Задача № 9.1

Умова та варіанти завдань:

Визначення усталеного підпору підземних вод

1.Визначити величину усталеного підпору підземних вод в умовах безнапірного однорідного горизонтального потоку при наявності інфільтраційного живлення та незмінному урізі води в водосховищі (за схемою 9.4.а).

2.Чи будуть мати місце постійні втрати води з гідротехнічної споруди?

3.Розрахунок провести з інтервалом 200м

Варіант	,м	,м	,м	,м	,м/добу	,мм/рік
1	12	14	2	1000	5	550
2	10	11	2	1000	2	625
3	13	14	2	1000	1	500
4	14	15	2	1000	2,5	650
5	11	12	2	1000	10	600
6	7	8	2	1000	1	475
7	6	8	2	1000	5	525
8	12	14	2	1000	4	450
9	13	14	2	1000	4	600
10	10	12	2	1000	5	550
11	12	14	2	1000	2	475
12	10	13	2	1000	10	500
13	11	13	2	1000	2,5	525
14	14	15	2	1000	1	575
15	11	12	2	1000	2	550
16	7	8	2	1000	10	600

Задача № 9.2

Умова та варіанти завдань:

Визначення неусталеного підпору підземних вод.

Визначити величину неусталеного підпору підземних вод на період 15,30,60,90 діб з кроком 50м в умовах обмеженого горизонтального відкритого потоку при відсутності інфільтраційного живлення та миттєвому підйомі рівня на межі потоку за такими даними:

Н_0.=110м, Н_П=115м, Н_В=100м, Н_L=120м, L=500м, К=5м/добу, 0,15.

Задача № 9.3

Умова та варіанти завдань:

Визначення обхідної фільтрації. Визначити фільтраційну витрату в обхід греблі (точно та приблизно) у умовах горизонтального безнапірного однорідного потоку за такими даними:

Відмітка напору в створі водосховища – 112.7м, відмітка напору в річці – 109.6м, відмітка напору в спостережній свердловині на відстані 500 м від створу греблі – 110,6м, відмітка водотривкого шару – 98,7м, довжина обтічного контуру примикання греблі – 95м, коефіцієнт фільтрації водовмісних порід – 1.7м/добу.

Схематизація потоку відповідно до рис.10.9.а.

Тема 10. Фільтрація в зоні впливу горизонтальних водозборів.

Частина 1

Дана тема описує процеси фільтрації в зоні впливу горизонтальних водозборів (дренажів). Дається поняття про досконалі та недосконалі горизонтальні водозбори. Розглядаються різні типи дренажів, гідродинамічні розрахунки горизонтальних водозборів в умовах усталеної фільтрації, особливі явища, що при цьому виникають..

Запитання, що розглядаються в даній темі:

1.Що називається “горизонтальними водозборами”?

Горизонтальними водозборами (водозаборами) називаються такі штучні споруди, що призначені для збору (каптажу) підземних вод та маються довжину, що в багато разів перевищує інші розміри.

2.Які штучні споруди відносяться до горизонтальних водозборів?

Це відкриті канали (осушувальні), канави, траншеї, галереї, підземні штреки, трубчасті горизонтальні дрени.

3.Що називається “досконалим водозбором”?

Досконалими називаються такі водозбори, стіни яких відкривають водотривке ложе водоносного горизонту та депресійну поверхню безнапірного водоносного горизонту, що утворилась під дією водозбору.

4.Що називається недосконалим водозабором?

Недосконалими називаються такі водозбори, що не відповідають вимогам поставленим до досконалих водозборів.

5.Як класифікуються горизонтальні водозбори за умовами відкриття водоносних пластів?

- досконалі траншеї в безнапірних водоносних горизонтах;

- досконалі трубчасті дрени;

- досконалі траншеї в напірних водоносних горизонтах;

- недосконалі траншеї в безнапірних водоносних горизонтах;

- недосконалі трубчасті дрени;

- недосконалі траншеї в напірних водоносних горизонтах.

4.Що таке дебіт водозабору?

Та кількість води, що відбирається з горизонтального водозбору за одиницю часу.

6.Що таке динамічний рівень води у горизонтальному водозаборі?

Горизонт води, розташований нижче природної поверхні підземних вод, що виникає під дією відбору води з горизонтального водозбору.

7.Що таке депресійна поверхня?

Зона знижених напорів в порівнянні з природним станом поверхні підземних вод, в межах якої відбувається фільтрація води у напрямку до водозбору.

8.Як відбувається процес розвитку депресійної поверхні в часі?

Зразу після початку дії горизонтального водозбору з обох сторін від нього розвивається штучний неусталений потік, а зона знижених напорів весь час збільшується. Дебіт водозбору в цей час формується за рахунок бокового притоку та живлення водоносного горизонту по площі. З часом процес уповільнюється і наступає стан гідродинамічної рівноваги, а потік, що прямує до водозбору вважається усталеним.

9.Що таке усталена межа впливу?

Відповідно до процесу розвитку депресійної поверхні збільшується і межа впливу горизонтального водозбору, що також стабілізується при досягненні усталеного режиму фільтрації. Це і є усталена межа впливу горизонтального водозбору, під якою розуміється відстань від водозабору до перерізу де депресійна поверхня співпадає з природною.

10.Що таке “контур живлення” горизонтального водозбору?

При відсутності живлення по площі – це та відстань від горизонтального водозбору до перерізу, що відповідає межі природного потоку

11.Які залежності придатні для розрахунку горизонтальних досконалих водозаборів і чому?

В зв’язку з тим, що дрена приймається нескінченної довжини, потік підземних вод, що розвантажується у горизонтальний водозбір являє собою полосоподібний відкритий потік, однією з меж якого являється сама дрена, а іншою контур живлення. Тому для виконання розрахунків горизонтальних досконалих водозборів (визначенню дебіту та положення депресійної поверхні) в умовах усталеної фільтрації можна використовувати ті ж розрахункові залежності, що і для природних потоків.

12.За якими залежностями розраховується напірний потік з постійною водопровідністю?

Питома витрата такого потоку визначається за залежністю:

, де

водопровідність потоку, м²/добу; та - напір на межі потоку та в дрені,м; - усталена межа впливу горизонтального водозбору,м.

Положення депресійної кривої в точці визначається за такою залежністю:

13.За якими залежностями розраховується безнапірний горизонтальний відкритий потік?

Питома витрата такого потоку визначається за залежністю:

, де

коефіцієнт фільтрації водовмісних порід, м/добу; та - напір на межі потоку та в дрені,м; - усталена межа впливу горизонтального водозбору,м.

Положення депресійної кривої в точці визначається за такою залежністю:

14.Що таке ділянка витікання води (виточування) і чому вона виникає? Передумова Дюпюі?

Внаслідок значного викривлення ліній току поблизу горизонтальної відкритої дрени, в безнапірному потоці на стінках дрени, виникає так звана ділянка витікання, тобто потік розвантажується в дрену дещо вище ніж динамічний рівень води у горизонтальному водозборі. Ця величина позначається як і має бути врахована визначенні положення депресійної поверхні. Величина визначається за залежністю:

, при , та , при 0< <1. Тут величина - відношення основи дрени до її висоти.

15.Як визначається величина впливу дрени у гідродинамічних розрахунках?

Якщо дрена діє в обмеженому потоці, то величина її впливу фіксується як відстань від дрени до межі потоку.

В необмеженому потоці величина межі впливу визначається умовами живлення підземних вод. При відсутності бічного притоку та при наявності інфільтраційного живлення по площі межа впливу дрени визначається за такою залежністю:

.

При живленні безнапірного потоку за рахунок перетікання із нижче залягаючого напірного водоносного горизонту визначається за залежністю:

.

При живленні напірного потоку за рахунок перетікання з залягаючи вище та нижче напірних потоків визначається так:

.

Величини та - співвідношення потужності до коефіцієнту фільтрації відповідно верхнього та нижнього роздільних шарів.

Додаткові запитання до теми:

1.Як