Санитарная охрана водозаборов подземных вод (стр. 10 )

Т при различных значениях q

r*	,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

(

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= *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:

H=H0+ix — [Q/(2nkm)]Ki(r/B), (45)

где Но — уровень при y = 0; Q — производительность водозабора; km — водопроводимость эксплуатируемого горизонта; &0 и то — соответственно коэффициент фильтрации и мощность слабопрони­цаемого разделяющего слоя; г — расстояние от водозабора до рас­четной точки:

В — параметр перетекания: В =

Выражения для составляющих vx и vy скорости фильтрации подземных вод в рассматриваемой схеме определяются следую­щим образом:

где К1 — функции Бесселя первого порядка второго рода.

Область питания и область захвата сосредоточенного водоза­бора в условиях эксплуатационного дополнительного подпитыва­ния водоносного горизонта за счет процессов перетекания через слабопроницаемые раздельные слои схематично изображены на рис. 19. Так же как и в изолированном пласте, здесь имеется во­дораздельная точка N. Положение ее определяется расстоянием %, которое может быть найдено по соотношению

(47)

или по графику на рис. 20.

Рис. 19. Схема фильтрации к во­дозабору в слоистом водоносном комплексе:

а — план; б — вертикальный разрез; 1 — слабопроницаемый слой; 2 — хоро­шо проницаемый слой. Остальные ус­ловные обозначения см. на рис. 14

Рис. 20. График для определения положения водораздельной точ­ки N: