Файл: Климентов П.П. Динамика подземных вод учеб. для геологоразведоч. техникумов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 230

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

схеме зависимости стационарной фильтрации. В пластах же, огра­ ниченных непроницаемыми границами, стабилизации условий фильтрации не происходит и движение подземных вод является не­ установившимся в течение всего периода работы скважин.

Детальное освещение методов получения решений и условий их применения дается в работах [28, 30, 49, 79, 104, 106, ПО].

Ниже приведены лишь некоторые расчетные формулы, необхо­ димые для понимания учебного материала последующих глав.

Одиночная скважина в пласте-квадранте с непроницаемыми гра­ ницами. В результате отображения реальной скважины относитель­ но границ пласта получается система из четырех скважин (одной реальной и трех отображенных) действующих с положительным дебитом (рис. 136, а). Соответствующим образом решение для оп­ ределения величины понижения 5 в любой точке пласта М имеет вид:

При определении понижения уровня непосредственно в скважи­ не г = гс, а рі, р2 и рз — расстояния от реальной скважины до ее отображений.

2

 

 

При условии, что Рмакс Q }

формула

(IX,104) упрощается:

4xt

 

 

Q

2,25:d

(IX,105)

------ ln

-

2nkm

Угрір2рз

 

Одиночная скважина в пласте-полосе с двумя параллельными непроницаемыми границами. При наличии двух параллельных гра­ ниц для получения решения необходимо учитывать влияние беско­ нечного множества отображенных скважин. При этом в начальный период работы скважины достаточно учитывать влияние первых отображений. Соответствующие выражения для получения решений приведены в работах [28—30]. Для определения величины пониже­ ния уровня непосредственно в скважине (г = гс) расчетная формула имеет вид:

Q

7,1 Y ,t

■2 ln

0,16L

5,

 

 

(IX, 106)

4л km

 

 

r„ sin

Л І

 

 

 

 

~ T

Здесь: l — расстояние от скважины до ближайшей непроницаемой границы; L — ширина полосы (рис. 136, б).

Одиночная скважина в пласте с круговым или приводимом к кру­ говому непроницаемым контуром. Решение для этой схемы получе­ но М. Маскетом [79]. По истечении времени t, определяемого усло-

R

вием t ;js (0,05 -f- 0,1) — , Для прогноза величины понижения уровня

в любой точке пласта можно использовать следующую формулу:

Q

 

RK

2хt

3

(IX,107)

,

ЛІП-

г

/?2„

1 ).

2лkm

'

 

4 /

 

При г = гс по формуле (IX, 107) определяется понижение уровня в скважине, а при r = RK— понижение уровня на контуре. В послед­ нем случае формула (IX,107) изменится на:

Q

з \

(IX, 1Q8)

2л/г/п ' R2

4 '

 

Поскольку эксплуатация скважины в закрытом пласте может проводиться ограниченное время (при отсутствии восполнения за­ пасов подземных вод), представляет интерес определение продол­ жительности возможной эксплуатации скважины tMаке) при допуще­ нии, что понижение уровня произойдет до ее забоя:

nkH 2

0,47tfK1 Я_к

 

t = [~2Q е— 0,5 ln

гс -*%

(IX,109)

где RK— радиус области фильтрации, приводимой к круговой.

Скважина, работающая с постоянным понижением уровня. Вели­ чина понижения уровня в скважине может быть постоянной во вре­ мени, если она эксплуатируется самоизливом (в этом случае пони­ жение равно избыточному напору над устьем скважины), или с помощью насосов поверхностного действия, обладающих постоян­ ной высотой всасывания. Постоянная величина повышения уровня имеет место и при нагнетании воды в скважину под определенным постоянным напором. Неустановившаяся фильтрация во всех этих примерах сопровождается постепенным уменьшением расхода сква­ жины и снижением напоров (при нагнетании — повышением) по всей области влияния скважины, кроме нее самой. В результате расчетов обычно выявляется динамика изменения дебита скважины и оценивается величина изменения уровня в зоне ее действия во времени, что важно учитывать при влиянии на другие водозаборные сооружения.

Общее решение для оценки дебита в любое время t от начала работы скважины с постоянным понижением (Sc = const) имеет-вид;

Q = 2nkmS0cp( —^ )>

(IX,ПО)

С

 

где функция Ф , определяемая по графикам в зависимости от

yet

30]), уже через

некоторое время

значения— (см., например, [28,

 

 

 

 

2

после начала работы скважины, а именно при' ^

г с

W-— может быть

представлена в виде:

 

 

 

%

 

 

 

 

ф (? )

И Л И

ф

( ? )

2,25х£

[ - « ( - а ) ]

 

 

 

In

 

 

 

 

(%t \

 

 

формула

для определения

С учетом значения?] — I расчетная

С

 

 

 

 

дебита Qt имеет вид:

 

 

 

 

для артезианской скважины:

 

 

 

 

inkmSc

 

 

4nkmSc

(IX,111)

Qt

 

 

2,25xt

 

 

 

’

 

 

 

ln

 

для грунтовой скважины:

 

 

 

 

2nk(2He— S C)S C

2nk (2He— S C)S C

Qt

 

 

 

(IX,112)

 

 

 

2,25at

in

Для определения величины понижения уровня в зоне влияния

2

скважины при / Ю— можно использовать приближенную фор- X

мулу:

S = ■

(IX,113)

 

2,25кі

In

где г — расстояние до точки, в которой определяется понижение уровня.

Г Л А В А X

ПРИМЕНЕНИЕ ОСНОВНЫХ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД К ГИДРОЕЕОЛОГИЧЕСКИМ РАСЧЕТАМ

ВОДОЗАБОРНЫХ И ДРЕНАЖНЫХ СООРУЖЕНИЙ

ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАПАСОВ

ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Водозаборные и дренажные сооружения, создаваемые для целей эксплуатации подземных вод, состоят, как правило, из, скважин, реже горизонтальных галерей. Гидрогеологическое обо­ снование таких сооружений выполняется на основе проведения рас­ четов по оценке условий их работы. В результате расчетов устанав­ ливаются дебиты водозаборных и дренажных сооружений, условия их взаимодействия и влияние на снижение естественных уровней подземных вод, дается прогноз условий работы проектируемых сооружений во времени. Технико-экономическая оценка обоснован­ ных гидрогеологическими расчетами вариантов водозаборных и дренажных сооружений позволяет выбрать наиболее рациональный из них, обеспечивающий решение задач водоснабжения, осушения территорий, водопонижения при строительстве и разработке полез­ ных ископаемых с минимальными затратами труда и средств.

Гидрогеологические расчеты выполняются на основе расчетной схемы, учитывающей конкретные гидрогеологические условия и осо­ бенности работы проектируемых водозаборных сооружений. Прин­ ципы схематизации и учета природных условий при обосновании расчетных схем изложены в гл. III. Для расчета одиночных водо­ заборных и дренажных сооружений, действующих в различных при­ родных условиях, можно использовать полученные в предыдущей, IX главе основные уравнения движения подземных вод к грунтовым и артезианским скважинам. Там же изложены и основные принци­ пы расчета взаимодействующих скважин в условиях установившей­ ся фильтрации.

Ниже разобраны методы расчета взаимодействующих водоза­ борных и дренажных сооружений, действующих, главным образом, в условиях неустановившейся фильтрации применительно к оценке эксплуатационных запасов подземных вод и проектированию дре­ нажных сооружений.

Важно подчеркнуть, что подземные воды в Советском Союзе состоят в исключительной собственности государства и являются

Смотрите также файлы