Определение водопритока в горизонтальные дренажи и дренажные системы с учетом инфильтрации
Расчет горизонтальных дренажей и дренажных систем как открытого, так и закрытого типа выполняется только в условиях грунтовых вод со свободной поверхностью питания и используется для осушения месторождений полезных ископаемых, разрабатываемых открытым способом, котлованов промышленных и гражданских сооружений, а также в условиях подтопления территорий грунтовыми водами за счет промышленного, гражданского, гидротехнического и сельскохозяйственного строительства.
Настоящим заданием предусмотрен расчет систематического дренажа для осушения территории оползнеопасной зоны.
Проектом водопонижения предполагается строительство системы параллельных дрен, заложенных вдоль водного потока. Длина водного потока в пределах оползнеопасной зоны 600м, ширина 1800м.
Коэффициент фильтрации и мощность грунтового водоносного горизонта принимаются согласно средним параметрам водного потока в пределах гидрогеологического разреза.
Расчет сводится к определению величины эффективного водопонижения в контуре дренажной системы, определению расстояния между дренами и необходимого количества дрен, а также общего водопритока в дренажную систему.
Определяем эффективное водопонижение между двумя дренами при расстоянии между ними равном 300м, 600м, и 900м:
,м (37)
Sэф - эффективное водопонижение, м;
Н - мощность водоносного горизонта, м;
h– высота столба воды в дрене, принятая 1м;
В– расстояние между дренами, м;
kэф –средний коэффциент фильтрации, м/сут;
W– величина инфильтрации атмосферных осадков, м/сут.
,
м/сут
(38)
hoc– количество осадков, принятое 0,56 м/год.
С
троим
график зависимости эффективного
водопонижения от расстояния между
дренамиSэф
= f(B)
Sэф , м
Sэф = f(B)
В, м
б) Принимая эффективное водопонижение Sэф = 0,9Н, м, определяем необходимое расстояние между дренами:
,
м (39)
Условные обозначения те же.
в) Определяем положение депрессионной кривой между двумя дренажами внутри дренажной системы:
,
м (40)
у – высота столба воды на расстояниих от дрены, м;
х– расстояние от дрены, м;
h – высота столба воды в дрене, принятая 1м;
kэф– средний коэффициент фильтрации, м/сут;
В– расстояние между дренами, м;
W– величина инфильтрации атмосферных осадков, м/сут.
Строим схематический разрез между двумя дренами, на котором показывем положение уровня грунтовых вод, глубину заложения дрены, а также положение депрессионной кривой в контуре водопонижения (приложение 3, рис. 1)
г) Определяем количество дрен в дренажной системе (округляем до целых чисел):
(41)
n– количество дрен в дренажной системе;
Х– ширина водного потока в пределах оползнеопасной зоны, принятая 1800м;
В– расстояние между дренами, м.
д) Определяем водоприток в дренажную систему.
Водоприток во внешнюю дрену за счет грунтовых вод определяется по формуле Дюпюи (33):
, м3/сут
Радиус полосы осушения принимаем согласно формуле Зихардта (14):
,
м где,S=H-h,м
Водоприток за счет инфильтрации атмосферных осадков в контуре дренажной системы при установившемся движении подземных вод, для каждой дрены определяем по формуле Ротэ:
,
м/сут (42)
Общий водоприток в дренажную систему с учетом инфильтрации атмосферных осадков и грунтовых вод определяем по формуле:
,
м3/сут (43)
Q – величина водопритока, м3/сут;
kэф–коэффициент фильтрации, м/сут;
Н– мощность водоносного горизонта, м;
h – высота столба воды в дрене, принятая 1м;
R– радиус полосы осушения, м;
В– расстояние между дренами, м;
L– длина дрены, принятая 600м;
n– количество дрен в дренажной системе;
W– величина инфильтрации атмосферных осадков, м/сут.