ПОСОБИЕ по проектированию сооружений для забора подземных вод (к СНиП 2.04.02-84) часть 2 - Расчеты береговых водозаборов (в долинах рек)

Расчеты береговых водозаборов (в долинах рек)

5.4. Важнейшим фактором, определяющим условия эксплуатации береговых водозаборов, является наличие постоянных поверхностных водотоков, с которыми гидравлически связаны водоносные горизонты. Благодаря этому производительность береговых водозаборов обеспечивается, в основном, за счет инфильтрации речных вод в эксплуатируемые водоносные горизонты. Привлечение поверхностного стока приводит к быстрой стабилизации уровней подземных вод в скважинах береговых водозаборов.

В табл. 21 приведены расчетные зависимости для определения гидравлических сопротивлений R и Ro при работе водозаборов различного типа вблизи совершенных рек в условиях установившейся фильтрации. Под совершенными в фильтрационном отношении реками понимаются такие, в которых фильтрация поверхностных вод в водоносный пласт через русловые отложения происходит без существенных потерь напора и деформации потока в подрусловой зоне, в связи с чем уровни подземных и поверхностных вод на урезе реки практически совпадают. К совершенным рекам можно отнести реки значительной ширины (ширина больше мощности водоносного горизонта под руслом реки) без илистого или кольматированного донного слоя, препятствующего инфильтрации речных вод в водоносные горизонты. Условные обозначения к формулам приведены в табл. 21.

Таблица 21

Численные значения функции f, используемой в формуле 14 табл. 21, даны в табл. 22.

Таблица 22

Приведенные в табл. 21 зависимости можно использовать также для расчета нескольких взаимодействующих водозаборов при различном их расположении. В этом случае суммарное понижение уровня можно найти по формулам:

для безнапорных водоносных горизонтов

(22)

для напорных водоносных горизонтов

(23)

где S_i - понижение, обусловленное действием отдельного i-ro водозабора (i = l, 2, ...,n), п - общее количество водозаборов.

Пример расчета. Водозабор состоит из трех скважин, расположение которых указано на рис. 12 Требуется найти понижение уровня воды в скважине 2. Дебиты скважин одинаковы и равны Q = 2 тыс. м³/сут. Величина водопроводимости напорного водоносного горизонта равна km = 500 м²/сут. Радиус скважины 2r₀ = 0,2 м, скважина совершенная.

Рис. 12. Схема к примеру расчета

Общее понижение уровня в скважине 2 найдено по формуле (23), которая в данном случае будет иметь вид

S_сум ⁼ S₁+ S₂ + S₃,

где S₁ и S₂ - срезка уровня на скважине 2 соответственно от скважины 1 и 3; S₂ - понижение уровня, обусловленное действием скважины 2.

Находим соответствующие гидравлические сопротивления для скважин 1 и 3 по формуле (10) табл. 21:

= 2,05;

R₃ = = 1,28;

для скважины 2 - по формуле (11) табл. 21:

R₂ = ln = 7,82.

Отсюда по формуле (6):

S₁ = 1,3 м;

S₂ = 7,82 = 4,6 м;

S₃ = 1,28 = 0,8 м.

Следовательно,

S_сум = 1,3+4,6+0,8 = 6,7 м.