- Wybór typu filtra dokonujemy kierując się poniższym opisem:
Wytyczne stosowania filtrów studziennych
1.
Skały zwięzłe osypujące, skały sypkie
(frakcje kamieniste, otoczaki). Ziarna o średnicy 25 – 100 mm stanowią ponad
50% zawartości. Filtry otworowe z perforacją okrągłą lub szczelinową, filtry
prętowe.
2.
Żwir, pospółka. Żwir: ziarna o średnicy
większej od 2 mm stanowią ponad 50 zawartości; pospółka: ziarna o średnicy
większej od 2 mm stanowią 10 – 50% zawartości. Filtry otworowe z perforacją
okrągłą lub szczelinową owinięte spiralnie drutem; filtry mostkowe; filtry
prętowe owinięte spiralnie drutem oraz pokryte blachą z wytłaczanymi otworkami.
3.
Piaski grube. Ziarna o średnicy większej
od 0,5 mm stanowią ponad 50% zawartości (D50 > 0,5 mm). Filtry
otworowe z perforacją okrągłą lub szczelinową owinięte spiralnie drutem oraz
otoczone siatką o oczkach kwadratowych (ew. blachą z wytłaczanymi otworkami);
filtry prętowe owinięte spiralnie drutem oraz ewentualnie siatką o splocie
kwadratowym lub blachą z wytłaczanymi otworkami.
4.
Piaski średnie. 0,5 mm > D50
. 0,25 mm. Filtry otworowe z perforacją okrągłą lub szcelinową owinięte
spiralnie drutem i ewentualnie otoczone siatką o splocie rypsowym; filtry
obsypkowe z perforacją okrągłą lub szczelinową lub prętowe z jednowarstwową
obsypką.
5.
Piaski drobne. Ziarna o średnicy
większej niż 0,25 mm stanowią mniej niż 50% zawartości (D50 ≤ 0,25
mm). Filtry obsypkowe z perforacją okrągłą lub szczelinową, dwu lub
trzywarstwowe.
6.
Piaski
pylaste. Ziarna o średnicy większej niż 0,25 mm stanowią mniej niż 50%
zawartości lecz frakcji pyłowej jest 10 – 30%, zaś iłowej mniej niż 2%. Filtry
obsypkowe jak w punkcie 5.
- Dobór obsypek
1.
Miarodajną
średnicę D50 pierwszej
warstwy obsypki dokonujemy według relacji: (d50 oznacza średnicę uziarnienia warstwy wodonośnej) q1=D50/d50=8 do 12
2. Dalsze warstwy obsypki obliczamy:qi=D (i+1)/Di= 4 do 6 (indeks i+1 oznacza średnicę ziarn zewnętrznej warstwy obsypki).
2. Dalsze warstwy obsypki obliczamy:qi=D (i+1)/Di= 4 do 6 (indeks i+1 oznacza średnicę ziarn zewnętrznej warstwy obsypki).
1 warstwa warunek 100mm<d0
2 60 mm<d
Grubości obsypek:
1.
Obsypka z piasku filtracyjnego: pierwsza
warstwa g ≥ 100 mm, druga i następna g ≥ 60 mm.
2.
Obsypka z żwiru filtracyjnego: pierwsza
warstwa g ≥ 150 mm, druga i następne g ≥ 80 mm
- Perforacja rury filtrowej
Zalecane wymiary
otworów wlotowych okrągłych (do) lub szczeliny (t):
1. Filtry
z perforacją okrągłą przy U ≤ 2: (2,5
– 3,0)D50 i przy U > 2: (3,0 – 4,0)D50
2.
Filtry z perforacją szczelinową
odpowiednio: (1,25 – 1,5)D50 i (1,5 – 2,0)D50
3.
Filtry siatkowe: (1,5 – 2,0)D50 i (2,0 – 2,5)D50
4.
Filtry prętowe: 1,25D50 i 1,5D50
gdzie U = D60 / D10 Ponadto stosuje się warunki dodatkowe:
- do ≤ 0,1Dz i t ≤ 0,1Dz (Dz – średnica zewnętrzna rury filtrowej)
- Otworki okrągłe: a = 20÷40 mm (a - odległość otworków w pionie); b = 20÷40 mm (b – odległość otworków w poziomie).
- Otworki szczelinowe: b = (8÷12)t (b – odległość między osiami szczelin w poziomie); c = 10 ÷ 20 mm (c – odległość między górną i dolną krawędzią szczelin); l = 30 ÷ 100 mm (l – długość szczelin)
- Wstępne przyjęcie długości filtra
- Dla M ≤ 15 m: lf = (0,4 ÷ 0,8)M oraz dla H ≤ 15 m: lf = (0,4 ÷ 0,6)H
- Dla
M
> 15 m lub H >
15 m za pomocą metody oporów filtracyjnych za pomocą relacji:
(Z – współczynnik poprawkowy)
- Określenie prędkości krytycznej filtracji (ochrona studni przed przedostawaniem się osadów)
Prędkość krytyczna: 
(gdzie: np. -
porowatość ośrodka; de=
c*d10;
de - średnica efektywna
ziaren; ν – współczynnik
kinematycznej lepkości)
(gdzie: np. -
porowatość ośrodka; de=
c*d10;
de - średnica efektywna
ziaren; ν – współczynnik
kinematycznej lepkości)
Zestawienie wartości c
U
|
c
|
U
|
c
|
U
|
c
|
U
|
c
|
1,00 ÷1,25
|
1,1
|
2,0÷2,5
|
1,7
|
3,5÷4,0
|
2,05
|
6,0÷7,0
|
2,3
|
1,25÷1,5
|
1,3
|
2,5÷3,0
|
1,85
|
4,0÷5,0
|
2,15
|
7,1÷10,0
|
2,35
|
1,5÷2,0
|
1,5
|
3,0÷3,5
|
1,95
|
5,0÷6,0
|
2,25
|
≥10
|
2,4
|
Zestawienie Rkr (przy np = 0,40)
de
(mm)
|
Rkr
|
de
(mm)
|
Rkr
|
1,0 ÷ 1,5
|
4,0
|
5,0 ÷ 7,0
|
10,5
|
1,5 ÷ 2,0
|
5,5
|
7,0 ÷ 10,0
|
18,0
|
2,0 ÷ 3,0
|
6,5
|
10,0 ÷ 15,0
|
24,0
|
3,0 ÷ 5,0
|
9,0
|
||
Grubości obsypek:
1.
Obsypka z piasku filtracyjnego: pierwsza
warstwa g ≥ 100 mm, druga i następna g ≥ 60 mm.
2.
Obsypka z żwiru filtracyjnego: pierwsza
warstwa g ≥ 150 mm, druga i następne g ≥ 80 mm
- Zalecane długości rury podfiltrowej: głębokość studni do 15 m: 1,5 – 2,0 m; 16 – 30 m: 3,0 m; 30 – 90 m: 5,0 m; powyżej 90 m: 10 m
G. Prędkość dopuszczalna z uwagi na
sufozję
H. Określenie dopuszczalnego wydatku
(przy założeniu jednolitego dopływu jednostkowego wzdłuż filtra):
1.
Z uwagi na wartość prędkości krytycznej
na granicy warstwa wodonośna – obsypka zewnętrzna: 
(D – średnica filtra
na wymienionej granicy)
(D – średnica filtra
na wymienionej granicy)
2.
Z uwagi na wartość prędkości krytycznej
na granicy obsypka zewnętrzna – obsypka wewnętrzna: jak wyżej
3.
Z uwagi na wartość prędkości krytycznej
na granicy obsypka wewnętrzna – szkielet filtra: jak wyżej
4.
Z uwagi na wartość prędkości
dopuszczalnej wg Abramowa:
(vdop – najmniejsza wartość dopuszczalnej prędkości przy
założeniu jednolitego dopływu jednostkowego do studni)
(vdop – najmniejsza wartość dopuszczalnej prędkości przy
założeniu jednolitego dopływu jednostkowego do studni)
5.
I. Określenie dopuszczalnego
eksploatacyjnego wydatku studni przy uwzględnieniu nierównomierności rozkładu
dopływu wzdłuż filtra: 
gdzie:
gdzie: 
Orientacyjne wartości parametru hydraulicznego µm
Rodzaj
filtra
|
Porowatość
szkieletu
m (%)
|
Wartość
współczynnika µ w zależności od
D50 obsypki
w mm
|
||||||||
20
|
16
|
12
|
10
|
8
|
6
|
4
|
2
|
1,4
|
||
Mostkowy
|
3,5
7,2
11,2
14,6
|
0,82
0,64
0,56
0,53
|
0,81
0,62
0,52
0,48
|
0,78
0,57
0,46
0,42
|
0,75
0,53
0,41
0,37
|
0,69
0,48
0,36
0,32
|
0,60
0,40
0,30
0,27
|
0,48
0,30
|
0,32
|
0,26
|
Prętowy
|
18,2
30,8
|
0,51
0,34
|
0,51
0,34
|
0,51
0,34
|
0,50
0,33
|
0,48
0,32
|
0,46
0,30
|
0,41
0,27
|
0,34
0,23
|
0,32
0,19
|
Szczelinowy
|
4,8
|
0,88
|
0,84
|
0,79
|
0,75
|
0,68
|
0,57
|
|||
Perforowany
z siatką
|
14,8
|
0,68
|
0,68
|
0,68
|
0,68
|
0,68
|
0,67
|
0,62
|
0,48
|
0,40
|
J. Obliczenie charakterystyki studni
przy uwzględnieniu niezupełności (sposób przybliżony):
Zestawienie wartości współczynnika
redukcyjnego wr
t/ho
lub
L/M
|
wr
|
t/ho
lub
L/M
|
wr
|
t/ho
lub
L/M
|
wr
|
0,9
|
0,975
|
0,5
|
0,785
|
0,2
|
0,518
|
0,8
|
0,945
|
0,4
|
0,712
|
0,15
|
0,452
|
0,7
|
0,895
|
0,3
|
0,625
|
0,1
|
0,370
|
gdzie: t – czynna długość filtra, ho
– odległość stropu warstwy nieprzepuszczalnej od poziomu dynamicznego
zwierciadła wody w studni (horyzont swobodny), M – miąższość warstwy wodonośnej dla horyzontu napiętego.
lo/M
lub
lo/M
|
M/r lub M/r
|
||||||
2
|
3
|
5
|
10
|
20
|
30
|
50
|
|
0,02
0,06
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,94
0,98
|
0,4607
0,4528
0,4379
0,3780
0,3028
0,2271
0,0586
0,0569
0,0556
0,0236
0,0054
0,0018
0,0002
|
1,0724
1,0454
0,9962
0,8215
0,6333
0,4642
0,3219
0,2063
0,1163
0,0513
0,0123
0,0043
0,0004
|
2,5591
2,4403
2,2491
1,7115
1,2526
0,8934
0,6142
0,3971
0,2301
0,1070
0,0278
0,0099
0,0011
|
6,7596
6,0142
5,1449
3,4646
2,3875
1,6548
1,1280
0,7355
0,4385
0,2165
0,0635
0,0345
0,0028
|
15,2894
11,9085
9,3363
5,6714
3,7456
2,5469
1,7263
1,1320
0,6880
0,3545
0,1153
0,0485
0,0064
|
23,1689
16,3363
12,2382
7,0960
4,6026
3,1046
2,0994
1,3799
0,8454
0,4425
0,1511
0,0666
0,0096
|
36,5591
22,6906
16,2134
8,9783
5,7222
3,8300
2,5841
1,7023
1,0510
0,5612
0,2002
0,0925
0,0152
|
lo/M
lub
lo/M
|
M/r lub
M/r
|
|||||
100
|
200
|
500
|
1000
|
1500
|
2500
|
|
0,02
0,06
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,94
0,98
|
60,2830
32,2476
21,9705
11,6283
7,2847
4,8389
3,2574
2,1506
1,3380
0,7268
0,2713
0,1314
0,0251
|
88,5711
42,4342
27,9636
14,3390
8,8745
5,8631
3,9407
2,6058
1,6300
0,8962
0,3452
0,1729
0,0369
|
129,8850
56,3790
34,0616
17,9669
10,9959
7,2282
4,8510
3,2125
2,0197
1,1230
0,4452
0,2297
0,0541
|
162,5400
67,1000
42,2500
20,7270
12,6077
8,2648
5,5421
3,6733
2,3157
1,2955
0,5216
0,2734
0,0678
|
182,0150
74,4063
45,8827
22,3448
13,5520
8,8719
5,9469
3,9431
2,4892
1,3966
0,5666
0,2991
0,0759
|
206,7370
81,3725
30,4669
24,3848
14,7424
9,6374
6,4572
4,2833
2,7078
1,5241
0,6231
0,3316
0,0862
|
