Врахування недосконалості горизонтальних водозаборів

При дії недосконалої дрени, в яку вода поступає через стінки і через дно, лінії току поблизу дрени сильно деформуються. Недосконалість дрени обумовлює додатковий опір ґрунту при втіканні води в дрену, в результаті чого її дебіт у порівнянні з дебітом досконалої дрени зменшується ( при однакових пониженнях рівня).

Наступною особливістю недосконалої дрени є те, що поблизу дрени відбувається взаємодія правої і лівої частини фільтраційного потоку, оскільки дрена їх не ізолює.

Вплив недосконалості дрени на умови формування потоку залежать від розмірів дрени – її ширини і величини заглиблення нижче поверхні ґрунтових вод, а також від потужності водоносного горизонту в перерізі дрени і на межах потоку.

У зв’язку із складними умовами формування фільтраційного потоку в зоні дії недосконалої дрени рішення диференціальних рівнянь потребує застосування приблизних математичних методів і певних прийомів схематизації. Можна виділити три основних напрямки, які засновані на застосуванні для рішення рівнянь різних методів і призводять до отримання різних розрахункових залежностей:

- перший напрямок базується на визначенні поправочного коефіцієнта недосконалості, який вводиться в розрахункові залежності для досконалих дрен (метод Аверьянова)

- другий напрямок базується на розділі фільтраційного потоку та подальшому застосуванні методу конформних відображень (метод Чугаєва);

- третій напрямок базується на заміні недосконалої дрени досконалою шляхом збільшення довжини фільтраційного потоку на величину, яка є еквівалентною гідравлічному опору (метод Шестакова).

В даній задачі недосконалість горизонтальної дрени визначається методом Шестакова. Для двошарового пласта з дреною , яка прорізає верхній слабо проникний шар, фільтраційний опір визначається за залежністю:

(18)

Розрахунки

1. Визначення функції Гіринського за формулою:

Розрахунок функції Гіринського для лівої річки:

Розрахунок функції Гіринського для правої річки:

Розрахунок функції Гіринського для дрени

Розрахунок функції Гіринського для свердловини:

2. За формулою

визначаємо величину інфільтраційного живлення :

3. Визначення величини опору ложа водотоку за формулою (16):

4. Визначення величини додаткового фільтраційного опору поблизу горизонтальної недосконалої дрени.

В даній задачі недосконалість горизонтальної дрени визначається методом Шестакова. Для двошарового пласта з дреною , яка прорізає верхній слабо проникний шар:

,

де m_p - потужність двошарового пласту; - діаметр дрени.

5. Розрахунок функції Гіринського в природних умовах і в умовах роботи горизонтального водозабору з урахуванням величини опору ложа водотоку та фільтраційного опору поблизу недосконалої дрени з інтервалом 200 м за формулами:

1) визначення функції Гіринського для природних умовах:

де – відстань між правою і лівою річками

2) визначення функції Гіринського в умовах горизонтального водозабору:

Для лівої частини:

Для правої частини:

Перехід від функції Гіринського до напору

Таблиця 1. Значення функції Гіринського та величини гідродинамічних напорів в природних умовах і в умовах роботи горизонтального водозабору

В природних умовах:				В умовах дренажу:
X	Gпр.	hпр		X	Gx	hx
0	280,625	11,5		0	280,625	11,5
200	378,442	14,0		200	267,8917	11,2
400	464,659	16,1		400	243,5583	10,6
600	539,276	17,9		600	207,625	9,5
800	602,2929	19,3		800	272,289	12,3
1000	653,7099	20,4		1000	352,7151	14,5
1200	693,5268	21,2		1200	420,3406	16,2
1400	721,7438	21,8		1400	475,1655	17,5
1600	738,3607	22,2		1600	517,19	18,5
1800	743,3776	22,3		1800	546,414	19,2
2000	736,7945	22,2		2000	562,8374	19,5
2200	718,6114	21,8		2200	566,4603	19,6
2400	688,8282	21,1		2400	557,2827	19,4
2600	647,4451	20,3		2600	535,3046	18,9
2800	594,4619	19,1		2800	500,5259	18,1
3000	529,8788	17,6		3000	452,9468	17,0
3200	453,6956	15,9		3200	392,5671	15,6
3400	365,9124	13,7		3400	319,3869	13,6
3600	266,5292	11,1		3600	233,4062	11,2
3800	155,546	8		3800	134,625	8

де в таблиці:

х – інтервали вимірювання в метрах;

G_пр. і G_x – відповідно значення функції Гіринського в природних умовах і в умовах роботи горизонтального водозабору;

H_пр і H_x – відповідно величини гідродинамічних напорів в природних умовах і в умовах роботи горизонтального водозабору, в метрах.

Будуємо графік прогнозного положення рівнів ґрунтових вод відповідно до значень, як були отримані при розрахунках.