Навигация
Приток воды в безнапорные совершенные дрены
60864
знака
3
таблицы
16
изображений
4. Приток воды в безнапорные совершенные дрены
Дрены - устройства, отбирающие из пределов водоносного горизонта воду. Могут быть горизонтальными и вертикальными. Дрены совершенного типа пересекают водоносный горизонт полностью, достигая водоупора. Дрены несовершенного типа прорезают лишь часть водоносного горизонта.
Приток воды кней происходит по всей поверхности соприкосновения стенок выработки с водоносным горизонтом. Если же выработка не доходит до водоупора, она называется несовершенной по степени вскрытияводоносного горизонта. Зачастую выработки закрепляются от обрушения, цементируются скважины оборудуются обсадными трубами, фильтрами и т. п. Естественно, что приток воды в такие выработки затруднен и их называют несовершенными по характеру вскрытия водоносного горизонта.Основные уравнения притока воды к водозаборам (скважинам и дренам) будем выводить при условии совершенства выработок.
Представим себе плоский поток грунтовых вод. Гидравлический градиент I в данном случае равен
(1)
где х — расстояние между сечениями h1 и h2
Если мы будем сближать сечения h1 и h2 так, чтобы расстояние между ними стало равно нулю, то получим уклон (гидравлический градиент) в точке а, который равен тангенсу угла наклона зеркала грунтовых вод или первой производной
(2)
Подставив полученное выражение гидравлического уклона в выражение закона Дарси, получим для безнапорных вод
(3)
После устройства дрены скорость движения воды в ней увеличивается и уровень воды понижается на величину S, которую в гидрогеологии принято называть величиной понижения. Иными словами, величина понижения представляет собой разницу между статическим и динамическим уровнями. Мощность водоносного горизонта до понижения обозначим через H, глубину воды в дрене — через ho. В результате понижения уровня в дрене в водоносном горизонте образуется депрессионная воронка. Расстояние R, на которое сказывается влияние понижения, называют радиусом влияния.
Для расчета притока воды в дрену Q выбираем на расстоянии хот стенки дрены сечение с напором к, которое находится в интервале от нуля до R.
В общем виде приток воды в дрену будет равен выражению (3). Подставим сюда величину площади фильтрации
(4)
где В — длина дрены. Получим
(5)
При расчете притока воды в дрену удобно пользоваться понятием единичного притока д, т. е. притока воды на единицу длины дрены
(6)
Отсюда элементарная формула для расчета притока воды
(7)
Разделим переменные в выражении (18), т. е. умножим обе его части на dх и проинтегрируем
(8)
В результате получим
(9)
(10)
(11)
Формула (11) выражает величину единичного притока с одной стороны дрены. Для получения полного притока воды в дрену необходимо умножить единичный приток на два, а затем — на длину дрены. Приток воды в торцы дрены обычно не учитывают, так как он при большой длине дрены составляет ничтожную долю.
По формуле (11) можно рассчитать расход плоского грунтового потока. Подставив вместо радиуса влияния расстояние между сечениями, равное I, получим
(12)
Выражение 
можно записать так
(13)
т. е. единичный расход равен
(14)
а полный расход составит
(15)
Исследуя выражение (11), мы сможем решить одну из весьма важных задач в гидрогеологических расчетах — вывести уравнение депрессионной кривой. Построение депрессионной кривой необходимо при возникновении угрозы затопления подземными водами котлованов, подвалов зданий и т. п..
Изменив пределы интегрирования в выражении (9) по X от 0 до х, а по У от h0 до h К получим
(16)
Естественно, что приток воды в выражениях (11) и (16) одинаков, т. е.
(17)
Решаем (17) относительно h
(18)
Для построения депрессионной кривой мы задаемся величиной hо в зависимости от 5, мощность водоносного горизонта H легко получить по данным бурения, величину радиуса влияния можно найти по эмпирическим формулам.
На миллиметровой бумаге строим разрез через дрену и котлован и, задаваясь разными значениями х(хи x2,..., хп), например 10, 20, 30 и т. д. метров, получаем величины h(h,h2,..., hп). Соединив полученные точки плавной линией, получим кривую депрессии. Если она проходит через котлован, строят новую кривую, задавшись большей величиной понижения и, естественно, меньшим значением глубины воды в дрене. Построение производят до тех пор, пока депрессионная кривая не опустится ниже дна котлована.
Похожие работы
... служат обоснованием проекта, поэтому в них освещаются геологические условия и оцениваются все факторы, влияющие на выбор места расположения сооружения, условия его строительства, эксплуатации и реконструкции. Основными задачами инженерной геологии являются: · изучение горных пород как грунтов основания, среды для размещения сооружений и строительного материала для различных сооружений; · ...
... 2.01.01-82 “Строительная климатология и геофизика”. СНиП 2.01.15-90 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования”. СНиП 2.06.15-85 “Инженерная защита территорий от затопления и подтопления”. СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах”. При проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений, а также ...
... строительства и архитектуры необходимо включить в план работ Института экономики вопрос о переходе от планирования по стоимости готовой продукции к планированию по стоимости строительно-монтажных работ Задание 6.Определить и описать инженерно-геологические процессы, которые могут возникнуть при фильтрационном воздействии на них подземных вод. Указать мероприятия по борьбе с этими процессами. ...
... сооружений на данной территории с учетом экологического, экономического и других критериев эффективности). В процессе геологических работ (или исследований) изучают инженерно-геологические условия некоторой территории. Для инженерной геологии важнейшее значение имеет гидрогеологическое строение верхней части геологической среды, включающей первый от поверхности водоносный горизонт и ...
0 комментариев