Расчет дебита совершенного колодца
Совершенным будем называть колодец, находящийся на водоупоре, фильтрация в котором происходит через боковую поверхность (рис. 9.5). Если пробурить скважину, то через некоторое время в ней соберется вода и уровень повысится до уровня грунтовых вод (УГВ), высота слоя воды станет равным Н, установится статический уровень. При откачке воды из колодца глубина в нем понизится. Из-за разности уровня грунтовых вод и уровня воды в колодце вода будет притекать к колодцу. Через некоторое время в колодце установится постоянная глубина h 0. Этот уровень, при котором приток равен откачке, будет называться динамическим. Рисунок 9.5 – Совершенный колодец
Разность между статическим и динамическим уровнем – величина откачки S=H-h0 . Когда установится динамический уровень, свободная поверхность будет представлять собой кривую депрессии. На расстоянии R кривая депрессии достигает УГВ и становится постоянной. Расстояние от оси колодца до точки пересечения кривой депрессии со статическим уровнем называется радиусом влияния колодца. Живые сечения фильтрационного потока являются круглоцилиндрическими поверхностями с осью, проходящей через центр колодца. Площадь живого сечения, находящегося на расстоянии r от центра колодца
w=2πrh,
h – глубина в этом сечении.
Гидравлический уклон кривой депрессии можно записать
i= . Количество воды, которое можно откачать из колодца за единицу времени называется дебитом колодца, с учетом формулы Дарси
Q=ωυ=ωki=2πrhk . Интегрируем это уравнение от ro до r, соответствующего сечению с глубиной h .
Отсюда дебит совершенной скважины при h=Н и r=R
. Радиус влияния находится по эмпирической формуле Зихарда
R=3000 S , S – понижение уровня; k – коэффициент фильтрации.
|