Периодически действующие водозаборы подземных вод

Страница 5 из 19

Периодически действующие водозаборы подземных вод

5.11. Водозаборы при таком режиме устраиваются в случае периодически изменяющегося водопотребления. В частности, это имеет место при использовании подземных вод для орошения, когда водозаборы включаются в эксплуатацию только в вегетационный период. График водоотбора при этом имеет циклический характер и повторяется из года в год (рис. 13). Аналогично и уровни подземных вод на водозаборе испытывают периодические колебания. Понижения уровня могут быть найдены по формуле

S = S_cp+S, (48)

где S_cp - среднее понижение уровня, обусловленное постоянным во времени средним водоотбором Q_cp, причем

Q_cp = , (49)

где Q_ср - средний расход водозабора в период его эксплуатации; t_o - длительность периода работы водозабора (при орошении - продолжительность поливного периода); Т - длительность полного цикла работы водозабора (обычно год).

ПОСОБИЕ по проектированию сооружений для забора подземных вод (к СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.)

13. График периодического водоотбора

Понижение S_cp находится по соотношениям, в которых Q = Q_cp. Гидравлические сопротивления R или R_o в зависимости от строения водоносного пласта рассчитываются на момент времени t от начала первого включения водозабора.

Величина S, в формуле (48) представляет собой дополнительные колебания уровня относительно среднего положения. Приближенно она может быть оценена по следующей формуле

, (50)

здесь R(t^*) - гидравлическое сопротивление R (или Ro) при t = t*; t* - время от начала последнего включения водозабора; R(t*-to) - гидравлическое сопротивление при t = t*-t₀. Максимальное понижение уровня будет при t* = t_о. Тогда второй член в квадратных скобках в формуле (50) равен нулю.

Таким образом, при периодической эксплуатации водозабора темп сработки уровня и использования запасов подземных вод определяются .в значительной мере средним расходом водозабора за все время эксплуатации.

Пример расчета. В напорном водоносном горизонте с параметрами km = 300 м²/cyт, а = 10⁵ м²/сут работает водозаборная скважина (r_о = 0,2 м). Отбираемая вода используется для орошения, в связи с чем скважина эксплуатируется лишь 4 мес в году с расходом Q = 3 тыс. м²/сут. Требуется определить максимальное понижение уровня на скважине при эксплуатации ее в течение 25 лет = 10⁴ сут.

Так как скважина работает в изолированном неограниченном пласте, для расчетов используем формулу (25) табл. 23.

Прежде всего найдем среднее понижение уровня S_cp. Для этого по формуле (49) определяем среднюю величину водоотбора Q_cp. В данном случае tо = 4 мес 120 сут, T = 365 сут, следовательно,

Q_cp = = 986 м³/сут.

Радиус влияния равен: r_вл = 1,5 = 4,5^.10⁴ м. При этом по формуле (25) табл. 23 находим

R₀ = = 12,3.

Следовательно, по формуле (6)

S = = 6,4 м.

Дополнительное колебание уровня будет наибольшим в конце периода эксплуатации скважины, т. е. при t* = t = 120 сут, поэтому гидравлическое сопротивление R(t*) в формуле (50) определяем именно на этот момент времени. Радиус влияния, соответствующий t = to, равен: