7.4. Месторождения в краевых частях артезианских бассейнов

Наиболее оптимальной схемой расположения водозаборных скважин в рассматриваемых гидрогеологических условиях, является линейный ряд, расположенный параллельно области выхода водоносных пород на поверхность. При этом следует помнить, что в условиях отсутствия дополнительного питания водоносных пород на поверхности (аридные районы), водозаборный ряд нецелесообразно располагать близко к области выхода пласта (т.к. это закрытая граница). Чрезмерное удаление скважин от выходов водоносных пород на поверхность связано с увеличением их глубины и приводит к удорожанию строительных работ. Поэтому окончательное решение об удаленности водозаборного ряда L принимается после проведения сопоставительных расчетов.

Расчетная схема для оценки работы водозабора в полуограниченном пласте с осушением на выходах отложений на дневную поверхность приведена на рис.14.

Рис.14. К расчету водозабора в краевых частях артезианских бассейнов: план и разрез

Ниже рассмотрим два варианта в зависимости от протяженности водозаборного ряда [4]:

1. линейный ряд ограниченной протяженности (2l < L );

2. неограниченный линейный ряд скважин (L < 2l).

Для первого случая (L>2l) формула для определения величины расчетного понижения уровня в центральной части водозаборного ряда имеет вид:

,

здесь

(27)

; (28)

, ,

R₁ – безразмерное гидравлическое сопротивление при действии скважины в пласте, ограниченном прямолинейным непроницаемым контуром; R₂ – часть безразмерного сопротивления, учитывающая осушение плаcта в области выхода его на поверхность. Формула для R₂ применима при условии

При малых значениях  рассматриваемая расчетная схема трансформируется в схему с постоянным напором на внешней границе. В этом случае R₂=0.

В случае неограниченного линейного ряда (при 2l>L) расчетная формула для определения понижения уровня подземных вод в центре линейного ряда согласно [4] выглядит следующим образом:

,

где q₀ – единичный расход водозабора; L – расстояние от водозабора до области выхода водоносных пород на поверхность; R₁ и R₂ гидравлические сопротивления для точек, расположенных на линии водозаборных скважин, определяемые по формулам (27) и (28).

Формирование эксплуатационного расхода за период с начала эксплуатации до времени t₁ обеспечивается за счет сработки упругих запасов в зоне влияния водозабора. Продолжительность этого периода может быть определена из соотношения:

(29)

Начиная со времени t₁ в формировании эксплуатационного расхода водозабора принимают участие гравитационные запасы области выхода водоносных пород на поверхность. В общем виде доля эксплуатационных запасов, формирующихся за счет притока из области питания (на любой момент времени t₂, t₃. . . , t_n ) может быть оценена по формуле:

Q_{2,3, . . . , n} = (30)

где Q – расход водозабора; R – безразмерное гидравлическое сопротивление.

В случае линейного ряда ограниченной протяженности, для схем с осушением пласта в области выхода его на поверхность R определяется следующим образом:

(31)

Для линейного ряда неограниченной длины:

(32)

Формулы (29)-(32) могут быть использованы при построении гидрографа эксплуатационных запасов для условий работы водозабора рядом с областью выхода водоносного горизонта.