ЗАДАЧА 1. Визначити приплив підземних вод до довершеного колодязя

Визначити приплив підземних вод до довершеного колодязя.

А. Безнапірні води (рис. 2.3.1). Початковий рівень підземних вод (РПВ) характеризується потужністю Н водоносного горизонту (відстань від покрівлі водотриву до РПВ). Якщо із такого колодязя радіусом r виконують відкачку води з певною інтенсивністю (дебітом Q, м³/добу), то в колодязі встановлюється і підтримується певний рівень поземних вод, знижений відносно початкового на величину водозниження S, а знижена потужність водоносного горизонту – h. Таким чином:

S = H – h, м (2.3.1)

Знижений рівень підтримується не тільки тому, що відбувається приплив підземних вод з усіх боків до колодязя. Навколо останнього формується депресійна вирва (рис. 2.3.1), радіус якої називають радіусом впливу. Мають на увазі вплив відкачування на положення рівня підземних вод. Цей рівень з віддаленням від колодязя поступово підвищується, а за межами радіуса впливу залишається не зниженим.

Величина R залежить від коефіцієнта фільтрації К_ф, (м/добу), величини зниження S, потужності водоносного горизонту H і наближено визначається з формули Кусакіна:

R = 2∙S∙ , м (2.3.2)

Рис. 2.3.1 – Схема припливу безнапірних підземних вод до довершеного колодязя.

Приплив води визначають для ламінарного руху з формули Дюпюї

Q = 1,3666∙K∙ = 1,366∙K∙ , (2.3.3)

а для турбулентного руху – з формули Красно польського

Q = 3,63∙K ∙ , (2.3.4)

або (наближено)

Q = 6,28∙K∙H ∙ . (2.3.5)

Б. Напірні води (рис. 2.3.2)

Рис. 2.3.2 – Схема припливу напірних підземних вод до довершеного колодязя.

Напірні води знаходяться між двома водотривами і повністю насичують водоносний шар потужністю т. При розкритті такого водоносного горизонту буровою свердловиною (або колодязем) вода за рахунок напору підіймається вище підошви верхнього водотриву і досягає п'єзометричного рівня – лінії, що з'єднає місця виходу водоносного шару на поверхню Землі і може, в залежності від рельєфу залишатися в межах свердловини чи бути вище поверхні землі – тоді свердловина фонтанує.

Зниження п'єзометричного рівня S при відкачках і формування навколо виробки депресійної вирви радіусом R відбувається таким же чином, як і в безнапірних водах. Однак, слід враховувати, що величини Н і h відображують тут не потужність водоносного горизонту, а висоти напорів (відповідно початкового і зниженого) відносно покрівлі нижнього водотриву.

Приплив напірних вод при постійному зниженні S визначається для ламінарного руху з формули:

Q = 2,73∙K∙m ∙ = 2,73∙K∙m ∙ , (2.3.6)

а для турбулентного руху – з формули:

Q = 6,28∙K∙m ∙ . (2.3.7)

Тут R – радіус впливу, визначається з емпіричної формули Зіхарта:

R = 10∙S ∙ , (2.3.8)

де R і S – в метрах, а K – в метрах на добу.

Таблиця 2.3.1 – Вихідні дані для рішення задачі