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

Обычно наблюдательные скважины размещают по одному—четырем лучам. Ориентация лучей должна лучшим образом способствовать выявлению неоднородности и особенностей формирования депрессионной поверхности при откачках. Вблизи рек наблюдательные скважины целесообразно располагать вдоль русла и нормально к нему. При откачках из слоистых толщ необходимо закладывать наблюдательные скважины и на соседние с испытуемым водоносные пласты и горизонты с целью выявления условий их взаимодействия (подробно см. в работах [23, 54, 68]). В процессе проведения откачек ведутся наблюдения за изменением расхода, уровней, химического состава подземных вод и других показателей. В большинстве слу­ чаев откачки проводятся с поддержанием в процессе опыта посто­ янной производительности скважин и реже в условиях постоянства понижения уровня. Методика подготовки и проведения откачек из­ ложена в работах [23, 24, 28, 34, 54, 68, 96 и др.].

В результате проведения и обработки опытно-фильтрационных работ определяются в зависимости от поставленной задачи следую­

мости T = km или T = khcр), радиус влияния R, коэффициент пьезо­ проводности % (или уровнепроводности а для грунтовых вод), во­ доотдача пород в безнапорных потоках р и показатель упругой во­ доотдачи [X*, показатель несовершенства скважин £о, параметр перетекания.

Движение подземных вод к скважинам при откачках в первый период является неустановившимся и описывается основными урав­ нениями вида (IX,76 и IX,66). В дальнейшем, в зависимости от кон­ кретных гидрогеологических условий и длительности опытно-фильт­ рационных исследований, может наступить стабилизация уровней и расходов потока в зоне откачки и движение подземных вод будет подчиняться уравнениям Дюпюи (IX,5 и IX,15). Определение рас­ четных гидрогеологических параметров в таких условиях можно проводить как по формулам неустановившейся фильтрации, исполь­ зуя первый период откачки, так и по формулам установившейся фильтрации, на основе наблюдений, отвечающих периоду стабили­ зации движения подземных вод. Для более обоснованного определе­ ния параметров целесообразно комплексное применение методов, базирующихся на уравнениях как установившейся, так и неустано­ вившейся фильтрации.

На участках с глубоким залеганием подземных вод, а также в условиях, неблагоприятных для проведения откачек (слабая водо­ обильность и водоотдача пород), и при необходимости определения гидрогеологических параметров ненасыщенных водою пород, при­ меняются такие виды опытно-фильтрационных работ, как наливы и нагнетания в скважины, опытные наливы в шурфы.

Детальное изложение методов определения гидрогеологических параметров по данным различных видов опытно-фильтрационных работ дается в работах [23, 29, 34, 54, 57, 68, 105, 111 и др.].

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОДАННЫМ

о т к а ч е к и з с к в а ж и н п р и у с т а н о в и в ш е м с я

РЕЖИМЕ ФИЛЬТРАЦИИ

По данным откачек при установившемся режиме фильт­

диус влияния и внутреннее фильтрационное сопротивление скважи­ ны So-

Кривая дебита

Кривая дебита. График зависимости дебита скважины от понижения Q = f (Sc) (индикаторная кривая) является важнейшей характеристикой, позволяющей судить о производительности сква­ жин при разных понижениях уровня и о влиянии на условия ее ра­ боты всех факторов и явлений, возникающих в призабойной зоне скважины и в ней самой. Особенно важно получение этой характе­ ристики при использовании для прогнозов работы инженерных со­ оружений гидравлических методов расчета.

Для построения графика Q = f (Sc) необходимо проведение от­ качек не менее чем на две ступени понижения уровня в скважинах, из которых была проведена тщательная предварительная прокачка. Анализ получаемых в результате откачек кривых Q= f ( S c) позво­ ляет установить фактический характер зависимости дебита от по­ нижения уровня, которая, как правило, отклоняется от теоретичес­ кой зависимости, следующей из формул Дюпюи (IX,5 и IX,15), и использовать его при прогнозах работы водозаборных и дренажных сооружений. В реальных условиях, вследствие влияния разнооб­ разных факторов (изменение фильтрационного сопротивления при­ забойной зоны, отклонения от линейного режима фильтрации, не­ однородность водоносных отложений по вертикали и т. д.), зависи­ мость дебита от понижения уровня может быть параболической, степенной или логарифмической, выражаемых соответственно эм­ пирическими формулами (Х,32), (Х,33) и (Х,34). Приемы опреде­ ления характера зависимости индикаторной кривой Q — f ( Sc) опи­ саны ранее (см. гл. X, стр. 334). В работах Н. Н. Биндемана [24] и других (например, [89]) рекомендуется пользоваться всегда, если зависимость отклоняется от теоретической, формулой параболичес­ кой связи S c и Q, типа S c= aQ + bQ2. Как показали исследования, отклонение в прогнозируемых дебитах по сравнению с другими за­ висимостями не превышает 10% и чаще отмечается в сторону зани­ жения дебита, что дает основание при оценке эксплуатационных запасов отдавать предпочтение параболической зависимости (Х,32).

На рис. 147 показаны графики зависимости дебита Q и удельно­ го дебита q от понижения S c при откачке из грунтовых и артезиан­ ских скважин. Как следует из формул Ж- Дюпюи (IX,5 и IX,15), теоретически зависимость Q= /(S C) является параболической для грунтовых и прямолинейной для артезианских скважин (сплошные линии 1 и 2 на рис. 147). В реальных условиях кривые дебита имеют