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

(XI,59)

Вычитая одну формулу (XI,59) из другой (XI,58), найдем:

Решая уравнение (XI,60) относительно km, получаем формулу, аналогичную ранее приведенной (XI,6), выведенной для условий ус­ тановившейся фильтрации:

Значение коэффициента пьезопроводности х можно получить при известной водопроводимости по формуле (XI,58) или (XI,59):

Аналогично изложенному, определение параметров можно про­ водить на основе сопоставления понижений уровня в одной и той же наблюдательной скважине, на два различны« момента времени

Описанные приемы аналитического определения параметров по­ зволяют выполнять многократные определения, используя различ­ ные моменты времени. Приведенные расчетные формулы могут использоваться и при обработке данных опытных откачек из безна­ порных водоносных горизонтов, если величина понижения не пре­ вышает 15—20% от мощности водоносного горизонта Яе. В против-

ном случае следует использовать формулы, основанные на Исходном уравнении (IX,81). В частности, формулы (XI,65 и XI,66) для грун­ товых вод примут соответственно другой вид:

Определение водоотдачи горных пород по результатам опытных откачек

Наиболее достоверно величина водоотдачи горных пород определяется на основе наблюдений за понижением уровня воды в наблюдательных скважинах при опытных откачках (24]. Предло­ женный H. Н. Биндеманом для условий безнапорных вод метод имеет строгое теоретическое обоснование и достаточно прост для практического использования. Для выполнения расчетов необходи­ мо иметь данные о понижении уровня воды при откачке в двух на­ блюдательных скважинах, расположенных по одному лучу на рас­ стояниях гі и г-a от центральной, в условиях квазиустановившейся

фильтрации ( при — ^ 0,1 ).

'Aat >

Расчетная формула для определения водоотдачи р имеет вид:

< Х І ’ 6 8 »

где ß — коэффициент, величина которого определяется в зависимо-

Тг Si

сти от параметров—■и —----- - по специальному графику (рис. 159); Г1 ці — С>2

S] и S2 — понижение уровня в наблюдательных скважинах, распо­ ложенных на расстояниях гі и г2 от центральной через время t от начала откачки с расходом Q м^/сут.

Для более достоверного определения значения р расчеты по формуле (XI,68) целесообразно выполнить на несколько моментов времени. Обязательным требованием при проведении опытных ра­ бот для определения водоотдачи является обеспечение постоянства расхода скважины при откачке и достижение в зоне расположения наблюдательных скважин квазистационарного режима фильтрации

Q 2 ' Q ' 1 — угловой коэффициент прямой, h

lg h

определяемый по двум любым ее точкам.

St~ôz

Рис. 159. Вспомогательный график к определе­ нию коэффициента водоотдачи р по данным опытных откачек

Определив значения коэффициентов А и В с преобразованного 5

графика — — / (lg 0 , можно найти величину водопроводимости km

Величину пьезопроводности можно определить по формуле (XI,49), принимая в ней г = гс. Однако при этом возможны сущест-

венные погрешности, обусловленные несовершенством скважины и влиянием ее призабойной зоны.

Более достоверное определение коэффициента пьзопроводности может бытъ выполнено по данным о понижениях уровня в наблю­ дательных скважинах с использованием метода подбора. При этом методика определения параметров аналогична изложенной ранее, но сопоставляются значения понижений уровней, отнесенные к вы-

S

звавшему их расходу, т. е. S = — . Так, напримересли на моменты времени t\ и t2 в наблюдательной скважине, расположенной на рас­

Определение параметров при откачке с постоянным понижением уровня в центральной скважине возможно также с помощью мето­ да эталонной кривой. Обстоятельное изложение методов определе­ ния параметров в условиях откачки с переменным дебитом дается в работах [34, 105, 108 и др.].

Следует отметить, что закономерности формирования уровней и дебитов в процессе проведения опытно-фильтрационных работ (осо­ бенно в начальный период) во многом предопределяются воздейст­ вием нескольких дополнительных факторов, влияние которых не учитывается обычными стандартными методами определения пара­ метров. К. числу таких факторов относятся: нарушения линейности фильтрации, влияние гидравлических сопротивлений скважины, анизотропия и слоистость водоносных горизонтов, плановая неодно­ родность, влияние вертикальных составляющих скорости фильтра­ ции у скважины, капиллярных сил, изменений мощности и другие. Методика учета влияния этих факторов изложена в специальной литературе [25а, 29, 44, 45, 61, 92, 108].

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ НЕНАСЫЩЕННЫХ ТОРНЫХ ПОРОД ПО ДАННЫМ НАЛИВОВ В ШУРФЫ И СКВАЖИНЫ

Для определения водопроницаемости пород зоны аэра­ ции при значительной глубине залегания подземных вод (не менее 5 м) проводятся опыты по инфильтрации воды из шурфов и сква­ жин.

Опытные наливы в шурфы

Метод определения водопроницаемости ненасыщенных пород зоны аэрации с помощью опытов по инфильтрации воды из шурфов впервые предложил А. К. Болдырев (см. литературу: [23, 29, 67 и др.]). В последующее время этот метод развивался и совер­ шенствовался Г. Н. Каменским, Е. А. Замариным, Н. С. Нестеро­ вым, Н. Я. Денисовым, H. Н. Биндеманом, Н. К. Гиринским и др.

Сущность опытов состоит в проведении наблюдений за ходом инфильтрации воды из шурфов и снятии характеристик инфильтрационного потока в условиях поддер­ жания постоянного уровня воды в шурфе в процессе опыта. Все пред­ ложенные методы определения во­ допроницаемости по данным ин­ фильтрации воды из шурфа, кроме

метода H. Н. Биндемана, основаны на расчетах по формулам устано­ вившейся фильтрации.

Основными действующими сила­ ми при инфильтрации воды из шур­ фа являются гидростатический на­ пор слоя воды и капиллярное давле­ ние, совпадающее по направлению с инфильтрацией и проявляющееся в капиллярном всасывании воды. Осо­ бенно существенно влияние капил­

лярного всасывания на инфильтрацию воды в суглинистых и гли­ нистых породах и, наоборот, оно несущественно в хорошо прони­ цаемых породах (песках и супесях).

Рассмотрим вкратце некоторые основные методы определения водопроводимости по данным инфильтрации из шурфов.

Способ А. К. Болдырева. В испытуемой породе до заданной глу­ бины отрывается шурф; при этом его дно не должно вскрывать уровня грунтовых вод. На поверхности у бровки шурфа устанавли­ ваются два бака, наполняемые водой в ходе опыта поочередно. Из баков по опущенной вниз трубке подается на дно шурфа вода с ин­ тенсивностью, обеспечивающей постоянный слой воды высотой око­