Файл: Вопросы водного хозяйства [сборник]..pdf

Ss

-Off

-

0,16

V*(X,'t)

Рис. 1. Графики значений функций N(x, i, n) и N*(x, t, n— 1).

13

Рис. 2. Графики значений функций М(х, t, п) и М*(х, t, п—1).

14

сей на дне канала; Но — наполнение канала; р — мутность воды; у — объемный вес скелета донных отло­

мы); erfu — функция ошибок, Ei(-«) — интегральный эк­ споненциал. Остальные обозначения приведены в табл .1.

Для того чтобы можно было производить прогнозы уровенного режима грунтовых вод в окрестностях ка­ нала, нами совместно с А. Е. Зайцевой с помощью ЭВМ «Минск-22» были протабулированы функции

N (х, /), N*(xyt), М(х, t) и М*(х, /), входящие в расчет­ ные зависимости (табл. 1). Графики этих функций при­ ведены на рис. 1 и 2.

Для иллюстрации методики расчетов рассмотрим следующий пример.

Пусть имеет место инфильтрация из канала при под­ держании постоянного наполнения в нем и следующих

15

Т а б л и ц а 1

Сводка формул для расчета инфильтрации из бассейнов при различных видах питания

п=I

х е _ [Гь2(„_0,5)2+ Т] 7 .

Динамика формирования бугра грунтовых вод под каналом рассчитывается для рассматриваемого случая по зависимости

18

Используя графики функций N (х, t) и М (х, t), ана­ логичные расчеты можно производить для всех случаев, рассмотренных в табл. 1.

Описанная методика прогноза уровенного режима грунтовых вод имеет значения при исследовании мелио­ ративного состояния орошаемых земель и расчетах искусственного регулирования запасов подземных вод.

В. И. ФОМЕНКО

ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ ДРЕНАЖНЫХ И ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН

ПРИ ИНТЕНСИВНОМ ВОДООТБОРЕ

Основные зависимости динамики подземных вод по­ лучены в предположении, что движение воды в горных породах подчиняется линейному закону фильтрации (за­ кону Дарси). Данные натурных наблюдений [2, 8] и ла­ бораторных исследований в грунтовых лотках [4, 6] показывают, что при работе скважин возможно наруше­ ние линейного закона фильтрации.

Фильтрация с нарушением закона Дарси наиболее вероятна при заложении скважин в песчано-гравийных и гравийно-галечных отложениях речных долин, конусов выноса, древних ложбин стока, близком расположении естественных или искусственных источников питания, больших понижениях уровней воды. В рассматриваемых гидрогеологических условиях скважины могут эксплуа­ тироваться с высокими дебитами, при которых дополни­ тельные гидравлические сопротивления движению во­ ды в породе, обусловленные нарушением закона Дарси, становятся весьма существенными.

В результате экспериментальных исследований, про­ веденных различными авторами {1, 4, 5], установлено, что нарушение линейного закона фильтрации происходит при больших скоростях движения воды в горных поро­

19

дах. Установлено также, что основной причиной нару­ шения закона Дарси является искривление струек воды в породе вследствие извилистости поровых каналов. Кроме этого, следует также учитывать возможность воз­ никновения локальной турбулентности в отдельных, наи­ более крупных порах.

В области нарушения закона Дарси фильтрация достаточно хорошо подчиняется двучленному закону сопротивления [5]:

новке в предположении неоднородного скачкообразного уменьшения проницаемости пласта по радиусу. Частным случаем задачи является определение дебита скважины с гравийной обсыпкой.

Установившаяся фильтрация к скважине в такой по­ становке при сохранении закона Дарси рассматривалась М. Маскетом, К. Хилом, Л. Юреном [5], а при наруше­ нии закона Дарси задача решалась В. Н. Щелкачевым [8] и А. Ж. Муфтаховым [3]. Полученные зависимости отвечают частным схемам фильтрации воды к скважи­ нам, не доведены до практического использования, так как не указаны способы определения параметров, ха­ рактеризующих фильтрацию при нарушении закона Дарси.

Для выбора наиболее характерной расчетной схемы фильтрации воды к скважинам, отвечающей фактиче­ ским условиям их работы, проводились опыты в напор­ ном лотке, моделирующем секторный фрагмент области фильтрации. Как видно из рис. 1, 1, в зоне с высокой водопроницаемостью практически во всем интервале из­ менения дебита движение воды подчиняется двучленной зависимости (1). В породе (рис. 1, 2, 3) при малом де­ бите ,фильтрация подчиняется закону Дарси, а с увели-

20