13.19. В безнапорных водоносных горизонтах, а также в неглубоко залегающих напорных пластах, перекрытых сверху слабопроницаемыми отложениями (двухслойные системы), при определении положения границы второго пояса ЗСО для защиты от микробного загрязнения в отдельных случаях, как отмечено в п. 13.3, целесообразно учитывать время to просачивания загрязненных вод по вертикали до основного эксплуатационного пласта, т. е. принимать T = Тм-to. Если to>Тм, водоносный горизонт защищен от микробных загрязнений.
Величина to приближенно может быть определена по следующим формулам:
а) при малой интенсивности инфильтрации загрязненных вод (<ko, ko - коэффициент фильтрации пород зоны аэрации), т. е. когда инфильтрация происходит с неполным насыщением пор водой,
to. (166)
б) при значительной интенсивности инфильтрации (>ko), т. е. при инфильтрации с полным насыщением пор,
to; (167)
в) при двух-трехслойном строении водоносной толщи
to. (168)
В формулах (166)-(168) mо и n0 - мощность и активная пористость пород над эксплуатируемым горизонтом (в случаях "а" и "б" - это породы зоны аэрации, в случае "в" - породы верхнего слабопроницаемого слоя), - разность уровней воды основного эксплуатируемого и вышележащего питающего слоев.
Параметры k0, mо и n0. следует определять при разведке подземных вод. На ранних стадиях изысканий (выбор водоносного горизонта, участка расположения водозабора) при отсутствии экспериментально определенных значений указанных параметров последние принимаются по литературным данным с учетом повышенной водопроницаемости покровных отложений и пород зоны аэрации.
13.20. Методы определения размеров ЗСО аналитическим способом разработаны для следующих расчетных схем фильтрации в однородных пластах1:
1 Рекомендации по гидрогеологическим расчетам для определения границ второго н третьего поясов зон санитарной охраны подземных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. - М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1983.
Орадовская А. Е., Лапшин Н. Н. Санитарная охрана водозаборов подземных вод. - М.: Недра, 1987.
1) одиночная скважина или компактная группа взаимодействующих скважин (сосредоточенный водозабор) вблизи совершенного или несовершенного водотока (водоема) при отсутствии естественного потока или при наличии естественного потока, направленного к реке, от реки, параллельно реке;
2) линейный ряд водозаборных скважин вблизи совершенного или несовершенного водотока (водоема) при отсутствии естественного потока или при наличии естественного потока, направленного к реке, от реки, параллельно реке;
3) одиночная скважина или компактная группа взаимодействующих скважин (сосредоточенный водозабор) в изолированном водоносном горизонте в удалении от поверхностных водотоков (водоемов) при наличии или отсутствии естественного потока;
4) линейный ряд водозаборных скважин в изолированном водоносном горизонте в удалении от поверхностных водотоков (водоемов) при наличии естественного потока, нормального к линии ряда скважин, и при отсутствии естественного потока;
5) сосредоточенный водозабор в водоносном горизонте, получающем дополнительное питание путем перетока из соседних водоносных горизонтов.
Соответствующие расчетные зависимости содержатся в "Рекомендациях по гидрогеологическим расчетам для определения границ II и III поясов зон санитарной охраны подземных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения".
В сложных случаях (сложная схема водозабора, несколько взаимодействующих водозаборов, дрен, участков интенсивной инфильтрации из каналов, накопителей промстоков и т. п.; неоднородность водоносного горизонта в плане или в разрезе; сложная конфигурация реки; различные условия на границах водоносного горизонта, сложные гидрохимические условия и т. п.) вместо аналитических методов расчета ЗСО следует использовать графоаналитические методы расчета, моделирование фильтрации на аналоговых приборах, численное моделирование с применением ЭВМ.
13.21. Применительно к некоторым наиболее простым схемам фильтрации в районе водоотбора расчетные зависимости для определения границ ЗСО приведены в табл. 42, 43 и на рис. 63-86, где Q - общая производительность водозабора, m и n - мощность и активная пористость водоносного горизонта; Qe - расход естественного потока подземных вод к береговому водозабору; Qo - расход одной скважины линейного водозабора; р - количество скважин в линейном водозаборе; l - половина длины линейного ряда скважин; 2-расстояние между скважинами в линейном ряду скважин; х0 - расстояние от реки до берегового водозабора; xр - для береговых водозаборов - расстояние от реки до водораздельной точки; для водозаборов в удалении от рек - расстояние от водозабора до водораздельной точки.
Таблица 42
Схема | Расчетные зависимости для определения границ ЗСО водозаборов подземных вод | Дополнительные данные | ||
R | r | d | ||
63,а | R = Rq+R | r - по графику рис. 65 | d2QT/mnL | Q |
Rq = qT/mn R- по графику рис 64 | rmax = x0-xр | dmax = Q/(2q) | L = R+r | |
63, б | R = Rq+R; R- по графику рис. 67 | r - по графику рис. 66 rmax = x0 | d - по графику рис. 68 | Qд |
69 | R - по графику рис. 66, 70 | r - по графику рис. 66 | d-по графику рис. 71; 74 | q = 0 |
72 | R - по графику рис. 66 | r - по графику рис. 73 | d - по графику рис. 74 | - |
75 | R - по графику рис. 76 | rmax р | dmax = Qe/(2q) |
|
77,а | R - по графику рис. 78 |
rmax = x0 | d2QT/mnL | - |
77, 6 | R - по графику рис. 79 | r2QT/mnL rmax = x0 | d2QT/mnL | - |
77, в |
Rmax = x0 | r- по графику рис. 81 | yр - по графику рис. 80 dmax = yр | - |
77,г | R - по графику рис. 82 |
yp- по графику рис. 80 | d - по графику рис. 79 (при R = 2d-xo) | - |
83 | R -по графику рис. 83 | r- по графику рис 83 | d = 2QT/mnL | - |
84 | R - по графику рис. 85 | r- по графику рис. 85 | d = 2QT/mnL | - |
86 | R - по табл. 43 |
|
(при q) d = R = r (при q = 0) |
|
Таблица 43
Значения R/B в зависимости от | ||||||||||
R/B | Значения при v, равном | |||||||||
0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1 | 2 | 5 | 10 | 100 | |
0,1 | 0 | 0 | 0,001 | 0,002 | 0,003 | 0,005 | 0,007 | 0,008 | 0,009 | 0,01 |
0,5 | 0,003 | 0,013 | 0,025 | 0,046 | 0,089 | 0,132 | 0,172 | 0,212 | 0,229 | 0,248 |
1,0 | 0,013 | 0,064 | 0,119 | 0,213 | 0,403 | 0,573 | 0,728 | 0,87 | 0,93 | 0,992 |
2,0 | 0,088 | 0.405 | 0,73 | 1,223 | 2,074 | 2,715 | 3,226 | 3,645 | 3,833 | 3,981 |
3,0 | 0,36 | 1,508 | 2,531 | 3,857 | 5,74 | 6,943 | 7,805 | 8,467 | 8,723 | 8,971 |
4,0 | 1,19 | 4,294 | 6,499 | 6,909 | 11,8 | 13,43 | 14,54 | 15,36 | 15,67 | 15,96 |
5,0 | 3,4 | 9,815 | 13,32 | 16,67 | 20,25 | 22,15 | 23,4 | 24,3 | 24,64 | 24,96 |
10,0 | 63,56 | 80,38 | 85,94 | 90,42 | 94,74 | 96,9 | 98,26 | 99,24 | 99,62 | 99,96 |
20,0 | 394,1 | 396,8 | 398,2 | 398,5 | 399,2 | 399,5 | 399,7 | 399,8 | 399,9 | 400 |
50,0 | 2491 | 2495 | 2497 | 2498 | 2499 | 2500 | 2500 | 2500 | 2500 | 2500 |
Примечание: .
Рис. 63. Схемы фильтрации к сосредоточенному береговому водозабору при естественном потоке, направленном к реке
а - относительно малый расход водозабора (Q<); б - большой расход водозабора (Q)
Рис. 64. График для определения протяженности ЗСО R (к схеме рис. 63,а)
Рис. 65. График для определения протяженности ЗСО r ( схеме рис. 63, а)
Рис. 66. График для определения протяженности ЗСОr (к схемам рис. 63, б, 69) и R (к схеме рис. 72)
Рис. 67. График для определения протяженности 3COR (к схеме рис. 63, б)
Рис. 68. График для определения ширины ЗСО d (к схеме рис. 63, б)
Рис. 69. Схема фильтрации к береговому сосредоточенному водозабору при отсутствии бытового потока (q = 0)
Рис. 70. График для определения протяженности ЗСО R (к схеме рис. 69)
Рис. 71. График для определения ширины ЗСО d (к схеме рис. 69)
Рис. 72. Схема фильтрации к береговому сосредоточенному водозабору при естественном потоке, направленном от реки
Рис. 73. График для определения протяженности ЗСО r (к схеме рис. 72)
Рис. 74. График для определения ширины ЗСО d (к схемам рис. 69 и 72)
Рис. 75. Схема фильтрационного течения и береговому сосредоточенному водозабору при естественном потоке, параллельном реке
a - относительно малый расход водозабора; б - большой расход водозабора
Рис. 76. График для определения протяженности ЗСО R (к схеме рис. 75)
Рис. 77. Схемы фильтрации к линейному береговому водозабору
а - естественный поток направлен к реке; б - естественный поток отсутствует; в - естественный поток направлен от реки; г - естественный потов параллелен реке
Рис. 78. График для определения протяженности ЗСО R (к схеме рис. 77, а)
; ; ; ;
Рис. 79. График для определения протяженности ЗСО R (к схеме рис. 77, б)
Рис. 80. График для определения ширины области питания линейного берегового водозабора y р (к схеме рис. 77, в)
Рис. 81. График для определения протяженности ЗСО r (к схеме рис. 77, в)
Рис. 82. График для определения протяженности ЗСО R (к схеме рис. 77,г)
Рис. 83. График для определения протяженности ЗСО (r и R) при действии сосредоточенного водозабора в изолированном неограниченном пласте
Рис. 84. Схема фильтрации к линейному водозабору в неограниченном пласте
Рис. 85. График для определения протяженности ЗСО (R и r) при действии линейного водозабора в изолированном неограниченном пласте
Рис. 89. Схемы фильтрации в водозабору в условиях дополнительного питания пласта
a - план; б - схема с дополнительным питанием путем перетекания из соседних пластов; в - схема с дополнительным питанием за счет уменьшения испарения
13.22. При расчетах ЗСО береговых водозаборов необходимо учитывать несовершенство речных русел, обусловленных неполнотой их врезки в водоносный пласт, а также наличием в ложе слабопроницаемых включений, затрудняющих гидравлическую связь подземных и поверхностных вод.
Практически несовершенство речных русел можно учесть с помощью метода дополнительного слоя L, в соответствии с которым все расчеты ведутся для совершенных русел, но урез реки отодвигается при этом на величину ,
где b - ширина реки; ; km - водопроводимость пласта; ko и mо - коэффициент фильтрации и мощность слабопроницаемого экранирующего слоя под руслом реки.
Таким образом, чтобы при расчетах ЗСО учесть несовершенство русел рек и водоемов, в соответствующих формулах и графиках к табл. 42 вместо расстояния x0 между рекой и водозабором следует брать величину .
Продолжение документа: ПОСОБИЕ по проектированию сооружений для забора подземных вод (к СНиП 2.04.02-84) часть 4