Файл: Климентов П.П. Динамика подземных вод учеб. для геологоразведоч. техникумов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 198
Скачиваний: 0
При наливах и нагнетаниях в водоносные породы для расчетов параметров можно применять те же формулы, что и при откачках с учетом конструктивных особенностей и степени несовершенства опытных скважин. При этом в расчетных формулах вместо пониже ний уровня учитываются соответствующие повышения уровня в центральной и наблюдательных скважинах. Методика расчетов су щественно усложняется при наливах и нагнетаниях в сухие породы, а также при опытах с поддержанием постоянного давления (напо-
Рис. І65. Схема к |
расчету параметров при на- |
Рис. 166. Вспомогательный |
ливах |
в сухие породы |
график зависимости f(|) |
ра) в опытых скважинах. Детальное рассмотрение методов опреде ления параметров по данным опытных наливов и нагнетаний в слабоводообильные горизонты и сухие породы проведено в работах H. Н. Веригина [34], В. М. Насберга [82] и др. Достаточно подроб ные сводки о применяемых расчетных формулах для конкретных схем проведения опыта даны в отдельных работах [23, 41, 57, 67, 95, 98 и др.].
Ниже рассмотрены только некоторые из схем проведения опыта по наливам и нагнетаниям в сухие породы.
Наливы в неводоносные породы, подстилаемые горизонтальным водоупором. При наливах в совершенную скважину, заложенную в неводоносных изотропных породах, когда уровень воды в процессе опыта находится в пределах рабочей части фильтра, определение параметров k и ц осуществляется по методике, предложенной Г. И. Баренблаттом и В. М. Шестаковым [29]. Исходными для опре деления параметров являются данные об изменении уровня потока, образующегося в результате наливов в скважину, во времени. На ливы выполняют с постоянным дебитом Q. Наблюдения за измене нием положения уровня образующегося потока на опытном участ ке ведутся по центральной и наблюдательным скважинам. При этом наблюдательная скважина должна располагаться на расстоя нии г, не превышающем половины высоты столба воды hc в цен тральной скважине (рис.165).
ну f(l) можно определять не по графику (рис. 166), а по формуле:
/(£) = 2,23— 1,39 Уі — 0,12g. |
(XI,85) |
Располагая данными наблюдений за положением уровня в цент ральной или наблюдательной скважинах на несколько моментов времени, представляется возможным проводить многократные оп ределения параметров по результатам одного и того же опыта.
Наливы в скважину по методу В. М. Насберга. Для определе ния коэффициента фильтрации сухих пород при глубоком залега нии грунтовых вод, когда вода наливается в скважину при условии, что ее уровень не превышает верхней части фильтра, В. М. Насбергом [82] рекомендуется следующая расчетная формула:
Q |
2hc |
|
(XI,86) |
|
k = 0,423^ lg ---- , |
|
|||
\ |
Гс |
|
|
|
где hc — созданная наливом высота столба |
воды в скважине над |
|||
нижним концом фильтра. |
|
|
/î ‘ |
|
Приведенная формула применима при условии 12,5 < |
||||
— < 200. |
||||
|
|
|
Га |
|
Нагнетания в скважину. При нагнетании воды в сухие породы |
||||
через скважину с постоянным расходом |
происходит |
изменение |
уровней образующегося местного потока. Наблюдения за положе нием уровня являются при этом исходными данными для расчетов параметров. По H. Н. Веригину по данным о положении пьезомет рического уровня воды в центральной и наблюдательных скважи нах можно определить коэффициенты фильтрации k и активной по ристости р следующим методом.
При наличии двух замеров уровня воды h\ и h2 над кровлей во доносного горизонта в центральной скважине, соответствующих моментам времени t\ и t2 (время отсчитывается от начала опыта в сутках), используются следующие расчетные формулы:
для определения коэффициента фильтрации |
|
||||
|
|
0,183Q |
1 |
h |
(XI,87) |
|
|
m(h2 — hi) ^ |
ti |
||
|
|
|
|||
для определения активной пористости |
|
||||
Qi1 |
1 |
где а = |
hi 4- 0,5m |
( X I . 8 8 ) |
|
IgP = lg'nmr2 |
a lg — , |
|
h* — hi |
|
С
При наличии наблюдательной скважины, в которой фиксирует ся время появления воды от начала опыта іи, расчеты параметров ведутся соответственно по формулам:
0.366Q |
, г |
QU |
(Xï,89) |
— 1-------------- |
lg — и |
ntn(r2— r2c) |
|
(/in + 0,5m)m |
гс |
|
где h-a— столб воды в центральной скважине в момент появления воды в наблюдательной скважине.
Приближенно коэффициент фильтрации при опытных нагнета ниях в скважину можно определять по величине удельного водопоглощения q', под которым понимается величина поглощения воды (в л/мин) при напоре в 1 м, приведенная к длине испытуемого1ин-
/Q
тервала в 1 м yq' = где I — длина испытуемого интервала, в м;
Н — действующий |
напор, в м ). Для этого рекомендуется |
следую |
щая формула [97]: |
0,66/ |
|
|
(XI,90) |
|
|
k — 0,525(7' lg ------, |
где / и гс измеряются в м, q' в л/мин.
Пр и м ер 1. По данным налива в шурф определить коэффици ент фильтрации суглинков. Опыт проводился двое суток. При диа метре внутреннего кольца 0,25 м и толщине слоя воды в обеих кольцах 0,1 м дебит в течение последних 6 ч опыта составлял Q = = 0,0072 м31сут. Сравнение влажности образцов породы, получен ных при бурении скважины до и после опыта, показало, что глуби на просачивания / составила 3,25 м.
Р е ш е н и е. Определение коэффициента фильтрации проводим по методу Нестерова на основе формулы (XI,75). Предварительно, по данным на стр. 381, принимая значение капиллярного давления
для суглинка /гк= 0,9 м (ігк принято как |
среднее значение для тя |
||
желого и среднего суглинков); площадь |
внутреннего кольца со со |
||
ставляет м = пг2 = 3,14 X 0,1252 = 0,049 м2. |
|
Значение коэффициента |
|
фильтрации k по формуле (XI,75) составит: |
|||
0,0072 X 3,25 |
= |
0,19 м/сут. |
|
0,049(0,9 + 0,1 + 3,25) |
|||
|
|
||
П р и м е р 2. Определить коэффициент |
фильтрации глинистых |
песков по результатам налива в шурф по следующим данным: диа метр внутреннего кольца с? = 0,35 м, его заглубление в пески 10 = = 1 см, высота слоя воды в кольцах при опыте 2= 0,15 м, стабили зировавшийся расход воды Q= 3,7 л/мин = 5,32 м31сут.
Р е ш е н и е . Определяем коэффициент фильтрации на основе формулы (XI,76) применительно к обработке результатов по мето ду Гиринекого. По данным на стр. 381 находим /ік= 30 см; hK+ z — = 30+15 = 45 см. Далее по таблице (стр. 383) при hK+ z = 45 см и диаметре внутреннего кольца d = 35 см находим значение коэффи
циента |
входящего в расчетную формулу: g = 1,92. Коэффициент а |
|
h |
1 |
составляет 1,06. Таким образом, найдем: |
при — = |
0,0286, |
|
d ~ 35 |
|
|
|
k = alQ = |
1,06 X 1,92 X 3,7 = 7,52 м/сут. |
ДВИЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В РАЙОНАХ ОРОШЕНИЯ И ОСУШЕНИЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ОСОБЕННОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В МАССИВАХ ОРОШЕНИЯ
Мелиорация сельскохозяйственных земель рассматрива ется в нашей стране как один из основных путей повышения их пло дородия и интенсификации сельскохозяйственного производства. Вопросы мелиорации и, в частности, развития орошаемого земледе лия являются предметом особой заботы партии и правительства с первых дней Советской власти. Грандиозная программа мелиора тивного и гидротехнического строительства, намеченная Директи вами XXIII съезда КПСС и решениями майского Пленума ЦК КПСС (1966 г.), получила дальнейшее развитие и подтверждение в решениях исторического XXIV съезда КПСС и его Директивах по пятилетнему плану развития народного хозяйства на 1971—1975 гг.
Только в течение девятой пятилетки намечено ввести в эксплуа тацию 3 млн. га новых орошаемых земель (включая земли лиман ного орошения), провести работы по обводнению пастбищ на пло щади 41,2 млн. га и повышению водообеспеченности земель сущест вующего орошения, провести осушение сельскохозяйственных угодий в зонах избыточного увлажнения на площади 5 млн. га, в том числе с закрытым дренажем на площади 3 млн. га. При этом особое внимание обращается на улучшение качества водохозяйст венного и мелиоративного строительства, широкое внедрение меха низации и автоматизации оросительных и осушительных систем, обеспечение их высокой экономической эффективности, всесторон нее научное обоснование их проектирования и строительства.
Общую площадь мелиорированных в нашей стране земель к 1985 г. предполагается довести примерно до 48 млн. га, в том числе орошаемых — до 21 млн. га.
Чтобы представить масштабы намеченного мелиоративного строительства, достаточно подчеркнуть, что общая площадь мели орируемых земель по состоянию на конец 1970 г. в нашей стране составляла: орошаемых— 11,1 млн. га, осушаемых — 10,2 млн. га, обводненных— 173,5 млн. га.
Характерной чертой проектируемых инженерных мелиораций является их комплексность, которая находит выражение в том, что при проектировании, например, гидротехнических сооружений (во-