Движение воды в междуречном массиве пород

На рис. 7.2 выделите напорный и безнапорный участок подземных вод, определите их длину и единичные расходы воды на границе напорного участка.

Рисунок 7.2 –???

1) Единичный расход воды на напорном участке определяется по формуле:

Q = kb(H²₁ – H²₂)/2L (7.3)

2) Единичный расход воды на безнапорном участке определяется по формуле:

Q = kb(h²₁ – h²₂)/2(l – L) (7.4)

где H₁ и H₂ – напоры, считая от кровли нижнего водоупора, соответственно, в начале и конце безнапорного участка,

h₁ и h₂ – мощности потока в начале и конце безнапорного участка.

2) Расчетная длина фильтрации воды

Для границы напорного и безнапорного участков справедливо равенство:

Q₁ = Q₂ H₂ =h₁ =m,

где m – мощность водоносного пласта на напорном участке.

Объединив уравнения 7.3 и 7.4, получаем:

L = (H₁² – m²)∙l/(H₁² –h₂²) (7.5)

Подставив значения из таблицы 7.3, получаем для варианта № 1:

L = (64,2)² – (39,2)∙2∙1250/(64,2)² – (46,7)² = 750

Таблица 7.3

7.4 Определение притока безнапорной грунтовой воды
в совершенную скважину

Необходимо построить схему движения вод и определить приток воды к совершенной скважине с круговым контуром питания и горизонтальным водоупором.

Совершенной называют скважину, доведенную до водоупора и питаемую водой только через боковые стенки.

Таблица 7.4

Рисунок 7.3 – Схема грунтовых вод (вариант 1, табл. 7.4)

Приток воды к совершенной скважине(дебит), в общем виде, определяется по формуле:

Q=kπ(H² –h²)/(ln R – ln r) (7.7)

В случае расположении скважины вблизи дренирующего водоема,
в зависимости от расстояния L от водоема, используются формулы:

q = при L ≥ 0,5R (7.8)

q = при L < 0,5R (7.9)

Для выбора формулы расчета необходимо вначале определить радиус влияния скважины R:

R = 2S ,

где S – величина понижения воды в скважине при откачке,

H – мощность водоносного пласта, определяемого как разность абсолютных отметок статического уровня грунтовой воды и кровли водоупора,

k – коэффициент фильтрации.

h = (H – S) – высота столба воды в скважине.

Пример решения (вариант № 1, табл. 7.4).

Определяем радиус влияния скважины:

R = 2∙4,4 = 100,3 м

Т.к. L = 82 м, что больше, чем 0,5R = 50,2 м, то используем формулу

Q = 1,366∙7,1(18,3² – 13,9² ) / lg 100,3 – lg 0,152 = 487 м³/сут

7.5 Определение притока напорной грунтовой воды
в совершенную скважину

Таблица 7.5

Недостающие в таблице данные определяются, исходя из имеющихся, с использованием схемы.

Приток воды к совершенной одиночной напорной скважине определяется по формуле 7.10:

Q = 2,73kmS/(lg R – lg r) (7.10)

где R = 10S – радиус влияния скважины.

Рисунок 7.4 – Схема расположения вод по варианту 1

Пример выполнения задания по варианту № 1

Абсолютную отметку подошвы верхнего водоупора определяем как разность абсолютной отметки пьезометрического уровня и высоты напора:

39,6 – 14,2 = 25,4 м.

Мощность водоносного пласта вычисляем как разность абсолютных отметок подошвы верхнего водоупора и кровли нижнего водоупора:

m = 25,4 – 13,4 = 12 м.

Понижение уровня равно разности абсолютных отметок пьезометрического и динамического уровней:

S = 39,6 – 36,1 = 3,5 м.

Далее вычисляем значение R:

R = 10∙3,5 = 108,4 м.

Вычисляем значение Q:

Q = 2,73∙9,6∙12∙3,5/(lg108,4 – lg 0,152) = 386 м³/сут.