 1 = r, z 1 = h 0; x 2 = R, z 2 = H

5. Zasięg leja depresji - R wzór Kusakina (dla studni o zwierciadle swobodnym) wzór Sichardta (dla studni artezyjskich)

Współczynnik filtracji warstwy wodonośnej, zależny od rodzaju gruntu - k [m/s] Rodzaj gruntu k [m/s] żwir piaszczysty (1, 74 – 0, 87) x 10 -3 piaski gruboziarniste żwirowate (1, 16 – 0, 58) x 10 -3 piaski gruboziarniste (0, 87 – 0, 29) x 10 -3 piaski średnioziarniste (0, 29 – 0, 12) x 10 -3 piaski drobnoziarniste (0, 12 – 0, 023) x 10 -3

Studnie kopane - z odprowadzeniem wody pompami lub lewarami, stosowane przy zaleganiu wód na głębokości 10 -20 m i wydajności wodociągu poniżej 90 m 3/h; budowane zwykle na potrzeby pojedynczych domów lub niewielkich zgrupowań

Charakterystyka studnie kopanych (szybowych) stosowanych w wodociągach: -średnica 2, 0 – 5, 0 m; -głębokość zapuszczenia 10 – 15 m; -wykonane z cegieł (starsze), betonu lub żelbetu (nowsze) -składają się z: wieńca (noża), muru płaszczowego, obudowy górnej Przykłady wieńców: a) drewniany, b) żeliwny, c) stalowy

Mur płaszczowy może być wykonany z: - cegły (np. klinkierowej) o grubości 0, 25 – 0, 63 m (1 – 2, 5 cegły, zależnie od średnicy studni Dw) - betonu lub żelbetu o grubości [m] Grubość ścian płaszcza studni powinna zapewnić odpowiedni jej ciężar, tak aby pokonać opory tarcia gruntu i umożliwić zapuszczanie studni w głąb warstwy wodonośnej. Mury ceglane i betonowe muszą być zabezpieczone przed urwaniem się w czasie zapuszczania, na skutek przechwycenia przez nacisk ziemi (np. specjalne kotwy biegnące od wieńca do górnych segmentów studni).

Obudowa studni kopanej – studnię kończy się od góry pokrywą, lub wykonuje się w jej górnej części pomieszczenie np. dla pompowni. Można też obudowę studni wykonać na powierzchni terenu. Wykonywanie studni kopanej - wykonuje się poprzez opuszczanie studni w głąb warstwy wodonośnej - początkowo wykonuje się wykop o głębokości 2 -3 m, w którym umieszcza się wieniec (poziomo na balach drewnianych lub lekkim betonie) świder dwuwerkowy - na wieńcu wykonuje się mur studni (należy równomiernie obciążać wieniec) - następnie wybiera się ziemię z wnętrza studni, po uprzednim usunięciu podpory wieńca, dokładając jednocześnie kolejne segmenty studni w miarę jej zagłębiania się (z ewentualnym dociążaniem) koparka dwuszczękowa

Wydajność studni zasilanej przez ściany boczne: a) wydajność studni b) powierzchnia otworów gdzie: α – współczynnik kontrakcji dopływu (= 0, 7) υdop – dopuszczalna prędkość wlotowa wody [m/s] c) średnica zewnętrzna studni

Wydajność studni zasilanej przez dno: a) wydajność studni – wzór Forchheimera gdzie: β – współczynnik zależny od kształtu dna i strug dopł. wody rw – promień wewnętrzny studni R – promień leja depresji s – depresja k – współczynnik filtracji gruntu Wydajność studni zasilanej przez ściany boczne i dno: a) wydajność studni – Qs = Qb+Qd

3. Studnie wiercone - budowa - kolumna rur okładzinowych (eksploatacyjnych), zabezpiecza otwór wiertniczy przedostawaniem się do wnętrza studni materiału ziarnistego, zbudowana z połączonych ze sobą rur stalowych; - kolumna filtrowa, składająca się z filtru właściwego (dopływ wody do wnętrza studni), rury podfiltrowej (osadnik drobnych cząstek stałych) i rury nadfiltrowej (rura wiertnicza łącząca filtr z rurą eksploatacyjną, umożliwia założenie uszczelnienia, montaż pompy głębinowej lub przewodu ssawnego pompy wodoc. )