 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Движение грунтовой воды при наклонных водоупорах
Задание. (Пример.)
Постройте схему залегания подземных вод и рассчитайте расход грунтовой воды по приведенным данным о залегания грунтовой воды полученных по двум скважинам расположенным на расстоянии 200м друг от друга и пробуренных в крупных песках с коэффициентом фильтрации К = 5 м/сутки. Данные для выполнения задания брать из табл. 7.2.
Таблица 7.2
| Отметки скважины | вариант № 1 | вариант № 2 | вариант № 3 | вариант № 4 | вариант № 5 | |||||
| скв.1 | скв.2 | скв.1 | скв.2 | скв.1 | скв.2 | скв.1 | скв.2 | скв.1 | скв.2 | |
| Абсолютная от. устья скважины (м) | ||||||||||
| Абсолютная от. УГВ (м) ∙ | - | -- | --- | --- | ||||||
| Абсолютная от. кровли водоупора (м) | ||||||||||
| Мощность водоносного пласта (м) h1 и h2 | -- | --- | --- | --- | ||||||
| Глубина залегания УГВ (м) | --- | --- | -- | --- |
Формула расчета единичного расхода потока воды при наклонном залегании водоупорного пласта (рис 7.1.)
Q = k(H1 – H2)(h1 + h2)b/2L (7.2)
Пример решения расхода по варианту №1
Подставляем данные из табл. 7.2 для 1-го варианта в формулу 7.2:
Q = 5(28-24)(10+5)1/(2∙200) = 0,75 м3/сут.
Схема к варианту 1. рис 7.2.
Обозначения: УГВ – уровень грунтовых вод,
--- О – уровень мирового океана, L – расстояние между скважинами,
b – ширина потока равная 1.
Величины H1 и H2 приведены в таблице 7.2, а величины h1 и h2 определяют из h1 = 28 – 18 = 10, т. е. из величины абсолютной отметки УГВ вычитают абсолютную отметку водоупорной породы. Все абсолютные отметки отмеряются от абсолютного нуля, т. е. от уровня мирового океана (моря).
Все недостающие для расчета величины определяются на основании имеющихся в таблице данных.
Рис 7.1 Рис 7.2.
7.3. Движение воды в междуречном массиве пород
На рис. 7.2 выделите напорный и безнапорный участок подземных вод, определите их длину и единичные расходы воды на границе напорного участка.
Рис 7.3.???
1) Единичный расход воды на напорном участке определяется по формуле:
Q = kb(H21 – H22)/2L (7.3)
2) Единичный расход воды на безнапорном участке определяется по формуле:
Q = kb(h21 – h22)/2(l – L) (7.4)
где H1 и H2 – напоры, считая от кровли нижнего водоупора, соответственно, в начале и конце безнапорного участка,
h1 и h2 – мощности потока в начале и конце безнапорного участка.
2) Расчетная длина фильтрации воды
Для границы напорного и безнапорного участков справедливо равенство:
Q1 = Q2 H2 =h1 =m,
где m – мощность водоносного пласта на напорном участке.
Объединив уравнения 7.3 и 7.4, получаем:
L = (H12 – m2)∙l/(H12 –h22) (7.5)
Подставив значения из таблицы 7.3, получаем для варианта № 1:
L = (64,2)2 – (39,2)∙2∙1250/(64,2)2 – (46,7)2 = 750
Таблица 7.3
| Абсолютные отметки | вариант №1 | вариант №2 | вариант №3 | вариант №4 | вариант №5 | вариант №6 | вариант №7 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1. уровня воды в р.Тихой | 62.4 | 89.2 | 41.3 | ||||
| 2. уровня воды в р.Белой | 46.7 | 72.9 | 28.5 | ||||
| 3. кровли нижнего водоупора | 19.3 | 48.6 | |||||
| 4. кровли верхнего водоупора | 63.1 | 92.2 | |||||
| 5. подошвы верхнего водоупора | 58.5 | 35.8 | |||||
| Мощность водного пласта у р.Тихой, h | 39.2 | 35.4 | 26.9 | ||||
| Расстояние между реками | |||||||
| Коэф. фильтрации К, м/сут | 5.2 | 13.1 | 9.2 | 1.5 |
7.4. Определение притока безнапорной грунтовой воды
в совершенную скважину
Необходимо построить схему движения вод и определить приток воды к совершенной скважине с круговым контуром питания и горизонтальным водоупором.
Совершенной называют скважину, доведенную до водоупора и питаемую водой только через боковые стенки.
Таблица 7.4
| 1. Абсолютные отметки (м) | вариант №1 | вариант №2 | вариант №3 | вариант №4 | вариант №5 | вариант №6 |
| Устья скважины | 31,4 | 96,7 | 54,8 | 71,3 | ||
| Статический уровень вод, м | 29,9 | - | - | 67,7 | ||
| Динамический уровень при откачке, м | 25,5 | - | 47,3 | --- | ||
| Кровли нижнего водоупора, м | 11,6 | 78,5 | --- | 58,2 | --- | |
| 2. Глубина залегания воды, м | -- | -- | 2,3 | -- | --- | |
| 3. Мощность пласта воды H, м | -- | 14,9 | 12,5 | --- | ||
| 4. Понижение воды S, м | -- | -- | 2,8 | --- | --- | |
| 5. Коэффициент фильтрации K, м/сут | 7,1 | 3,8 | 18,6 | 13,4 | ||
| 6. Расстояние L до водоема, м | ||||||
| 7. Диаметр скважины Д = 2r, мм |
Рис 7.4 Схема грунтовых вод (вариант 1, табл. 7.4)
Приток воды к совершенной скважине(дебит), в общем виде, определяется по формуле:
Q=kπ(H2 –h2)/(ln R – ln r) (7.7)
В случае расположении скважины вблизи дренирующего водоема,
в зависимости от расстояния L от водоема, используются формулы:
q = 
при L ≥ 0,5R (7.8)
q = 
при L < 0,5R (7.9)
Для выбора формулы расчета необходимо вначале определить радиус влияния скважины R:
R = 2S 
,
где S – величина понижения воды в скважине при откачке,
H – мощность водоносного пласта, определяемого как разность абсолютных отметок статического уровня грунтовой воды и кровли водоупора,
k – коэффициент фильтрации.
h = (H – S) – высота столба воды в скважине.
Пример решения (вариант № 1, табл. 7.4).
Определяем радиус влияния скважины:
R = 2∙4,4 
= 100,3 м
Т.к. L = 82 м, что больше, чем 0,5R = 50,2 м, то используем формулу
Q = 1,366∙7,1(18,32 – 13,92) / lg 100,3 – lg 0,152 = 487 м3/сут
7.5. Определение притока напорной грунтовой воды
в совершенную скважину
Таблица 7.5
| 1. Абсолютные отметки (м) | Вариант №1 | Вариант №2 | Вариант №3 | Вариант №4 |
| Устья скважины | 42,5 | 73,4 | 65,1 | 87,3 |
| Пьезометрический уровень | 39,6 | 67,8 | ||
| Кровля нижнего водоупора | 13,4 | 17,8 | ||
| Подошва верхнего водоупора | 46,3 | 23,4 | ||
| Динамический уровень при откачке | 36,1 | 83,8 | 86,6 | |
| 2. Глубина залегания воды, м | ||||
| 3. Мощность пласта воды H, м | 15,9 | |||
| 4. Напор над подошвой верхнего водоупора | 14,2 | 22,8 | 34,9 | |
| 5. Напор над кровлей нижнего водоупора | ||||
| 6. Понижение уровня | ||||
| 7. Коэффициент фильтрации K, м/сут | 9,6 | 4,5 | 11,5 | 6,2 |
| 8. Диаметр скважины Д = 2r, мм |
Недостающие в таблице данные определяются, исходя из имеющихся, с использованием схемы.
Приток воды к совершенной одиночной напорной скважине определяется по формуле 7.10:
Q = 2,73kmS/(lg R – lg r) (7.10)
где R = 10S 
– радиус влияния скважины.
Рис 7.4 Схема расположения вод по варианту 1
Пример выполнения задания по варианту № 1
Абсолютную отметку подошвы верхнего водоупора определяем как разность абсолютной отметки пьезометрического уровня и высоты напора:
39,6 – 14,2 = 25,4 м.
Мощность водоносного пласта вычисляем как разность абсолютных отметок подошвы верхнего водоупора и кровли нижнего водоупора:
m = 25,4 – 13,4 = 12 м.
Понижение уровня равно разности абсолютных отметок пьезометрического и динамического уровней:
S = 39,6 – 36,1 = 3,5 м.
Далее вычисляем значение R:
R = 10∙3,5 
= 108,4 м.
Вычисляем значение Q:
Q = 2,73∙9,6∙12∙3,5/(lg108,4 – lg 0,152) = 386 м3/сут.
Поиск по сайту: