Конфигурация области питания линейного водозабора, работающего в неограниченном изолированном пласте, аналогична области питания сосредоточенного водозаборного сооружения. Раздельная линия, ограничивающая область питания водозабора, в данном случае также имеет водораздельную точку N. Ее положение определяется соотношением (35). Очевидно, что в питании водозабора участвуют только подземные воды естественного потока, которые полностью определяют качество воды, извлекаемой водозабором.
Протяженность ЗСО линейного водозабора вверх R и вниз r по потоку подземных вод, а также ширину ЗСО удобно рассчитывать по формуле (36), характеризующей движение отдельных частиц воды при работе водозаборного сооружения. Для решения уравнения (36) применен метод «предиктор — корректор» с использованием ЭВМ.
Величину R можно найти с помощью табл. 10 и графика (рис. 17). В некоторых случаях можно использовать приближенные зависимости, полученные путем интегрирования выражения (36) с учетом приближенных соотношений arcctgx=n/2 — x при x<1 и arcctgx~1/x при x>1. Эти зависимости имеют вид:
Формула (37) применима при расчетах на относительно малые промежутки времени в основном для обоснования размеров второго пояса ЗСО, а выражение (38) используется для расчетов третьего пояса на большие интервалы времени.
Рис. 16. Схема фильтрации к линейному водозабору в неограниченном пласте: а — план; б — разрез. Условные обозначения см. на рис. 14
Та бл и ц а 9
Расчетные зависимости для определения основных элементов фильтрационного потока к линейному водозабору в изолированном неограниченном пласте
Таблица 16
Величины R=R/l в зависимости от T=QT/mnl2 и q=2ngl/Q
R
|
Т при различных значениях q
|
0
|
0,1
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,9 1 1,0
|
l.l
|
1.2
|
1,3
|
1.4 | 1,5
|
1
|
5,75
|
5,25
|
4,84
|
4,47
|
4,19
|
3,91
|
3,69
|
3,47
|
3,28
|
3,12
|
2,97
|
2,83
|
2,72
|
2,59
|
2,50
|
2,39
|
2
|
16,46
|
14,38
|
12,78
|
11,53
|
10,50
|
9,66
|
8,94
|
8,31
|
7,78
|
7,31
|
6,91
|
6,53
|
6,20
|
5,91
|
5,62
|
5,38
|
3
|
33,00
|
27,44
|
23,59
|
20,75
|
18,53
|
16,78
|
15,31
|
14,13
|
13,09
|
12,22
|
11,44
|
10,77
|
10,16
|
9,62
|
9,16
|
8,72
|
4
|
55,56
|
44,03
|
36,72
|
31,59
|
27,78
|
24,84
|
22,47
|
20,53
|
18,91
|
17,55
|
16,34
|
15,31
|
14,41
|
13,61
|
12,89
|
12.2Е
|
5
|
84,31
|
63,75
|
51,69
|
43,69
|
37,94
|
33,56
|
30,14
|
27,38
|
25,08
|
23,16
|
21,50
|
20,08
|
18,84
|
17,75
|
16,78
|
15,91
|
6
|
119,3
|
86,19
|
68,25
|
56,78
|
48,75
|
42,81
|
38,19
|
34,50
|
31,50
|
28,97
|
26,83
|
25,00
|
23,39
|
22,00
|
20,75
|
19,64
|
7
|
, 160,4
|
111,0
|
86,03
|
70,65
|
to, is
|
52,44
|
46,53
|
41,88
|
38,08
|
34,94
|
32,28
|
30,00
|
28,03
|
26,31
|
24,80
|
23,44
|
8
|
207,8
|
138,0
|
104,9
|
85,19
|
71,94
|
62,38
|
55,13
|
49,41
|
44,81
|
41,02
|
37,83
|
35,09
|
32,75
|
30,70
|
28,91
|
27, ЗС
|
9
|
261,5
|
167,0
|
124,8
|
100,3
|
84,06
|
72,53
|
63,88
|
57,09
|
51,66
|
47,19
|
43,44
|
40,27
|
37,53
|
35,13
|
33,03
|
31,15
|
10
|
321,4
|
197,6
|
145,3
|
115,8
|
96,50
|
82,94
|
72,78
|
64,91
|
58,63
|
53,44
|
49,13
|
45,47
|
42,34
|
39,61
|
37,22
|
35,09
|
Таблица 11 Значения r*=r/ctgq в зависимости от Т =QT/(mnl2) и q — 2пql/Q
Т при различных значениях q
r*
|
0.1 1 0,2 1 0,3
|
0,4
|
0,5 1 0,6 1 0,7
|
0,8
|
0,9
|
1,0 1 1,1
|
1.2
|
1,3
|
1.4
|
1,5
|
0,091
|
5,56
|
2,44
|
1,62
|
1,25
|
1,03
|
0,88
|
0,81
|
0,75
|
0,62
|
0,62
|
0,62
|
0,50
|
0,50
|
0,50
|
0,50
|
0,182
|
16,28
|
6,09
|
3,81
|
2,81
|
2,31
|
2,000
|
1,75
|
1,62
|
1,50
|
1,38
|
1,25
|
1,25
|
1,25
|
1,00
|
1,00
|
0,273
|
34,44
|
11,44
|
6,69
|
4,81
|
3,88
|
3,25
|
2,88
|
2,62
|
2,38
|
2,25
|
2,12
|
2,00
|
2,00
|
2,00
|
1,50
|
0,364
|
62,25
|
19,16
|
10,63
|
7,41
|
5,78
|
4,19
|
3,75
|
3,50
|
3,25
|
3,00
|
3,00
|
2,75
|
2,50
|
2,50
|
2,00
|
0,454
|
103,0
|
30,06
|
16,00
|
10,78
|
8,25
|
6,75
|
5,81
|
5,19
|
4,75
|
4,38
|
4,12
|
4,00
|
3,75
|
3,50
|
3,00
|
0,545
|
161,3
|
45,34
|
23,28
|
15,28
|
11,44
|
9,25
|
7,88
|
6,94
|
6,31
|
5,88
|
5,50
|
5,25
|
5,00
|
5,00
|
4,50
|
0,636
|
245.4
|
67,09
|
33,50
|
21,43
|
15,69
|
12,50
|
10,50
|
9,19
|
8,25
|
7,62
|
7,12
|
6,75
|
6,50
|
6,25
|
5,50
|
0,727
|
370,1
|
99,06
|
48,31
|
30,25
|
21,69
|
17,00
|
14,12
|
12,19
|
10,87
|
9,94
|
9,25
|
8,75
|
8,50
|
8,00
|
7,50
|
0,818
|
569,1
|
149,8
|
71,56
|
43,87
|
30,94
|
23,81
|
19,44
|
16,63
|
14,69
|
13,31
|
12,38
|
11,63
|
11,00
|
10,75
|
10,00
|
0,909
|
949,1
|
246,3
|
115,5
|
69,44
|
48,00
|
36,25
|
29,19
|
24,56
|
21,44
|
19,25
|
17,63
|
16,50
|
15,75
|
15,25
|
14,50
|
Рис. 17. График для определения Лиг при действии линейного водозабора в изолированном неограниченном водоносном горизонте:
При отсутствии бытового потока (д = 0) соотношения (37) и (38) упрощаются и принимают следующий вид:
при R<1
(39) (40)
при R>10
Величины расстояний г до нижней границы ЗСО линейного водозабора, также найденные путем решения уравнения (36) по методу «предиктор — корректор» с использованием ЭВМ, даны в табл. 11 и на графике (см. рис. 17).
Приближенно величина r=r/l может быть оценена по следующим расчетным зависимостям:
при r<1
или при r > 1.
Очевидно, что максимальная протяженность rmax ЗСО линейного водозабора в направлении вниз по потоку подземных вод равна хр. При q=Q r=R.
Рис. 18. График для определения ширины ЗСО линейного водозабора в изолированном неограниченном водоносном горизонте:
На рис. 18 приведен график изменения максимальной ширины области захвата и, следовательно, ширины ЗСО линейного водозабора, ориентированного нормально к направлению потока подземных вод. График построен по результатам решения на ЭВМ системы уравнений, описывающих траекторию движения частиц воды. Численное решение системы также осуществлялось по методу «предиктор — корректор».
При относительно малых промежутках времени (T<20 — 30) для практических расчетов ширины ЗСО линейного водозаборного сооружения можно использовать простое балансовое соотношение
d=2QT/(nmnL). (43)
При расчетах на большие интервалы времени (R>10) ширину ЗСО водозаборов в виде прямолинейных рядов скважин можно оценивать так же, как при рассмотрении сосредоточенных водозаборных сооружений.
В предельном случае (Т->oo)
d=dmax=Q/2q. (44)
Пример расчета. Пусть проектный дебит линейного ряда скважин Q = е=10,5 тыс. м3/сут, длина водозаборного ряда 2100 м (l=1050 м), мощность водоносного горизонта т=25 м, коэффициент фильтрации k=80 м/сут, удельный расход бытового потока q — l м2/сут, пористость водоносных пород п=0,2.
Требуется выделить около проектируемого линейного водозабора третий пояс ЗСО, рассчитанный на 25 лет (Т~104 сут).
Протяженность ЗСО водозабора вверх и вниз по потоку получаем по графику приведенному на рис. 17. Значения безразмерных параметров, определяющих величины R и r, равны: Т= (10 500*104)/(0,2*25*10502)=19; q= (2*3.14*1050)710500=0,6 и, следовательно, Я = 3,6, г=1,2, откуда R=Rl=3,6-1050=3700 м, r=rl= 1,2*1050=1260 м, L = R+r=3700+1260=4960 м.
Ширину ЗСО находим по графику на рис. 18. При Г=19 и #=0,6 3=2,5. Следовательно, d=2,5*1050=2600 м. По приближенному соотношению (43)
d=(2*1050*104)/(3,14*25*0,2*4960)=270 м.
Водозабор в водоносном горизонте с перетеканием
Фильтрационная схема с перетеканием подземных вод из соседних по разделу с эксплуатируемым водоносных горизонтов весьма характерна для обширных районов развития артезианских подземных вод. Рассмотрим простейший, но весьма типичный для таких районов случай, когда эксплуатация основного водоносного горизонта сосредоточенным водозабором не сопровождается существенным изменением уровней подземных вод в соседних питающих водоносных горизонтах. При этом дополнительное питание эксплуатируемого пласта непрерывно возрастает во времени и при некотором относительно небольшом промежутке времени полностью компенсирует водоотбор из пласта. Установившееся распределение уровней подземных вод при этом может быть записано следующим образом:
20>1>1>1> Достарыңызбен бөлісу: |