Обезвоживание / д я ш ɔː т ər ɪ ŋ / является удаление воды из твердого материала или почвы путем мокрой классификации, центрифугирования , фильтрации или аналогичные твердое тело-жидкость процессов разделения , таких как удаление остаточной жидкости из осадка на фильтре на а фильтр-пресс как часть различных производственных процессов. [1]
Обезвоживание, обезвоживание или контроль воды в строительстве - общие термины, используемые для описания удаления или отвода грунтовых или поверхностных вод из русла реки , строительной площадки , кессона или шахты путем откачки или испарения. На строительной площадке это обезвоживание может быть выполнено перед выемкой грунта под фундамент, опорой или подвалом для понижения уровня грунтовых вод . Это часто связано с использованием погружных насосов для «обезвоживания» , центробежных («мусорных») насосов, эжекторов или приложения вакуума к точкам скважин. Международная исследовательская компания Visiongain оценила мировой рынок водоотливных насосов в 6,4 млрд долларов в 2018 году [2].
Процессы
Глубокие колодцы
Глубокая скважина обычно состоит из скважины, снабженной щелевым хвостовиком и погружным электронасосом. Когда вода перекачивается из глубокой скважины, образуется гидравлический градиент, и вода течет в скважину, образуя конус впадины вокруг скважины, в котором мало или совсем не остается воды в поровых пространствах окружающей почвы. Глубокие скважины лучше всего работают в грунтах с проницаемостью от k = 10 - 3 м / с до 10 - 5 м / с; величина просадки, которую может достичь скважина, ограничивается только размером рыбонасоса. [3]
Глубокие колодцы можно установить кольцом вокруг котлована, чтобы понизить уровень воды и сохранить безопасное и сухое место. Для проектирования систем обезвоживания глубоких скважин можно использовать несколько уравнений, однако многие из них основаны на эмпирических данных и иногда не работают. Практика и опыт, наряду с твердым пониманием основополагающих принципов обезвоживания, являются лучшими инструментами для создания успешной системы. [4] Некоторые ситуации обезвоживания «настолько распространены, что их можно спроектировать почти на основе практического опыта». [5]
Глубокие скважины также используются для тестирования водоносных горизонтов и для дренажа грунтовых вод скважинами . [6]
Wellpoints
Колодцы представляют собой трубы небольшого диаметра (около 50 мм) с прорезями у дна, которые вставляются в землю, из которых вода забирается с помощью вакуума, создаваемого водоотливным насосом. Колодезные скважины обычно устанавливаются в близких центрах на линии вдоль или по краю выемки. Поскольку вакуум ограничен до 0 бар, высота, на которую можно набирать воду, ограничена примерно 6 метрами (на практике). [7] Колодцы могут быть установлены поэтапно, при этом первая ступень снижает уровень воды до пяти метров, а вторая ступень, устанавливаемая на более низкий уровень, снижает его еще больше. Вода, просачивающаяся между глубокими колодцами, может быть собрана одним рядом колодцев на пальце ноги. Этот метод обеспечивает гораздо большую ширину без сил просачивания.
Копья Wellpoint обычно используются для забора грунтовых вод в условиях песчаной почвы и не так эффективны в условиях глины или горных пород. Иногда вместо копий используются открытые насосы, если грунтовые условия содержат значительное количество глины или породы. [8]
Горизонтальный дренаж
Установка горизонтальных систем обезвоживания относительно проста. [9] Траншеекопатель устанавливает неперфорированную трубу, за которой следует синтетическая или органическая перфорированная труба. Длина водостока определяется диаметром водостока, условиями почвы и уровнем грунтовых вод. Обычно длина водостока составляет 50 метров. После установки дренажной трубы насос подключается к дренажу. После того, как уровень грунтовых вод был понижен, можно начинать предполагаемое строительство. После завершения строительства насосы останавливаются, и уровень грунтовых вод снова поднимается. Обычно глубина установки до 6 метров.
Контроль порового давления
Хотя инженеры могут использовать обезвоживание для понижения уровня грунтовых вод или осушения почвы, они также могут использовать этот процесс для контроля порового давления в почвах и предотвращения повреждения конструкций из-за подъема грунта . Высокие поровые давления возникают в почвах, состоящих из мелкодисперсных илов или глин. Поскольку эти почвы имеют очень низкую проницаемость , обезвоживание в традиционном смысле (самотечный поток в водозаборную скважину) может оказаться очень дорогостоящим или даже бесполезным. Вместо этого схема обезвоживания с помощью вакуума , такая как эжекторные скважины или герметичные глубокие скважины, может служить для забора воды в колодец для забора. [10]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Alimohammadi, М., Tackley Х., Холмс, Б. Дэвидсон, К., озеро, CB, Спунер, IS, ... & Walker, TR (2020). Определение изменчивости физических свойств отложений для лабораторных целей обезвоживания. Экологическая геотехника, 1-8. https://www.icevirtuallibrary.com/doi/abs/10.1680/jenge.19.00214
- ^ « « Глобальный рынок водоотливных насосов будет оценен в 6,4 миллиарда долларов в 2018 году », - сообщает Visiongain» . Visiongain . 5 сентября 2019 . Дата обращения 5 сентября 2019 .
- ^ CIRIA515 Контроль грунтовых вод - разработка и практика. Spon. Лондон. 2000 г.
- ^ Проектирование систем контроля подземных вод с использованием метода наблюдений. ТОЛ Робертс и М. Прин. Геотехника 44, № 4, 727–34, декабрь 1994.
- ^ Об анализе систем обезвоживания. Дж. К. Уайт. Труды X Международной конференции по механике грунтов и фундаментостроению, июнь 1981 г.
- ^ ILRI, 2000, Подземный дренаж с помощью (трубчатых) скважин: уравнения расстояния между скважинами для полностью или частично проникающих скважин в однородных или слоистых водоносных горизонтах с анизотропией и входным сопротивлением или без них , 9 стр. Принципы, используемые в модели «WellDrain». Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. В сети: [1] . Бесплатно загрузите программное обеспечение "WellDrain" с веб-страницы: [2] или с: [3]
- ^ Адаптируемая скважина. Дж. К. Уайт. Водоснабжение, май 1982 г.
- ^ Гражданская помощь Австралии. 2014. Полное управление уровнем грунтовых вод. [ОНЛАЙН] Доступно по адресу: http://civilassistaustralia.com.au/service/ground-water-control/ . [Доступ 03 15 марта]
- ^ ILRI, 2000, Энергетический баланс потока грунтовых вод применительно к подземному дренажу трубами или канавами в анизотропных почвах с входным сопротивлением: уравнения расстояния между дренажами. , 18 стр. Принципы, использованные в модели «EnDrain». Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. В сети: [4] Архивировано 19 февраля 2009 года в Wayback Machine . Бесплатная загрузка программного обеспечения "EnDrain" с веб-страницы: [5] или с: [6]
- ^ Робертс, ТОЛ; Roscoe, H .; Powrie, W .; Мясник, DJE (2007). «Контроль порового давления глины при проходке туннелей методом вскрытия и перекрытия». Геотехническая инженерия . 160 (4): 227–236. DOI : 10,1680 / geng.2007.160.4.227 . ISSN 1353-2618 .
дальнейшее чтение
- Эрдманн, Вильфрид; Эмануэль Романьчик (1995). «Международное состояние и тенденции в области сгущения и обезвоживания» . В Веславе Блашке (ред.). Новые тенденции в технологиях и оборудовании для обогащения угля . Издательство Gordon and Breach. С. 89–93. ISBN 978-2-88449-139-6. OCLC 60279792 . Проверено 15 мая 2009 года .
- Пауэрс, Дж. Патрик (1992). Обезвоживание строительства: новые методы и применения . Нью-Йорк : Джон Вили и сыновья . ISBN 0-471-60185-3. OCLC 24502054 . Проверено 15 мая 2009 года .
- Спеллман, Фрэнк Р. (1997). Обезвоживание твердых биологических веществ . Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 1-56676-483-1. OCLC 36556585 . Проверено 15 мая 2009 года .
- Сваровский, Ладислав (2000). Разделение твердой и жидкой фаз . Оксфорд : Баттерворт-Хайнеманн . п. 3 . ISBN 0-7506-4568-7. OCLC 45103009 .
- Туровский И.С.; П.К. Матай (2006). «Обезвоживание» . Обработка осадка сточных вод . Хобокен, Нью-Джерси : John Wiley & Sons . С. 106–135. ISBN 0-471-70054-1. OCLC 61821712 . Проверено 15 мая 2009 года .