Геология / Новая папка (3) / __6__УП ЗАДАЧИ

Пример решения задачи для варианта № 0

Дано:

Абс. отм. устья 66,0 м; Абс. отм. статич. уровня 59,2 м;

Абс отм. кровли водоупора 45,5 м;

S = 5,5 м;

Кф = 12,4 м/сут; L = 77 м;

d = 152 мм.

Найти: h; абс. отм. динам. уровня; глуб. залег. УГВ.

Рисунок 9 Схема расчѐта гидрогеологических параметров

для совершенной скважины с круговым контуром питания

Условные обозначения:

а.о.у. – абсолютная отметка устья скважины, м; d – диаметр скважины, мм;

а.о.к.в. – абсолютная отметка кровли водоупора (подошвы водоносного слоя) м. H – мощность водоносного горизонта, м;

а.о.с.у. – абсолютная отметка статического уровня грунтовых вод, м; а.о.д.у. – абсолютная отметка динамического уровня грунтовых вод, м; S – понижение уровня подземных вод, м;

h – мощность слоя воды в скважине после откачки, м; L – расстояние от скважины до водоѐма,м;

R – радиус депрессионной воронки (радиус влияния), м.

21

Решение:

Находим пропущенные в варианте значения:

а) определяем динамический уровень в скважине, для этого из статического уровня вычитаем понижение S, то есть: 59,2 – 5,5 = 53,7 (м);

б) определяем глубину залегания статического уровня, для этого из абсолютной отметки устья вычитаем абсолютную отметку УГВ, то есть: 66,0 – 59,2 = 6,8

(м);

в) определяем столб воды в скважине после откачки h, для этого из абсолютной отметки динамического уровня вычитаем абсолютную отметку кровли водо-

упора: h = 53,7 – 45,5 = 8,2 (м).

г) определяем мощность водоносного горизонта

через понижение S и оставшийся после откачки столб воды h:

H= S+ h = 5,5 + 8,2 = 13,7(м);

через разность абсолютных отметок статического уровня УГВ и

кровли водоупора:

H= а.о.с.у. - а.о.к.в. = 59,2 – 45,5 = 13,7 (м).

Составим расчѐтную схему (без масштаба). Определим радиус влияния R по формуле:

R = 2S√H · Кф = 2·5,5·√13,7·12,4 = 143,37 (м), отсюда 0,5R = 71,68 (м).

Так как L больше 0,5R, то для расчѐта единичного притока к совершенной скважине, используем следующую формулу:

В случае если L (расстояние от центра скважины до водоѐма) будет меньше или равно 0,5R, то используется формула:

Диаметры скважин даны в миллиметрах, поэтому находим радиус скважины r (мм) и переводим это значение в метры.

22

2.3 Задача № 3 Расчѐт гидрогеологических параметров для совершенной скважины

при откачке грунтовых вод

Определите необходимое количество одиночных (невзаимодействующих) скважин и рассчитайте минимальное расстояние между ними, если требуется обеспечить заданную производительность водозабора при понижении уровня,

равном 4,0 м (рисунок 10).

Данные для расчѐтов приведены в таблице 4, пропущенные значения необходимо вычислить.

Таблица 4 – Исходные данные к задаче №3

	№№	Абсолютн.	УГВ	Столб	Коэф.	Расстояние	Диаметр	Проектный
	вар.	отметки,	м	воды в	фильтрации	от скваж.
							скважины,	дебит,
		м		скваж. Кф, м/сут		до водоѐма,
							d=2r, мм	Q, м3/сут
				h , м		L, м

0	• устья скв.	?		?	5,2	40,0	305	1800
	33,2;
1		?		?	2,7	56	203	4500
2	• статич.	?		?	6,8	73	114	3300
3	уровня	?		?	12,0	42	114	2000
	29,5;
4		?		?	4,9	69	305	1900
	• динамич.
5		?		?	0,7	80	152	3100
	уровня - ?
6		?		?	11,4	69	114	2700
7	• кровли	?		?	3,9	49	305	1600
8		?		?	3,1	50	152	2400
	водоупора
9		?		?	14	68	305	1990
	15,5
10		?		?	6,5	62	152	2100
11	• устья скв.	4,0	9	7,2	75	203		2000
	75,4;
12		4,5	7	0,2	68	203		4000
13	• статич.	6,1	4,5	3,8	65	114		3700
14	уровня - ?	2,9	3,6	11,6	50	114		3200
15	• динамич.	5,7	5	7,1	62	305		1800
16		2,6	7	5,5	54	152		2800
	уровня - ?
17		11,4	4,2	10,4	37	114		2900
18	• кровли	8,3	8	1,4	99	305		3100
19		5,2	6	0,8	74	152		3000
	водоупора
20		7,0	2	3,2	52	305		2500
	- ?
21	• устья скв.	3,2		?	4,5	121	114	2400
22	69,5;	4,8		?	16,5	51	152	1200
23	• статич.	7,3		?	7,4	93	305	1800
	уровня - ?
24		3,9		?	4,6	102	114	2000
25	• динамич.	5,5		?	8,5	78	152	3000
	уровня - ?
26		6,0		?	4,2	83	305	2400
	• кровли
27		2,7		?	11,1	90	152	3100
	водоупора
28		4,8		?	6,0	82	305	2600
	56,0
29		8,1		?	6,3	48	114	3000
30		10,2		?	10,4	84	152	2000

23

Пример решения задачи для варианта № 0

Дано:

Абс. отм. устья 33,2 м; Абс. отм. статич. уровня 29,5 м;

Абс отм. кровли водоупора 15,5 м;

S = 4,0 м;

Кф= 5,2 м/сут;

Qпроектн = 1800 м3/сут;

L = 40,0 м; 2r = 305 мм

Найти: h; абс. отм. динам. уровня; глуб. залег. УГВ,

потребное количество скважин и минимальное расстояние между ними.

Рисунок 10 Схема расчѐта гидрогеологических параметров

для совершенной скважины при откачке грунтовых вод

Условные обозначения:

а.о.у. – абсолютная отметка устья скважины, м; d – диаметр скважины, мм;

а.о.к.в. – абсолютная отметка кровли водоупора (подошвы водоносного слоя) м. H – мощность водоносного горизонта, м;

24

а.о.с.у. – абсолютная отметка статического уровня грунтовых вод, м; а.о.д.у. – абсолютная отметка динамического уровня грунтовых вод, м; S – понижение уровня подземных вод, м;

h – мощность слоя воды в скважине после откачки, м; L – расстояние от скважины до водоѐма, м;

R – радиус депрессионной воронки (радиус влияния), м.

Решение:

а) определим глубину залегания статического уровня. Для этого из абсо-

лютной отметки устья скважины отнимем абсолютную отметку статического уровня: 33,2 - 29,5 = 3,7 (м);

б) в виду того, что понижение известно, можем определить абсолютную отметку динамического уровня. Для этого надо из статического уровня вычесть понижение 29,5 - 4 = 25,5 (м);

в) определим величину столба воды в скважине при откачке h. Для этого

из абсолютной отметки динамического уровня вычтем абсолютную отметку кровли водоупора: h = 25,5 - 15,5 = 10 (м);

г) находим мощность водоносного пласта H, для чего из абсолютной отметки статического уровня вычтем абсолютную отметку кровли водоупора: H = 29,5 - 15,5 = 14,0 (м). Эту величину можно получить, если к понижению (S)

прибавить столб воды, оставшейся в скважине после откачки:

H = S + h = 4 + 10 = 14 (м).

Определим радиус влияния по формуле Кусакина:

Половина радиуса влияния R составит 34,1 м, следовательно, L > 0,5R. При определении притока (дебита) воды к совершенным безнапорным

скважинам при горизонтальном водоупоре необходимо руководствоваться следующим: при расстоянии от скважины до водоѐма L 0.5R для расчѐта используется формула:

Определим потребное количество одиночных невзаимодействующих скважин (n) для обеспечения проектной производительности водозабора:

то есть, необходимо 7 скважин.

Минимальное расстояние между ними должно быть равно 2R или 68,2 м · 2 =

136 м.

25

2.4 Задача №4 Расчѐт гидрогеологических параметров для куста совершенных скважин

Для определения гидрогеологических параметров грунтового водоносного горизонта мощностью Н был заложен куст совершенных скважин, состоящий из центральной (Ц скв.) и двух наблюдательных скважин (Скв. 1) и (Скв. 2). Они расположены в плане на одной прямой на расстоянии соответственно L1 и L2 от центральной. Из центральной скважины производилась откачка грунтовой воды с определением дебита Q, а в наблюдательных замерялись S1 и S2 (рисунок 11). Используя результаты замеров (таблица 5), постройте схему и определите Кф песков, КВ водоносного слоя и радиус влияния.

Таблица 5 – Исходные данные к задаче №4

№№	Мощность	Дебит	Расст.	Расст.	Понижение	Понижение
вари-	водоносн.	Центр.	Скв. I от	Скв. 2 от	ур. воды в	уровня во-
антов	горизонта,	скв.,	Центр.,	Центр.,	Скв.1,	ды в Скв.2,
	Н, м	Q, м3/сут	L2, м	L2 , м	S1, м	S2, м
0	6,5	65	18	38	3,0	2,1
1	12,7	200	16	35	3,1	1,5
2	12,9	300	26	40	4,9	2,9
3	15,1	320	20	80	5,5	2,5
4	18,3	400	27	150	4,8	2,8
5	7,3	90	17	90	4,9	1,9
6	10,8	420	11	50	2,8	2,0
7	16,0	390	37	75	2,7	2,0
8	17,0	290	24	85	4,8	1,8
9	14,0	180	15	90	3,0	2,1
10	15,7	220	40	120	4,0	2,2
11	14,2	190	45	130	3,0	1,2
12	13,3	170	35	95	2,6	0,9
13	12,4	75	10	60	2,2	0,6
14	11,7	90	22	82	3,2	1,5
15	14,4	102	32	92	2,4	1,2
16	12,6	122	34	99	2,3	0,8
17	13,7	150	36	109	2,1	1,2
18	13,0	140	42	102	1,9	0,5
19	15,3	350	50	150	2,7	1,7
20	15,0	295	70	220	2,5	1,1
21	12,2	185	65	130	1,7	1,4
22	19,5	203	55	125	3,5	1,5
23	8,5	124	25	110	4,4	2,3
24	11,5	176	30	140	4,1	3,0
25	12,5	199	58	110	3,4	2,5
26	16,0	102	42	50	4,8	3,5
27	12,4	350	50	140	2,6	0,8
28	13,7	124	37	60	3,2	2,1
29	19,5	290	10	220	4,4	1,7
30	10,8	75	42	99	5,1	1,2

26

Пример решения задачи для варианта №0

Дано:

Н = 6,5 м;

Q = 65 м3/сут;

L1 = 18 м;

L2 = 38 м;

S1 = 3,0 м;

S2= 2,1

Найти: Кф; Кв; R

Рисунок 11 Схема расчѐта гидрогеологических параметров

для куста совершенных скважин: Условные обозначения:

а.о.у. – абсолютная отметка устья скважины, м; d – диаметр скважины, мм;

а.о.к.в. – абсолютная отметка кровли водоупора (подошвы водоносного слоя) м. H – мощность водоносного горизонта, м;

а.о.с.у. – абсолютная отметка статического уровня грунтовых вод, м; а.о.д.у. – абсолютная отметка динамического уровня грунтовых вод, м; S – понижение уровня подземных вод, м;

h – мощность слоя воды в скважине после откачки, м; L1, L2 – расстояние между скважинами, м;

R – радиус депрессионной воронки (радиус влияния), м.

27

Решение:

Коэффициент фильтрации можно вычислить по преобразованной формуле Дюпюи:

Коэффициент водопроводимости слоя равен произведению коэффициента

фильтрации на мощность слоя: Кв = 2,21 · 65 = 14,35 м2/сут. Радиус влияния можем вычислить из уравнения:

Откуда R = 210 м.

2.5 Задача № 5 Расчѐт параметров грунтового потока при двухслойном водоносном пласте

Водоносный горизонт, состоящий из 2-х слоѐв пройден до водоупора двумя буровыми скважинами, расположенными по направлению потока. Ур о- вень грунтовых вод располагается в верхнем слое, состоящем из мелких песков. Нижний слой, состоящий из галечников, водонасыщен на полную мощность (рисунок 12). Используя приведенные ниже данные (таблица 6), постройте схематический разрез грунтового потока и определите его единичный расход. Недостающие параметры определите по имеющимся в таблице.

28

Таблица 6 – Исходные данные к задаче №5

									Коэффиц.
№№		Абсолютные отметки, м				Глубина залеганияУГВ	Мощностьслоя		фильтра-
вариантов	скважин	устья скважины	-галеч ников	-водо упора				Общая	ции, м/сут Расст.
								галечниковm,м,	песков	галечников
			кровли					мощн.			между
					УГВ			водо-			скваж.
								носного
								пласта,			L, м
								F, м

0	1	40,4	30,7	25,6	?	?	?	12,3	1,8	24,9	150
	2	38,7	30,2	25,3	?	?	?	11,2	1,8	24,9
1	1	54,0	?	4,0	?	8,2	?	1,9	1,9	25	150
	2	51,0	?	3,6	?	7,4	?	1,9	1,9	25
2	1	44,6	30,7	?	41,6	?	?	16,0	1,8	21	100
	2	43,3	30,2	?	39,9	?	?	14,0	1,8	21
3	1	45,3	32,6	19,0	?	?	?	16,4	2,5	19	130
	2	43,5	30,3	19,0	?	?	?	15,5	2,5	19
4	1	37,4	?	16,3	?	3,4	8,9	?	1,1	18	110
	2	35,5	?	15,4	?	3,0	8,7	?	1,1	18
5	1	42,3	32,4	?	36,6	?	?	18,4	3,0	20	160
	2	40,5	31,9	?	35,9	?	?	18,9	3,0	20
6	1	48,4	33,6	20,1	?	?	?	19,0	2,1	21	120
	2	46,2	33,0	20,1	?	?	?	18,0	2,1	21
7	1	52,0	?	13,0	?	6,3	21,0	?	1,7	18,5	135
	2	49,0	?	12,0	?	6,0	19,0	?	1,7	18,5
8	1	57,8	42,4	?	50,3	?	?	20,1	2,0	24	100
	2	55,1	42,1	?	49,6	?	?	19,4	2,0	24
9	1	65,1	45,0	25,0	?	?	?	30,1	1,9	18	80
	2	63,6	43,4	23,5	?	?	?	26,6	1,9	18
10	1	70,2	?	35,5	?	8,5	17,9	?	2,3	23	150
	2	68,3	?	32,2	?	7,3	15,1	?	2,3	23
11	1	80,7	50,0	?	75,2	?	?	41,3	2,2	20	140
	2	77,8	48,4	?	68,9	?	?	35,0	2,2	20
12	1	90,5	50,6	45,7	?	?	?	38,4	3,0	19	125
	2	87,4	49,8	45,0	?	?	?	36,4	3,0	19
13	1	100,6	?	90,6	?	22,5	35,2	?	2,7	21	140
	2	98,2	?	89,2	?	20,4	32,0	?	2,7	21
14	1	50,7	36,0	?	42,5	?	?	38,5	3,0	20,5	120
	2	48,0	34,0	?	40,6	?	?	37,0	3,0	20,5
15	1	28,3	17,5	8,2	?	?	?	16,0	2,1	23	150
	2	29,3	18,3	9,5	?	?	?	16,7	2,1	23
16	1	32,0	?	12,0	?	31,0	8,0	?	1,7	25	110
	2	36,0	?	14,0	?	30,0	10,0	?	1,7	25
17	1	47,0	25,0	?	43,0	?	?	17,5	2,0	18	115
	2	45,0	22,0	?	41,0	?	?	13,7	2,0	18
18	1	80,7	67,5	61,7	?	?	?	14,6	1,9	21	170
	2	81,4	66,6	61,7	?	?	?	13,4	1,9	21
19	1	70,4	?	38,3	?	8,5	16,0	?	2,3	19	115
	2	68,0	?	35,0	?	7,0	12,0	?	2,3	19

29

							м		Коэффиц.
№№		Абсолютные отметки, м							фильтра-
							Мощность галечниковслоя, m,
						Глубина УГВзалегания		Общая	ции, м/сут		Расст.
								мощн.			между
вариантов	скважин	устья скважины	галечников	водоупора					песков	галечников
			кровли					водо-			скваж.
					УГВ
								носн.
								пласта,			L, м
								F, м
20	1	75,8	60,0	?	70,8	?	?	22,0	2,2	20	90
	2	72,8	57,0	?	68,2	?	?	20,0	2,2	20
21	1	77,7	55,0	45,3	?	?	?	26,4	1,9	19,5	180
	2	74,6	52,0	42,4	?	?	?	28,2	1,9	19,5
22	1	80,7	?	55,5	?	5,7	13,8	?	1,8	24	145
	2	78,5	?	53,0	?	4,2	11,6	?	1,8	24
23	1	85,6	66,3	?	81,3	?	?	25,0	2,5	20,5	160
	2	83,2	62,4	?	80,4	?	?	23,0	2,5	20,5
24	1	89,4	68,0	60,6	?	?	?	24,6	2,1	18	130
	2	87,1	66,0	59,2	?	?	?	22,0	2,1	18
25	1	92,4	?	65,2	?	5,0	18,0	?	1,7	21	140
	2	90,1	?	63,4	?	6,0	17,0	?	1,7	21
26	1	95,0	79,6	?	90,0	?	?	16,8	2,0	19	150
	2	90,0	76,4	?	88,0	?	?	15,2	2,0	19
27	1	102,0	85,3	74,0	?	?	?	25,4	1,9	20	130
	2	98,2	83,0	72,1	?	?	?	23,2	1,9	20
28	1	105,3	?	70,9	?	4,2	15,0	?	2,3	24	100
	2	102,5	?	68,5	?	5,9	14,0	?	2,3	24
29	1	110,7	85,8	?	95,2	?	?	19,4	2,2	23,5	100
	2	107,8	83,3	?	94,5	?	?	21,2	2,2	23,5
30	1	120,3	113,2	75,0	?	?	?	40,0	3,0	20	150
	2	118,1	112,1	74,0	?	?	?	39,0	3,0	20

Пример решения задачи для варианта №0

Дано:

Абс. отм. устья Скв.1 = 40,4 м; Абс. отм. устья Скв. 2 = 38,7 м;

Абс. отм. кровли галечн. Скв.1 = 30,7 м; Абс. отм. кровли галечн. Скв.2 = 30,2 м; Абс. отм. кровли водоупора Скв.1 = 25,6 м; Абс. отм. кровли водоупора Скв.2 = 25,3 м;

F1 - общая мощность водоносного пласта в скважине №1 =12,3 м; F2 - общая мощность водоносного пласта в скважине №2 =11,2 м;

К1 пес = К2 пес = 1,8 м/сут;

К1 галечн = К2 галечн=24,9 м/сут; L = 150 м.

Найти: УГВ1, УГВ2, m1, m2, q

30