11. Особливості оцінки експлуатаційних запасів підземних вод родовищ у річкових долинах за умов відбору, забезпеченого поверхневим стоком.

До першої групи родовищ відносяться долини, де основним джерелом формування експлуатаційних запасів підземних вод є залучення поверхневого стоку.

Однією з меж алювіального водоносного горизонту є річка. Впливом іншої межі (корінний схил долини) можна зневажити, якщо відстань від водозабору до неї приблизно в три рази більша, ніж до річки.

Часто в таких умовах приймається розрахункова схема напівобмеженого пласта з постійним напором на межі (Н = const), що зумовлює експлуатацію водозаборів в умовах усталеного режиму фільтрації.

Як правило, водозабірні свердловини при цьому розташовуються у вигляді ряду вздовж річки, на відстані 100 - 200м від неї.

При досконалому гідравлічному зв'язку підземних та поверхневих вод водозабірна споруда може бути розрахована за формулою Форхгеймера:

де S_p - зниження рівня води в розрахунковій свердловині з дебітом Qo і радіусом r_c ; h -початкова потужність водоносного горизонту; к - коефіцієнт фільтрації; Qсум - сумарний дебіт водозабору;

Часто берегові водозабори проектуються у вигляді лінійного ряду свердловин з однаковими дебітами і відстанями між ними. У таких випадках для розрахунків використовується формула Маскета-Лейбензона (схема узагальнених систем свердловин):

де (σ -половина відстані між сусідніми свердловинами; l=n*σ - половина довжини лінійного ряду водозабору.

Якщо русло замулене, враховується додатковий фільтраційний опір збільшенням дійсної відстані від водозабору до річки на величину Δl.Ця величина вводиться в розрахункові формули шляхом заміни в них дійсної відстані реальних свердловин до річки розрахунковою величиною І_р .

За формулою Шестакова В.М. Δl визначається за залежністю:

де к і т - коефіцієнт фільтрації та потужність нижнього добре проникного шару; 2b- ширина русла річки; Ао - коефіцієнт опору закольматованого шару, який визначається із співвідношення:

Ао = т₀/k₀

т₀ i k₀ - коефіцієнт фільтрації та потужність закольматованого шару (рис.26).

Для умов усталеного рухувеличинаΔl визначається за данимипро положення рівня води в річці та у двох спостережних свердловинах, розташованих уздовж потоку підземнихвод:

де Н_р , Н1 , Н2 - відмітки рівня води, відповідно, у річці, першій та другій від річки спостережних свердловинах; l1 і l2 - відстань від річки до першої та другою спостережною свердловинами.

12. Особливості оцінки експлуатаційних запасів підземних вод родовищ у річкових долинах за умов відбору, який не забезпечується поверхневим стоком.

Величина поповнення запасів за рахунок фільтрації річкових вод у багатьох випадках може бути встановлена на основі спостережень за витратами поверхневого стоку.

Розрахунок поповнення за рахунок фільтрації поверхневих вод із площі затоплення заплави можна виконати таким чином:

1. Визначається час t, потрібний для заповнення осушеної під час меженного періоду частини водоносного горизонту за умови постійності висоти шару води на заплаві h₃.

Для однопластової будови заплави (рис. 55,а) для цього можна використати формулу Цункера:

де μ k-коефіцієнт нестачі насичення і коефіцієнт фільтрації заплавних утворень; z₀ -потужність осушених порід, яка відраховується від поверхні заплави.

При двошаровій будові заплави зі слабопроникним верхнім шаром (рис. 55,б) час фільтрації від поверхні землі до рівня ґрунтових вод складається з часу просочування води через верхній слабопроникний шар t₁ та часу руху води через нижній шар t₂. Час t1,визначається за формулою (11.13),при цьому береться до розрахунків нестача насиченняі коефіцієнт фільтрації (к₁)верхнього шару, а замість zo-потужність слабопроникного шару (m1).Час t₂ визначається за формулою:

де μ, k2, m2- відповідно нестача насичення, коефіцієнт фільтрації й потужність осушеної частини нижнього шару.

Рис. 55. Схема до розрахунку поповнення спрацьованих запасів підземних вод при затопленні заплави: