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

При определении расстояния между дренами по формуле (Х,44) необходимо задаваться мощностью потока hMакс в сечении, находя­ щемся посередине между дренами, исходя из обеспечения необхо­ димой нормы осушения в пределах защищаемой территории. Есте­ ственно, что в других точках, находящихся ближе к дренам, поло­ жение уровня будет более низким (между h0 и /гмакс). Значение W (интенсивность инфильтрации атмосферных осадков в м/сут) уста-

w

Рис. 146. Схема к расчету систематического гори­ зонтального дренажа несовершенного типа

навливается опытным путем. При этом может учитываться инфиль­ трация воды и от других источников питания, являющихся причиной повышения уровня подземных вод в пределах рассматриваемой тер­ ритории (утечка воды из систем водоснабжения, оросительные во­ ды, сточные воды и др.). Для ориентировочной оценки можно при­ нимать значения W из опыта: для средней полосы СССР в легких супесях и суглинках W = 0,001—0,002 м/сут-, в песках 1SX= 0,002—- 0,005 місут.

При обратном ходе расчетов, когда задавшись расстоянием меж­ ду совершенными соседними дренами 2а и положением уровня во­ ды в дрене ho, требуется определить положение уровня в сечениях между дренами, используется формула:

Максимальная мощность потока /гх= /імакс отвечает сечению посе­ редине между дренами, т. е. х — а, тогда:

Расход, который будет иметь каждая дрена систематического дре­ нажа, определяется по формуле Q — 2aWL (где L — длина дрены).

Систематический горизонтальный дренаж несовершенного типа.

При значительной мощности потока подземных вод систематичес­ кий дренаж устраивают несовершенного типа (рис. 146). Расстоя­

ние между дренами несовершенного типа 2а может быть определе­ но по формуле С. Ф. Аверьянова:

подземных вод); /імакс — положение уровня в центральном сечении

rR — радиус дрены).

Дебит каждой дрены, как и в предыдущем примере, определя­ ется исходя из интенсивности инфильтрации W, длины дрены L и междренного расстояния 2а по формуле Q = 2aWL.

П р и м е р . Для снижения уровня в пределах городской террито­ рии проектируется заложение систематического горизонтального дренажа несовершенного типа. Глубина залегания уровня подзем­ ных вод в пределах территории составляет 0,5 м, естественная мощ­ ность потока Яе=14,0 м. Норма осушения принята 2,5 м. Требуется определить необходимое расстояние между дренами-осушителями при глубине заложения их под уровень подземных вод Яі = 4 м. Ко­

Р е ш е н и е . Исходя из нормы осушения 2,5 м и глубины зале­ гания уровня подземных вод 0,5 м, устанавливаем, что минималь­ ное понижение уровня должно составить SMHH= 2 м . Значение hMакс при глубине заложения дрен Яі =4 м при этом составит: hMак0= = Я]—5МИН= 4—2 = 2 м\ параметр Т = Яе—Я і = 14—4 = 10 м.

Определение расстояния 2а между дренами проводим по фор­ муле (Х,47), для чего предварительно рассчитаем значение коэф­ фициента Б J, входящего в расчетную формулу:

Подставляя полученные и заданные величины в формулу (Х,47), находим 2а:

ПРИМЕНЕНИЕ ОСНОВНЫХ УРАВНЕНИЙ ФИЛЬТРАЦИИ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Определение гидрогеологических параметров — одна из важнейших задач динамики подземных вод. Гидрогеологические параметры являются основой для выполнения гидрогеологических расчетов по количественной оценке условий движения подземных вод при проектировании водозаборов, дренажей, систем орошения, гидротехнических и других инженерных сооружений.

Для определения параметров используются основные уравнения движения подземных вод, описывающие закономерности их фильт­ рации как в естественных условиях, так и, главным образом, в ус­ ловиях искусственного воздействия на поток различных инженер­ ных сооружений (преимущественно скважин). При этом, распола­ гая данными о поведении уровней и расходов потоков подземных вод, соответствующие уравнения решаются относительно входящих в них гидрогеологических параметров.

Данные о поведении потоков подземных вод получают в резуль­ тате проведения режимных наблюдений, а также наблюдений за работой скважин при их специальном опробовании. В настоящей главе рассматриваются методы определения параметров по данным специальных гидрогеологических исследований, так называемых опытно-фильтрационных работ (откачек, наливов, нагнетаний и других). Некоторые сведения о методах определения гидрогеологи­ ческих параметров по данным о распределении естественных уров­ ней приведены выше (см. гл. IV, V, VI), а также обстоятельно осве­ щены в работах [5, 22, 29, 58, 67, 89, 94, 95, 106].

Ориентировочное определение гидрогеологических параметров может проводиться также в лабораторных условиях на основе вы­ полнения опытов на специальных приборах (трубка Каменского, прибор Тима, трубка Спецгео, приборы конструкции Маслова, МГРИ, Гидропроекта и др.) или путем вычислений по эмпиричес­ ким формулам. Подробное изложение указанных методов определе­

ния гидрогеологических параметров дается в работах [67, 95, 97 и 98].

До недавнего времени методика проведения и обработки резуль­ татов опытно-фильтрационных работ основывалась почти целиком

на теории установившейся фильтрации, что неизбежно сказывалось и на эффективности гидрогеологических исследований (необходи­ мость выполнения длительных опытно-фильтрационных работ до наступления стационарной фильтрации). В последние же годы ши­ рокое развитие получают методы проведения и обработки опытно­ фильтрационных работ в условиях неустановившегося движения подземных вод, что наряду с повышением эффективности гидрогео­ логических исследований позволяет получать более полные данные о параметрах потоков подземных вод (в частности, параметры не­ установившейся фильтрации: пьезопроводность, уровнепроводность, упругую водоотдачу).

Основным видом опытно-фильтрационных работ являются откач­ ки из скважин, которые подразделяются на пробные, опытные и опытно-эксплуатационные.

Пробные откачки проводятся непосредственно после сооружения скважины с целью ее прочистки, установления технической исправ­ ности оборудования и получения предварительных данных о дебите и понижениях уровня. Они проводятся кратковременно (5—8 ч), как правило, на одну ступень понижения уровня.

Опытные откачки выполняются более длительное время (не­ сколько суток), на несколько ступеней понижения уровня (две-три и более) и предназначены как для получения кривой дебита Q = —f (Sc), так и для определения других расчетных гидрогеологичес­ ких параметров.

Опытно-эксплуатационные откачки служат для того, чтобы под­ твердить возможность получения проектируемого дебита или до­ стижения заданных понижений уровня, и проводятся довольно дли­ тельное время (1—3 месяца и более). Интенсивность работы сква­ жин при таких откачках должна быть соизмерима с проектной. Проведение опытно-эксплуатационных откачек целесообразно в сложных гидрогеохимических и гидрогеологических условиях, когда надежный прогноз условий работы проектируемых сооружений воз­ можен лишь на основе их опытной эксплуатации [68].

Основным и наиболее распространенным видом откачек явля­ ются опытные. При этом в зависимости от количества скважин, ис­ пользуемых в процессе проведения опыта, различают одиночные и кустовые опытные откачки (при наличии наблюдательных сква­

жин).

Кустовые опытные откачки обладают большими преимущества­ ми перед одиночными, позволяя более надежно и полно изучить па­ раметры потока в зоне влияния откачки, исключить влияние фильт­ ра и призабойной зоны центральной скважины на точность опре­ деления параметров и, наконец, определить непосредственно показатель обобщенного сопротивления скважины (£о), что имеет большое значение для прогноза условий работы проектируемых водозаборных и дренажных сооружений.

Количество наблюдательных скважин при проведении кустовых опытных откачек и их расположение принимаются в зависимости от конкретных условий, целевого назначения и длительности опыта.