cursul-nr21-hidroedilitare

5/10/2018 cursul-nr21-hidroedilitare - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cursul-nr21-hidroedilitare 1/9

2. Captarea apei din sursa subterana

In cazul captarii apei din sursa subterana se va folosi urmatoarea schema a sistemului de

aliment are eli apa:

~ ~I-- ----I~----+--_RD~~

~--------------------------~~<----------~7Q Ie = 24444 m3/zi QIIC =1228.3 m /h

QIIV =1354.3 r r r /h

2.1 Captare eu puluri

2.1.1 Dimensionarea captarii

Din datele studiului hidrogeologic au rezultat urmatoarele date:

- coeficientul mediu de penneabilitate, K=80 m/zi;

-inaltimea precipitatiilor: Nmin=650 mm/an, Nma.s=820 mm/an;

- strat en nivel liber aflat la 13.5 m sub teren;

~grosimea stratului de apa, H=9+2Ng+0.2Ns=19.4 rn;

- panta piezometrica ieste aceiasi eu panta terenului in zona;

- D 40 = 0.5 mm;

- curba medie de pompare care aproximeaza masuratorile pe teren este data de relatia:

s= 0.0 4q ( q + 1 );

- porozitatea stratului p=0.25.

Denivelarea optima ( SORt ! ~'idehitul optim ( qopt 1• Debitul care patrunde in put din stratul acvifer:

unde:

A - aria laterala a putului prin care se realizeaza aeeesul apei ill pur

Va - viteza de admisie a apei in pUI. Se determina ill functie de D40 .

Pentru D40=O.5 mm ~ Va:::: lrnm/s

• InalIirnea medie minima a stratului acvifer:

H . =HNmin :;;:19.4 x 650 = 15.4 em ]nun N 8?0

m as ~

- 1 -



.. Aria laterala a putului:

A = 1 li J(Hr nin - s ) unde:

D - diametrul putului. Aleg D=275 mm.

Hmin - inaltimea medie minima a stratului acvifer (la seceta),

s - denivelarea stratului acvifer

.. Denivelarea stratului acvifer s variaza in functie de debitul de apa extras din put,

Interdependenta dintre cele doua marimi, s §i q, se determina prin masuratori §i este data in

studiu hidrogeo1ogic.

.. Determinarea punctului optim de functionare a captarii din put se va face pe cale grafica:punctu1 de function are se va afla 1aintersectia a doua curbe care reprezinta:

a) denivelarea s=f(q);

b) variatia debitului patruns input din stratul acvifer in functie de denive1area s.

a )

q ( 1 / s ) 0 1.75 3.50 5.25 7.0 8.75 10.50 12.25

s (m) 0 0.192 0.630 1.312 2.24 3.41 4.83 6 .5

b) - pentru s=O :

- pentru s=Hmin=15,4 => q=O

- 2 -



o

s(rr'I)

q([Is)

q=9.7I1s

5=4.17 rn

s=-Irnn

Din grafic rezulta:

Figura 2.1 . Determinarea debitului ~ia d en ivela rii o ptim e

qopt"",9.711/s

sopt""'4.17 m

NOTA~ D 1 Hrilln· Hrnil1·· di b: aca rezu t a un Sopt >-3-atunci se va adopta Sopt =-3-§l se citeste qopt illcur a

denivelarii.

Lungim ea fron tului de cap tare

• Se presupune ca frontul de captare este perpendicular pe directia de curgere a apei subterane.

In acest caz:

__ 2_44_4_4_ = 945

15.4 x 80 x 0.021em ]

Numarul d e Due ur i n ec es ar e

n= QIC x 1.2 = 24444 x 1.2 = 34.96

qopt 9.71x3.6x24

Frontul de captare se va prevedea cu un rezervor tampon 1a mijlocul distantei, Pentru a

avea un numar egal de puturi pe fiecare latura vom considera n=36 .

D ista nta din tr e p utu ri

a=!::_ = 945 = 26.25 em ]n 36

Se recomanda ca distanta dintre puturi s a nu fie mai mica decat 50 m, deci vom lua

a=50m. In acest caz lungimea frontului de captare va fi:

".J -



L = (n -l)a = 35 x 50 = 1750 [m ]

In exploatarea curenta debitul care trebuieste asigurat de captare este de 24444 m3/z i

adica 283 l/s. Acest debit va fi asigurat folosind 30 de puturi, celelalte 6 fiind oprite pentru lucrari

de intretinere, Deci debitulla care va fi exploatat un put este:

283qput =-=9.4

30[lis] caruia iicorespunde 0 denivelare s=4 m

2.2 Determinarea distan[ei de protec[ie sanitarii

Se determina pentru conditia indeplinirii unui timp normat de filtratie T prin strat, a carui

valoare este de 20 zile pentru zona cu regim sever.

In cazul unui put singular alimentat din toate partile §i functionand 1a debit maxim, in

tirnpul T=20zile, pu tu l trebuie sa s co ata to ata apa continuta inci1indru1 de raza D 1,grosime Hmin

§i porozitate p, din care trebuie scazut volumul conului de depresiune care se considera pentru

siguranta 0.5 n D / smax' Rezulta deci urmatorul volum:

§i deci:

D_ qpulT1-

p n; (H rr lin - S/2)

9.4x20x86.4 =39.3 [m]

0.25 x 3.14 x (15.4 - 4/2)

Pentru a se putea calcula distanta de protectie sanitara in cazul unui sir de puturi se va

folosi diagrama din figura 2.2. Cu distant a DJ §i distanta dintre doua puturi a se calculeaza

raportul D jl a cu care se intra pe ordonata graficului §i se determina 1a intersectia cu curba ce

indica nurnarul de puturi rapoartele D am/a, D avia ~iDila.

D1 = 39.3 = 0.8

a 50rezulta:

Dam = D"v = 1.25 ;

a a

Dial = 1.25

a

Da.m = = Dav = Dial = 1.25 X 50 = 62.5 [m]

2.3 Construc[ia captiirii cu puluri

2.3.1 Sistem de colectare cu electropompe submersibile

-se va folosi sistemul de colectare cu pompe submersibile introduse in fiecare pUI. Aceste

pompe vor asigura pomparea apei pana 1a un rezervor tampon semiingropat situat la mijlocul

- 4 -



frontului de captare. Cota radierului rezervorului este de -1.5 m fata de cota terenului, iar

inaltimea maxima a apei inrezervor este de 3 m;

-toate puturile se vor lega la aceeasi conducta eolectoare;

-conducta colectoare se confectioneaza din otel §i se va dimensiona la 0 viteza de

0.8 ... 1.2 m/s considerand cazul eel rnai defavorabil: pentru fiecare ramura a captarii puturile

oprite pentru intretinere sunt cele 3 puturi de langa rezervor.

-pompele se aleg astfel incat debitul maxim al pompei sa nu depaseasca debitul maxim al

putului pentru a se evita posibilitatea innisiparii putului.

-pompe1e se vor plasa 1ajurnatatea inaltimii stratului acvifer, in dreptul lor, pe 0 inaltime

de circa 1 m, colo ana filtranta va avea orificiile de admisie a apei acoperite.

-pe conducta de refulare se va prevedea un clapet de retinere,

-sistemul de exploatare a captarii trebuie astfel gandit incat in cazul unei opnn

accidentale a pompelor pomirea acestora s a se faca manual, eu vana de refulare inchisa astfel

incat debitul pomp at sa nu depaseasca debitul maxim admisibil al putului.

Dimensionarea sistemului de co1ectare s-a facut in tabe1ul 2.1. Pentru calculul cotei

piezometrice §i a inaltimii de pompare s-a folosit cota terenului Cr=152m, deci nivelul maxim a1

apei illrezervor este de 153.5m iar cota nive1ului hidrodinamic este:

Nh d=Cr-s-13.5=152-4-13.5=134.S [m]

Tabelul2.1

Tronson L Q On v i hr Cote piezo. H p

(m) (/Is) (mm) (mls) (m)P1-P2 50 9.4 150 0.54 0.0033 0.17 158.2 23.8

P2-P3 50 18.8 200 0.58 0.0025 0.13 158.0 23.6

P3-P4 50 28.2 200 0.88 0.006 0.30 157.9 23.5

P4-P5 50 37.6 200 1.15 0.011 0.55 157.6 23.2P5-P6 50 47.0 200 1.45 0.016 0.80 157.0 22.6

P6-P7 50 56.4 300 0.75 0.0025 0.13 156.2 21.8

P7-P8 50 65.8 300 0.90 0.0036 0.18 156.1 21.7

P8-P9 50 75.2 300 1.04 0.0047 0.24 155.9 21.5

P9-P10 50 84.6 300 1.18 0.0064 0,32 155.7 21.3

P10-P11 50 94.0 300 1.30 0.0077 0.39 155.4 21.0

P11-P12 50 103.4 350 1.06 0.0042 0.21 155.0 20.6

P12-P13 50 112.8 350 1.11 0.0047 0.24 154.8 20.4

P13-P14 50 122.2 350 1.20 0.0055 0.28 154.5 20.1

P14-P15 50 131.6 400 1.00 0.003 0.15 154.2 19.8

PI5-R 175 141.0 400 1.05 0.0034 0.60 154.1 19.7

- 5 -



Pentru a asigura pomparea s-au ales urmatoarele pompe:

-Vogel 65 TL 2 HF 402 care asigura un debit de 9.41/s la 0 inaltime de pompare

de 22 m. Cu acest tip de pornpa se vor echipa puturile P6...PI8.

-Vogel 631 TL 3 Hf 402 care asigura un debit de 9.41/s la 0 inaltime de pompare

de 26m. Cu acest tip de pompa se vor echipa puturile PL.PS.

Diametrul minim necesar al forajului pentru a se putea instala pompele este de 150 mm,

deci pompe1e pot fi instalate in forajele de 275 mm.

2.1.4. Colectarea apei din puturi prin sifonare

Pentru sistemele de colee tare a apei din puturi sifonare calsica si sifonare eli cap

autoamorsant se va eonsidera:

- coleetarea apei se va face intr-un put colector amplasat la mijlocul captarii;

- acvifer cu nivel liber; nivelul hidrostatic se gaseste la (- 3,00 m) adancime sub

cota medie a terenului din zona putului colector (restul datelor din studiul hiclrogeologic

raman valabile);

- amplasamentul frontului de captare pe planul de situatie se va indica fiecarui

student in parte;

- apa se va eolecta prin sifonare clasica pe ramura ascendenta a frontului de

captare care va avea 0 panta medie de 1 - 3 %0 §i prin sifonare cu cap autoamorsant pe

ramura descendenta a captarii;

- puturile se vor grupa cate 4 sau 5 pentru a pennite in exploatare scoaterea din

functiune a unor tronsoane scurte de conducte de aspiratie, eondueta principal a ramanand

infunctiune.

Sifonare clasica

Conducta de sifonare trebuie sa urce eu panta 1 - 3 %0 catre putul colector pentru

a inlesni evacuarea aerului.

- 6 -



Punetul eel mai malt al conduetei nu trebuie sa depaseasca cu mai mult de 5 - 7 m

nivelul eel mai scazut din putul eoleetor pentru a nu se dezamorsa prin ruperea coloanei

de apa,

Amorsarea se va face eu instalatie de vacuum.

Colectorul se va executa din otel (k = 83) §i se va calcula la 0 viteza economic a v,

= 0,4 - 0,6 mls.

Cota terenului in zona putului PI este CPI = 150,95 iar cota terenu1ui in zona

putului col ector este Cpc = 152,00.

Rezulta panta terenului in Iungul frontului de eaptare:

i = Cpe -CPi = 152,00-150,95 = = 12%0

teren 875 875 '

Coleetorul se va amplasa eu aceeasi panta (i I ( = i, = 1,2 %0)·5 co ec or eren

Nive1u1 hidrostatie se gaseste la eota:

NHs =Cpe - 3,00 = 152,00 - 3,00 = 149,00

Ca1culul se centralizeaza illtabelul 2.2

TabeI2.2.

Tronson L Q Dn V he

(m) (dm'zs)I (mm) (m/s) (m)---.-.----r-~~~--~~~~+_~~~------~--~~~

PI-P2 50 9,4 i 150 0.53 0.0033; 0.165.-----+----~.:::...-_+__:_. ' -----l-_. ._

P2-P3 50 18,8! 200 0.6 i 0,0027 i 0,135+------+---"-'- i- .•_ •.•.•._ _ _. - -_ •._--:-----_ •...•••.. ,-_ _.---

P3-P4 50 28,2! 300 0.4 i 0,0007 I 0.035-' . ·--·-·-..---·-+·-·--····-----..-···,·-·······-...-·.· - 1P4-P5 50 37,6! 300 0.52 i 0,0012 I 0.06.-_. ...........••... _. ; --""j-: ------j

___.__2Q.-t_±7,0 ! _j09__+__Q~~_j)_:9il958.J .. Q J _ ~ _ 1

- - - - l i i - · - - r - - f ~ - ~ -. - P A 7 o ~ - - - ~ ~ - - - r - 6 1 } - l - f d £ ~ ~ 1 - - ~ J 7 V 5 - - J

2 : he = 0.74 m

Nivelul apei in putul colector se determina eu formula:

Npc = NHd - I h , ;

- 7 -



Nivelul hidrodinamic se determina:

NHd =NHs - s = 149,0 - 4,0 = 145,0

Rezulta nivelul apei inputul colector:

Npc = 145,0 - 0,74 = 144,26

Nivelul minim al apei inputul colector se determina:

NminPC NPC - h, = 144,26 - 0,70 = 143,56

Cola axului conductei de refulare in putul colector se determina astfel:

Caxcond = Nhs + 0,50 + 1,2/1000 x 875 = 149,0 + 0,50 + 1,05 = 150,55

Inaltimea de vacuum se deterrnina:

H, = C,-"ond NminPC 150,55 - 143,56 = 6,99 m < 7,00 m.

Debitul de aer necesar realizarii vacuumului §i amorsarii instalatiei este:

Q ! l e r = 10% Q ,p a = 0,1 x 141 = 14,1 dm3/s = 50,76 m

3/h.

Pentru realizarea vacuumului necesar se aleg (l+ 1) pompe de vacuum tip MIL

401 x 2 cu caracteristicile: n = 1500 rot./min., P = 3,0 KW, Q = 55 m3/h .

Conducta de transport a aeru1ui se dimensioneaza la 0 viteza economic a vaor= 15

... 20 m/s. Rezulta:

n f ) 2

Qaer = --vaer = > D =4

4 x 14,1 X 10-3----- = O,0345m

J[ xIS

Se alege Dn 1,5" .

Sifonare cu cap autoamorsant

Sistemul de colectare a apei din puturi sifonare eu cap autoamorsant se va executa

pe ramura descendenta catre putul colector a frontului de captare.

Colectorul se pozeaza inpanta catre putul co1ector (icole<lori,•.,)sigurand inaltimi

de ingropare mai reduse (se va ingropa 0,80 m fata de generatoarea superioara a

conductei).

Cota terenului ill zona putului PI este Cp1= 155,50 iar cota terenului ill zona

putului colector este C pc = 152,00.

Rezulta panta terenului in lungul frontului de captare:

- 8 -



i = CP1 - Cpc = 155,50 -152,0 = 40%0teren 875 875 '

Colectorul functioneaza eu grad de umplere a ~ 0,8 ~i se dimensioneaza la 0 viteza

economica Ve e = 0 ,8 ... 1 ,2 m/s .

Ca1culul se centralizeaza in tabelu12.3.

TabeI2.3.

250 300 68 0.95! 0,70 i 1,07 i 0,62 1,02! 1,00.----1----+\.--,-

II 250 94,0 0,004 400 i 150 1,15 t 0,63 I 1,04 ; 0,58 1,20 1,00

------.--.------------.-----f------ --.-~-------.- '-.::;::;-+---.-'"-.--i.-- ....---.----~.--.-"..--....--...-,,-,,--------.-,-.--III 175 141,0 0,004 450 I 200 1,22 I 0,70 i 1,07'! 0,62 1,30 0,70

0,0047,0

l:h,'" 3,50 m

Din diagrama pentru conducte de otel (k = 83) se determina diametrulconductei

Dn, debitul la plin QPI si viteza la plin vpl

cunoscand debitul Q §i valoarea adoptata a

pantei eolectorului ( i c = 0,004). Se calculeaza in continuare valoarea e x . = Q 1 Q P I ' Din curba

de umplere (fig. 2.4.) se determina valorile ~ §i a. Se determina viteza efectiva de curgere

§i pierderea de sarcina (h, = ix L).

2.15. Dimensionarea putului colector

Dimensiunile putului eolector se stabilesc astfel meat sa asigure un timp de trecere

a apei prin put de 3 __10 min. Datorita faptului ca debitul captat este relativ mare se alege

t = 3 min. Inaltimea utila s-a ales anterior h, = 0,70 m. Rezulta:

"ok ~4Q]C t 1 x 24444 x 3 __9,60mQrc x t = -- t = > Dpc = ,-- = > Dpc =

4 nhu 24 x 60 x Jl x 0,70

- 9 -

cursul-nr21-hidroedilitare

Documents

Transcript of cursul-nr21-hidroedilitare