11.40. Взаимодействие водозаборного ряда скважин конечной длины и круговой инфильтрационной площадки рассмотрено в схеме 5 табл. 36. В приведенных соотношениях предполагается, что максимальное понижение уровня наблюдается в центре водозаборного сооружения.
Пример расчета. Проектируется линейный ряд скважин, расположенных параллельно реке на расстоянии xо = 400 м от нее (рис. 61). Длина ряда 2l = 300 м, количество скважин n = 12, радиус скважин rо = 0,2 м (скважины совершенные). Водопроводимость пласта km = 600 м2/сут. Максимально допустимое понижение на водозаборе Sдоп = 10 м. Требуемая производительность водозабора 20 тыс. м/сут.
Рис. 61. Схема к примеру расчета
По опытным данным, средняя скорость инфильтрации при пополнении может быть принята равной 1 м/сут.
Учитывая близость проектируемого водозабора к реке, расчет проводится по формулам стационарной фильтрации.
Прежде всего определим производительность линейного ряда скважин по формуле (15) табл. 21 (см. гл. 5).
R0 = l/2ln[(4.4002 +1502)/1502]+[(2-400)/150][arctg(150/(2.400))+
+(l/12)ln(150/(3,14.0,2.12))] = 2,74.
Таким образом, расход водозабора без пополнения составит
Q = (2.3,14.600.10)/2,74 = 13,8 тыс. м3/сут.
В связи с тем, что производительность линейного ряда будет ниже заданной, необходимо предусмотреть искусственное пополнение запасов подземных вод. С этой целью на расстоянии 150 м от водозабора расположим два инфильтрационных бассейна размером 100x150 м и произведем предварительный расчет величины инфильтрационного расхода.
Для упрощения расчета инфильтрационные бассейны прямоугольной формы приведем к круговым бассейнам равновеликой площади
Rбас = 2 = 40 м.
Величина Rб в случае работы двух бассейнов определяется по формуле (139) при и n = 2, т. е.
.
Значения гидравлических сопротивлений находятся по формуле (123) табл. 35
.
В данном случае:
= = 980 м;
rб = = 190 м.
При этом
Rб = ln (980/190) = 1,64.
Коэффициент полезного действия т) находим по формуле (145).
= 1,64/2,74 = 0,6.
Коэффициент гидродинамической эффективности может быть найден по формуле (148)
= l,64/(1,64+3,62) = 0,31,
Отсюда следует, что инфильтрационные сооружения будут обеспечивать примерно 1/3 дебита водозабора.
По формуле (118) находим расход сырой воды Qб, которую требуется подать на пополнение
Qб = (0,31/0,6) 20000 = 10,4 м3/cyт.
Следовательно, расход из каждого бассейна составит 5,2 тыс. м3/cyт.
При скорости инфильтрации Vинф = 1 м/сут необходимая площадь инфильтрационного бассейна
F = 0,5/Vинф = 5200м2,
т. е. принятый размер бассейна 50x100 м будет примерно удовлетворять требуемым условиям.