Радиус депрессии что это

Определение радиуса депрессии

Наблюдаемый динамический уровень воды в скважине будет всегда ниже уровня воды в водоносной породе за пределами скважи­ны на величину гидравлических потерь напора в скважине. Для расчетов необходимо знать понижение уровня в водоносной породе около скважины. С этой целью в непо­средственной близости к испытываемой скважине бурят наблюдательную скважину малого диаметра до водоносного слоя, из которого получает воду испытываемая скважина.

Для определения воронки депрессии бу­рят 2—5 наблюдательных скважин но трем лучам. Расстояние наблюдательных скважин от испытываемой назначают примерно в 5-20-50 метров.

Наблюдения за падением уровня в наблюдательных скважинах производятся во все время откачек. Уровень в этих скважинах устанавливается позже, чем в испыты­ваемой.

В песчаных водоносных породах наблюдательные скважины оборудуются фильтрами.

Измерения уровней должны производиться одновременно в испытаемой и во всех наблюдательных скважинах после установившегося режима откачки. Применение наблюдательных сква­жин возможно только при неглубоком залегании водоносного слоя. В случае глубокого его залегания определение радиуса депресси производят по понижению уровня воды в соседних скважинax, эксплоатирующих тот же водоносный слои, что и испыты­ваемая.

При проектировании водосборов из нескольких скважин возни­кает вопрос о назначении расстояний между скважинами водосбора. Они должны быть расположены на таком взаимном расстоянии, чтобы при расчетном расходе находились вне сферы питания любой из скважин водосбора; взаимное их влияние должно быть не больше 10% общего понижения уровня в испы­тываемой скважине.

Взаимное влияние скважин, получающих воду из трещиноватых или закарстованных водоносных пород, не может быть определено с такой закономерностью, как для песчаных водоносных пород. Здесь величина взаимного влияния зависит от количества, разме­ра, направления и формы трещин и гидравлической связи между скважинами.

Источник

83. Понятие о депрессионной воронке. Радиус депрессии.

При откачке воды вследствие трения воды о частицы грунта происходит воронкообразное понижение уровня и образуется воронка депрессии, имеющая в плане форму близкую к кругу. В вертикальном разрезе воронка ограничена кривыми депрессиями, кривизна которых выростает по мере приближения к точке откачки. Радиус воронки дипрессии назыв. радиусом влияния.

Для безнапорных водоносных пластов используется формула Кусакина:

R=2S

S-понижение уровня при откачке по центру воронки,

H-мощность водоносного горизонта.

Для напорных водоносных пластов используется формула Зихардта:

R=10S

Самое точное значение R можно опр. в процессе опытных откачек:

Rпр=1,5

а — коэф. пьезометр. уровня проводности

t – время работы водозабора

Размер дипресс. воронки ,а следовательно и радиуса, а также крутизна кривых дипрессии зависит от гранулометрического состава,а также от размера пор пород. Хорошо проницаемые породы в которылд-х меньше трение воды о частицы ,хар-ся широкими воронками с большим радиусом влияния. Для малопроницаемых пылевато-глинистых грунтов свойственны более узкие воронки с небольшой величиной радиуса. С понижением уровня откачки дипресс.воронка расширяется лишь до некоторого предела.

84.Дебит совершенной безнапорной скважины.

Дебит — это объем воды, выдаваемый скважиной или другим водозаборным сооружением в единицу времени.

Скважина вскрывающая полностью водоносный горизонт называется совершенной. Скважины вскрывающие безнапорные воды называются грунтовыми (безнапорные).

H – статический уровень – это уровень воды в скважине до начала откачки;

h – динамический уровень – это уровень который устанавливается в скважине в процессе откачки;

85. Дебит совершенной напорной скважины.

Дебит — это объем воды, выдаваемый скважиной или другим водозаборным сооружением в единицу времени.

Скважины скрывающие напорные воды – напорными или артезианскими.

H – статический уровень – это уровень воды в скважине до начала откачки;

h – динамический уровень – это уровень который устанавливается в скважине в процессе откачки;

86. Дебит совершенной напорно-безнапорной скважины.

Дебит-это объем воды, выдаваемый скважиной или другим водозаборным сооружением в единицу времени.

Скважины вскрывающие напорные воды, которые в процессе откачки при скважной зоне переходят в безнапорные – напорно-безнапорные (грунтово-артезианские).

H – статический уровень – это уровень воды в скважине до начала откачки;

h – динамический уровень – это уровень который устанавливается в скважине в процессе откачки;

87.Виды несовершенных скважин.

а – несовершенная скважина по степени вскрытия;

б – скважина несовершенная по характеру вскрытия (нерациональная конструкция фильтра);

в – несовершенная по степени и характеру вскрытия.

88. Дебит несовершенных скважин.

Дебит — это объем воды, выдаваемый скважиной или другим водозаборным сооружением в единицу времени

Дебит несовершенных скважин меньше дебита совершенных скважин; на практике отношение ℓ/H>0,1 используются формулы Дюпии только с поправкой на не совершенность. Для безнапорных скважин

для безнапорных

для напорных , где — дополнительное сопротивление, которое определяется неполнотой вскрытия водоносного слоя, – дополнительное сопротивление , определяемое несовершенн. характером вскрытия пласта.

Источник

Радиус депрессии что это

Для напорных и безнапорных вод, откачка с двумя понижениями

Для напорных вод, откачка с двумя понижениями

Для напорных вод, откачка с двумя понижениями

Примечание. В формулах приняты следующие обозначения: Q — проектируемый дебит, в л/с; S — проектируемое положение, м;

Q₁ и Q₂ — дебиты, достигнутые в процессе откачки при понижении, л/с; S_max — максимальное понижение, достигнутое при откачке, м;

H — мощность водоносного слоя, м; S₀ ′ и S₀ ′′- удельные понижения, достигнутые при откачке, м.

Если откачка из скважины осуществлена только с одним понижением, то при напорных водах для расчета пользуются формулой Дюпюи , для безнапорных вод — формулой Тима.

Если откачка произведена только с двумя понижениями и для нее устанавливается кривая линейная зависимость Q = f (S) то расчеты надо вести для безнапорных вод по формуле Тима, для напорных вод — по формулам Келлера , Смрекера и Альтовского и принимать наименьшую из полученных величин дебита и наибольшую для понижения.

При откачках с тремя понижениями и более для выбора расчетной формулы строят прямые и преобразованные графики зависимости Q = f (S) .

Преобразования заключаются в том, что криволинейную функцию представляют в виде прямолинейной. Это позволяет судить о том, какой формуле отвечают данные, полученные опытной откачкой.

Если в результате графика Q = f (S) установлена сложная криволинейная зависимость для выбора расчетной формулы, то данные опытной откачки необходимо свести в дополнительную таблицу (табл. 26).

Данные опытной откачки

Если S₀ = f (Q) прямая, т.е. дебит изменяется в зависимости от понижения по закону параболы, то расчет производится по формуле Келлера .

Если lg Q = f (lg S) прямая, т.е. дебит возрастает по степенной зависимости, а удельный дебит уменьшается по кривой, то расчет производится по формуле Смрекера .

Если Q = f (lg S) прямая, т.е. зависимость та же, что и в предыдущем случае, то расчет производится по формуле Альтовского .

Пример. Откачка из одиночной скважины, вскрывшей напорный горизонт, произведена при трех понижениях.

Определить дебит скважины при понижении уровня на 22 ,0 м.

Для выбора расчетной формулы составляем табл. 27.

Находим параметры (по любым понижениям):

Q _{расч .} = -1,4· + ( 3,26·× lg 22,0 ) = -1,4 + 4 ,4 = 3 л/с.

Приближенный дебит скважины в зависимости от ее диаметра и пород водоносного горизонта можно определить по диаграмме И.Ф. Володько (рис. 8).

Рис. 8. Диаграмма зависимости дебита Q от диаметра d скважин, вскрывших напорный водоносный горизонт мощностью 1 м:

1 — гравелистые пески; 2 — крупнозернистые пески; 3 — среднезернистые пески; 4 — мелкозернистые пески

В практических расчетах для определения дебита скважин используют значения удельного дебита, который характеризует фильтрационные свойства водоносного горизонта (табл. 28).

Ориентировочные значения удельных дебитов [18]

Скальные, сильнотрещиноватые; гравийно-галечниковые отложения

Скальные, трещиноватые; мел, гравийно-галечниковые отложения с примесью мелких частиц,

разнозернистые гравелистые пески

Слаботрещиноватые (песчаники, доломиты, мергели, сланцы); разнозернистые пески

§ 30. Определение радиуса влияния одиночной скважины

Радиус влияния скважины — это расстояние от скважины, из которой проводится откачка, до границ ее влияния. Зона влияния скважины определяется гидродинамическим полем данной скважины.

Влияние любой откачки через определенный промежуток времени распространяется до границ водоносного горизонта (уреза, водоема, соседних водонепроницаемых пород и т.д.). В практике при расположении скважины на значительном расстоянии от границ водоносного горизонта их влияние не учитывают.

Расстояние, за пределами которого влияние откачки практически отсутствует, принимается за радиус влияния откачки. Для хорошо изученных районов величину радиуса влияния рекомендуется определять опытным путем. Для мало изученных районов величину радиуса влияния ориентировочно можно рассчитывать по формулам или принимать по таблице их вероятных значений.

Зависимость величины радиуса влияния от удельного дебита скважин [2].

Радиус влияния R , м

Удельный дебит, м 3 /ч

Величина радиуса депрессии R при опытной откачке из одиночной скважины в безнапорных условиях с понижением уровня на несколько метров может колебаться примерно в следующих размерах (в метрах):

Вероятные значения радиуса депрессии для рыхлых пород при откачках из вертикальных выработок продолжительностью в несколько суток, по Д.И. Щеголеву, приведены в табл. 29.

Вероятные значения радиуса депрессии (по Д.И. Щеголеву)

По С.А. Колю, при откачках из скважин радиус влияния зависит от удельной депрессии и, следовательно, от удельного дебита и имеет следующие значения:

Удельный дебит, (л/с)/м

Удельный дебит, (л/с)/м

Формулы для определения радиуса влияния для безнапорных вод:

— Шульце R = 60√(6HkT/μ) ;

— Вебера R = 74√(6HkT/μ) ;

— Кусакина R = 47√(6HkT/μ) ,

где R — радиус влияния, м; H — мощность безнапорного водоносного горизонта, м; k — коэффициент фильтрации, м/сутки; T — время от начала откачки до момента получения стационарной воронки депрессии, ч; μ — водоотдача в долях единицы ( по лабораторным определениям 0,2).

Примерное значение радиуса влияния в скальных и мелкозернистых водоносных породах, по М.Е. Альтовскому , приведено в табл. 30.

Примерное значение радиуса влияния ( по М.Е. Альтовскому )

Расстояние от наблюдательных

скважин до центральной, м

Гравийно-галечниковые, чистые, без примеси мелких

частиц, однородные крупнозернистые и среднезернистые пески

Гравийно-галечниковые со значительной примесью мелких частиц

Неоднородные разнозернистые и мелкозернистые пески

В практике проектирования разведочно-добывающих скважин для нахождения ориентировочного радиуса влияния в рыхлых грунтах с коэффициентом водоотдачи порядка 0,3 используют следующие эмпирические формулы:

— для безнапорных вод при значениях понижений не выше 40-50 м — формулу Кусакина R = 2S√km ;

— для напорных вод — формулу Зихарда R = 10S√k .

Коэффициент фильтрации можно определить по формуле k = 130q/m .

Пример. Удельный дебит скважины q = 0,1 (л/с)/м, средняя мощность водоносного горизонта 20 м, понижение уровня воды в скважине 20 м, k = (130· × 0,1)/20 = 0,65 м/с.

Тогда R = 10 × 20√ 0,65 = 160 м.

По предложению В.Н. Щелкачева, для практических расчетов понижений уровня на длительный период эксплуатации водозабора в условиях пласта «неограниченных размеров» величину радиуса питания скважины R можно заменить величиной приведенного радиуса влияния R по формуле: R = 1,5√at , где t — время от начала работы водозаборной скважины; a — коэффициент пьезопроводности при использовании артезианских вод и коэффициент уровнепроводности при использовании грунтовых вод [3].

§ 31. Опробование скважин откачками

Опробование скважины состоит из прокачки, пробной и опытной откачек. Когда одновременно вскрываются несколько изолированных водоносных горизонтов и необходимо оценить производительность скважины и качество воды каждого горизонта в отдельности, производят зональные откачки.

Прокачки скважин нужны для очистки ствола скважины от шлама и глинистого раствора. В процессе прокачки замеряют расходы и уровни воды и количество выносимого песка. Прокачку осуществляют в течение нескольких часов желонкой, эрлифтом или насосами.

Пробную откачку производят в условиях слабой гидрогеологической изученности участка строительства скважин, чтобы определить качество воды, ориентировочный дебит и соответствующее ему понижение уровня воды. Эта откачка осуществляется в течение одной — трех смен с одним максимально возможным понижением уровня. При достаточно хорошей гидрогеологической изученности вместо пробных откачек скважину опробуют опытной откачкой.

Опытная откачка — один из основных видов работ, по результатам которых оценивают возможности отбора из скважин необходимого количества воды и ее качество.

По результатам опытных откачек определяют:

1) производительность скважины или группы скважин и зависимость дебита от динамического уровня воды;

2) устойчивость дебита, или понижения уровня во времени, или зависимость их изменения от времени и режима эксплуатации;

3) исходные данные для определения коэффициента фильтрации, радиуса влияния и коэффициента пьезопроводности ;

4) качество воды;

5) связь водоносного горизонта, намечаемого к эксплуатации, с поверхностными водами или другими смежными горизонтами;

6) влияние водоотбора из скважины на другие близко расположенные водозаборные сооружения и возможную степень взаимодействия между скважинами.

Опытная откачка должна производиться не менее чем при двух понижениях с дебитом, составляющим при большом понижении 75% проектной. При этом продолжительность откачки не менее 1-5 суток на каждое понижение.

При проведении откачки должны быть достигнуты стабильные дебиты при устойчивых величинах понижений.

Пробные и опытные откачки должны быть непрерывными. Дебит скважин и динамический уровень можно считать установившимися, если в течение последних 24 ч откачки не происходит систематического снижения уровня и изменения дебита.

В процессе откачки одновременно измеряется дебит и динамический уровень в скважине через каждые 1-3 ч, исходя из условия не менее 15-20 замеров на каждое понижение.

Если откачка производится в течение 1-2 месяцев, число замеров сокращается до 2-3 суток.

Откачиваемую из скважины воду следует отводить по временному водоотводу, так как она не должна попадать обратно.

§ 32. Выбор эксплуатационного насоса

В настоящее время для отбора воды из скважины выпускают различные насосы. Наибольшее распространение получили глубинные артезианские насосы с погружными электродвигателями ЭЦНВ (табл. 31), применяют также глубинные насосы с электродвигателем на поверхности земли АТН , погружные насосы типа ЭПН (табл. 32), АПВ , АПВМ , ПМНЛ и АПТ .

Основные технические данные погружных насосов

Источник