Математические модели скважинных водозаборов с разветвленной и кольцевой схемами соединения сборных водоводов

Скважинные водозаборы подземных вод широко используются для водоснабжения агрогородков, городских поселков, малых и крупных городов, мегаполисов. Численность потребителей в указанных населенных пунктах определяет количество водозаборов, число скважин водозабора, их производительность, схемы расположения и подключения к сборным водоводам. В связи с увеличением масштабов использования подземных вод производятся реконструкция и расширение действующих водозаборов. Эти работы сопровождаются тампонажем вышедших из строя скважин, их перебуриванием, бурением дополнительных скважин, перекладкой старых и прокладкой новых сборных водоводов.  Все это приводит к усложнению конфигурации сборных водоводов из-за строительства перемычек и колец, появлению новых скважин с линиями подключения.  В новых условиях, чтобы правильно установить режимы работы водозабора с минимальными затратами энергии на подъем и подачу заданного объема воды в сборно-регулирующие резервуары, верно выбрать соответствующее водоподъемное оборудование в скважинах, разработать мероприятия по интенсификации водозабора с прогнозом их эффективности и оптимизировать работу водозабора, необходимо построить его математическую модель, позволяющую выполнять комплексные расчеты. Самыми сложными для создания математической модели являются водозаборы с разветвленными сборными водоводами, а также с площадной схемой расположения скважин и кольцевой схемой соединения сборных водоводов. Методика расчета подобных водозаборов недостаточно освещена в литературе, отсутствуют конкретные примеры расчета. Целью настоящей статьи является уточнение методики расчета скважинных водозаборов с разветвленными сборными водоводами и с кольцевой схемой их соединения.

1. Проектирование водозаборов подземных вод / А. И. Арцев [и др.]. М.: Стройиздат, 1976. 292 с.

2. Гаврилко, В. М. Фильтры буровых скважин / В. М. Гаврилко, В. С. Алексеев. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1985. 334 с.

3. Пособие по проектированию сооружений для забора подземных вод (к СНиП 2.04.02–84) / ВНИИВОДГЕО Госстроя СССР. М.: Стройиздат, 1989. 272 с.

4. Плотников, Н. А. Проектирование и эксплуатация водозаборов подземных вод / Н. А. Плотников, В. С. Алексеев. М.: Стройиздат, 1990. 256 с.

5. Старинский, В. П. Водозаборные и очистные сооружения коммунальных водопроводов: учеб. пособие / В. П. Старинский, Л. Г. Михайлик. Минск: Выш. шк.,1989. 269 с.

6. Гуринович, А. Д. Питьевое водоснабжение из подземных источников: проблемы и решения / А. Д. Гуринович. Минск: Технопринт, 2001. 305 с.

7. Скважинные водозаборы. Правила проектирования: ТКП 45-4.01-199–2010.

8. Гаврилко, В. М. Опыт эксплуатации скважин, оборудованных фильтрами из пористой керамики / В. М. Гаврилко, Н. Д. Бессонов // Труды ВНИИВодГео. 1966. Вып. 13. С. 8–10.

9. Дубровский, В. В. Справочник по бурению и оборудованию скважин на воду / В. В. Дубровский, М. М. Керченский, В. И. Плохов. М.: Недра, 1972. 512 с.

10. Здор, Г. Н. Автоматическое управление группой насосных агрегатов с целью снижения затрат электроэнергии / Г. Н. Здор, А. В. Синицын, О. А. Аврутин // Энергетика. Известия высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2017. Т. 60, № 1. С. 54–66. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2017-60-1-54-66.

11. Ивашечкин, В. В. Прогноз периода стабильной работы скважинных водозаборов на основе результатов обследования / В. В. Ивашечкин, А. Н. Кондратович, Г. К. Добриян // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. 2005. Т. 17, № 7. С. 199–209.

12. Ивашечкин, В. В. К расчету межремонтных периодов работы скважинных водозаборов с учетом старения скважин / В. В. Ивашечкин, А. М. Шейко // Вестник БНТУ. 2006. № 5. С. 5–10.

13. Ивашечкин, В. В. Прогноз снижения удельного дебита скважин в процессе эксплуатации / В. В. Ивашечкин, А. М. Шейко, Э. И. Михневич // Мелиорация. 2012. № 2. С. 33–43.

14. Иванова, И. Е. Теоретические исследования процесса выщелачивания кольматанта в гравийной обсыпке фильтра скважины при использовании установки для реверсивно-реагентной регенерации / И. Е. Иванова, В. В. Ивашечкин, В. В. Веременюк // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 1. С. 80–92. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-1-80-92.

15. Шевелев, Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: справ. пособие / Ф. А. Шевелев, А. Ф. Шевелев. М.: Бастет, 2016. 428 с.