Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Основы гидрогеологии. Определение скорости и направления движения грунтовых вод.





Решение задач о движении подземных вод, выбор метода гидрогеологического расчета и расчетной схемы производят на основе схематизации (упрощения) природных гидрогеологических условий. При этом учитывают основные особенности фильтрационного потока подземных вод (характер движения, гидравлические характеристики, фильтрационные свойства пород, границы водоносных горизонтов и т.д.).

Типичным примером плоского потока может служить движение подземных вод к траншеям, штольням и другим горизонтальным выработкам. Расход безнапорного потока в однородных пластах при горизонтальном водоупоре:

, (7.1)

где Кф – коэффициент фильтрации; b – ширина потока, м; – средняя мощность потока, м; – средний напорный градиент потока.

Принимая и , расход грунтового потока можно выразить формулой

, (7.2)

где h1 и h2 – мощность водоносного пласта соответственно в скважинах 1 и 2; L – расстояние между скважинами.

Единичный расход потока при наклонном водоупоре определяют по формуле:

, (7.3)

где Н1 и Н2 – напоры соответственно в скважинах 1 и 2, отсчитываемые от любой горизонтальной плоскости; b – ширина потока, принимаемая при определении единичного расхода, равной одному метру. Мощность водоносного пласта в скважинах вычисляют как разность абсолютных отметок уровня грунтовых вод (УГВ) и кровли водоупора. Значения Н1 и Н2 принимают равными абсолютным отметкам УГВ в скважинах 1 и 2.

Рис. 7.1. Схематический разрез потока грунтовых вод на наклонном водоупоре.

 

При определении притока воды к вертикальным водозаборам учитывается воронкообразное понижение уровня вследствие трения воды и частиц грунта, при этом образуется депрессионная воронка, имеющая в плане форму, близкую к кругу. Радиус депрессионной воронки называется радиусом влияния (R), который в безнапорном водоносном пласте для совершенной скважины определяется по формуле:

, (7.4)

где S – понижение уровня воды при откачке по центру воронки, м;

H – мощность безнапорного водоносного пласта, м.

Приток воды к совершенным безнапорным скважинам определяется по формуле:

при L 0,5 R, (7.5)

при L < 0,5 R, (7.6)

где h – уровень воды в скважине после откачки; .

Рис. 7.2. Расчетная схема для определения притока воды к совершенной скважине, расположенной на берегу реки (водоема) в безнапорном водоносном пласте.

 

Дебит совершенной скважины, питаемой напорными водами:

, (7.7)

где m – мощность водоносного пласта; – радиус влияния совершенной напорной скважины.

Рис. 7.3. Расчетная схема для определения притока воды к скважине в напорном водоносном горизонте.

 

При проектировании и строительстве сооружений для выявления характера поверхности (зеркала) грунтовых вод составляется карта гидроизогипс. Гидроизогипсами называются линии, соединяющие точки с равными абсолютными отметками зеркала грунтовых вод. Эти линии аналогичны горизонталям рельефа местности и подобно им отражают рельеф зеркала грунтовых вод.



Для построения карты гидроизогипс замеряют уровни грунтовых вод в скважинах, которые на изучаемой территории располагают по сетке. Уровни воды пересчитывают на абсолютные отметки и по ним на топографической карте проводят горизонтали поверхности грунтовых вод. Как и горизонтали топографической карты, гидроизогипсы строят методом интерполяции или с помощью палеток, причем сечение их зависит от масштаба карты и числа нанесенных на ней точек наблюдения (отметок уровня).

Карта изогипс широко используется для установления направления потока грунтовых вод, величины напорного градиента, глубины залегания воды, а также для подсчета скорости движение воды.

Направление движения грунтовых вод определяют путем опускания перпендикуляра от гидроизогипсы с большой отметкой на гидроизогипсу с меньшей отметкой. Направление грунтового потока совпадает с этим перпендикуляром.

Для определения уклона потока по карте гидроизогипс на площади того или иного участка берут разность между отметками крайних гидроизогипс на этом участке и делят ее на расстояния между ними.

Глубину залегания грунтовых вод в любой точке определяют по разности между отметкой горизонтали поверхности земли и отметкой гидроизогипсы в данной точке.

Скорость фильтрации воды определяется по формуле V=KI, где V – скорость, K – коэффициент фильтрации, I – напорный градиент.

Поверхность грунтовых вод, как показывают инженерно-геологические исследования крупных площадей, большей частью неровная, волнистая. Часто она повторяет рельеф поверхности. Однако такое соотношение поверхности земли и поверхности грунтовых вод на отдельных участках может нарушаться.

Глубина залегания грунтовых вод также зависит от рельефа местности. В речных долинах, оврагах и других понижениях рельефа грунтовые воды находятся на сравнительно небольшой глубине.

По мере повышения рельефа глубина залегания грунтовых вод увеличивается. На водоразделах и других возвышенностях глубина залегания может достигать несколько десятков метров.

Таким образом, с помощью карты гидроизогипс решаются следующие основные задачи. Это установление характера поверхности (зеркала) грунтовых вод, направление их течения, величины напорного градиента, скорости движения воды, глубины залегания грунтовых вод с целью наиболее благоприятных участков для строительства зданий и сооружений с глубоко залегающими фундаментами.

 

ЗАДАЧИ

 

1. Постройте схему и определите единичный расход грунтового потока по результатам замеров, выполненных в двух скважинах, расположенных на расстоянии 200 м по направлению течения, если коэффициент фильтрации однородных водовмещающих пород равен 5,2 м/сут. Определите действительную скорость потока.

Таблица 7.1.

  Результаты замеров Варианты
№ скважины № скважины № скважины № скважины
Абсолютные отметки, м: устья скважины   32,1   30,3   22,4   20,7   56,1   55,3   83,8   84,1
уровня грунтовых вод 28,0 24,2 81,6 80,5
кровли водоупора 17,8 18,3 8,6 8,8 48,6 44,3
Мощность h водоносного пласта, м 5,2 6,7 3,4 3,2
Глубина d залегания уровня грунтовых вод, м 3,2 6,6
Пористость, %

 

2. По данным, приведенным в таблице 7.2, постройте схему и определите приток воды к совершенной скважине с круговым контуром питания при горизонтальном водоупоре.

Таблица 7.2.

Данные для расчета Варианты
Абсолютные отметки, м: устья скважины   31,4   96,7   54,8   71,3   29,5   90,5   50,0   77,5   35,8   86,8
статического уровня грунтовых вод 29,9 67,6 27,0 73,8 34,2
динамического уровня в скважине при откачке 25,5 47,3 23,5 42,2 29,5
кровли водоупора 11,6 78,5 58,2 9,8 72,0 64,4 16,5 68,7
Глубина залегания уровня грунтовых вод, м 2,3 2,1
Мощность Н водоносного пласта, м 14,9 12,5 13,0 11,0 13,6
Понижение уровня S, м 3,0 2,8 2,5 2,9 3,5
Коэффициент фильтрации Кф, м/сут 7,1 3,8 18,6 13,4 5,5 6,4 7,7 8,3 9,1 10,5
Расстояние L от скважины до водоема,м 82,0 60,0 74,8 30,0 42,0 45,6 55,9 72,1 75,3 80,0
Диаметр 2r скважины, мм

 

3. По данным, приведенным в таблице 7.3, постройте схему и определите приток воды к совершенной скважине, расположенной в напорном водоносном пласте.

Таблица 7.3.

Данные для расчета Варианты
Абсолютные отметки, м: устья скважины   42,5   73,4   65,1   87,3   40,0   71,4   61,3   82,5   48,5   78,4
подошвы верхнего водоупора 46,3 23,4 44,5 18,5 51,5
кровли нижнего водоупора 13,4 17,8 11,4 12,8 19,3
пьезометрического уровня 39,6 67,8   37,5 63,8   45,2
динамического уровня в скважине при откачке 36,1 63,8 86,6 34,1 61,7 81,0 42,0 68,9
Мощность m водоносного пласта, м 15,9 15,5 15,5
Напор над подошвой верхнего водоупора, м 14.2 22,8 34,9 13.9 21,6 32,5 14.8 21,5
Напор над кровлей нижнего водоупора, м 43,7 71,6 41,5 67,5
Понижение уровня S, м 4,0 3,5
Коэффициент фильтрации Кф, м/сут 7,1 3,8 18,6 13,4 5,5 6,4 7,7 8,3 9,1 10,5
Диаметр 2r скважины, мм

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.