Контрольнаяработа
Погеологии
Задача1
Определитьпонижение уровня в центральной скважине водозабора, состоящего из n=3скважин, расположенных параллельно совершенному урезу реки на расстоянии 2/>100 м друг отдруга. Расход каждой скважины Q0=800м3/сут, радиус фильтра r0=0.1м.Водоносные аллювиальные пески имеют мощность hст=40м, коэффициент фильтрации К=8 м/сут; водоотдача />0.1 Прогнозвыполнить для t=700 сут. Рассмотретьдва варианта расстояния скважин до реки d1=100м; и d2=500м. Сопоставить полученные решения.
Решение:
Рассмотрим1 вариант d1=100мВеличина уровнепроводности определяется по формуле:
а=/>м2/сут
Времянаступления стационарного режима фильтрации определим по формуле:
tс=/>
Rк=2(d+/>н.д)т.к река с совершенным урезом то Rк=2d
tс=/>31 сут.
Таккак длинна водозаборного ряда 2l=(n-1)*2/>=(3-1)*100=200 ми соблюдается условие d/>l,можем использовать формулу Маскета Лейбензона:
S0=/>*/>*[/>]=4.52м
Таккак S/>0.25hстданное решение не подлежит корректировке.
Рассмотрим2 вариант при d2=500м.
tс=/>= 781 сут
Радиусконтура питания Rк=2d2=2*500=1000м .
Таккак расстояние между взаимодействующими скважинами ri=2/>0.3Rk,можем использовать формулу:
S=/>
S=/>
Увеличениерасстояния скважины от реки существенно увеличило период нестационарного режимафильтрации, но мало повлияло на величину понижения.
Задача2
Кольцевойводозабор, состоящий из n=8скважин, вскрывает напорный пласт известняков мощностью m=50м, коэффициент фильтрации К=4 м/сут. Выше залегает весьма водообильный горизонтгрунтовых вод, отделенный от известняков слоем суглинков мощностью m0=25м и коэффициентом фильтрации К0=10-4 м/сут. Упругаяводоотдача известняков />=4*10-5.Расстояние между скважинами 2/>, суммарныйводоотбор Qсум=8000м3/сут.Радиус фильтра скважины r0=0.15м,длина фильтра l0=15м.Фильтр расположен в средней части пласта. Избыточный напор над кровлейизвестняков Н=25 м.
Необходимоопределить: время наступления стационарного режима фильтрации в скважинах,величину сработки уровня и остаточный напор.
Решение:
Определимрадиус кольцевого водозабора:
R0=/>=/>
Оценимвеличину параметра перетекания по формуле:
В=/>7071м
Величинарадиуса контура питания:
Rk=1.12*B=1.12*7071=7919.5м
Условиеri/> kсоблюдается
Величинапьезопроводности известняков:
а#=/> м2/сут
Стационарныйрежим наступит через время :
tс=/>=31 сут
Величинупонижения уровня в совершенной скважине определим по формуле:
S=/>
S=/>+/>*/>
Величинусопротивления, учитывающего несовершенство скважин, определяем по графику:
/>/>=/>
/>нс=8, тогда дополнительное понижение за счет несовершенства определим по формуле:
/>м
Аобщее понижение уровня :
S=23.9+6.37=30.27м
Остаточныйнапор над кровлей отсутствует.
Понижениениже кровли :
25-30.27=-5.27м, что сопоставимо с />.
Задача3
Водоносныйгоризонт мощностью 40 м приурочен к водоносным аллювиальным пескам скоэффициентом фильтрации К=15 м/сут, водоотдачей />0.05. Нарасстоянии d=300 м от уреза рекиэксплуатируются две скважины с расходами Q1=1500м3/сут и Q2=1000м3/сут, расположенные на расстоянии 2/> друг от друга.Радиус фильтра скважин r0=0.1м.Определить: понижение уровня в скважине 2 на моменты времени 1;3;10;100 и 500суток. Качественно описать развитие понижения во времени. Построить график S-/>. Графическисравнить полученные результаты с понижением уровня в неограниченном пласте.
Решение:
/>
Определимвеличину уровнепроводности пласта:
а=/> =/> =12000 м2/сут
Понижениев скважине 2 будет формироваться под воздействием четырех скважин: двухреальных и двух отображенных. Определим расстояние до каждой из них.
Доскв1: r1=2/> 250м; до скв 2:r 2=r0;
Потеореме Пифагора:
/> =/>
Доотображенной скв 2:
/>
Используяформулы:
rкв/>;
t/>;
Т/> =/>;
Определимначало влияния каждой скважины на формирование понижения в скважине 2 и времянаступления квазистационарного режима от влияния каждой скважины. Вычислениясводим в таблицу 1
Таблица 1Номер скважины
tвл, сут
tкв, сут 1
/>
/> 2
/>
/>
1/
/>
/>
2/
/>
/>
Дляt= 1сут согласно таблице 1, учитывается влияние скважины 1, однако ее режим неустановившийся:
S0=/>
S0=/>
Дляt=3 сут, согласно таблице 1, учитываетсявлияние скважины 1 и скважины 2/, но режим неустановившийся. Сучетом того что имеем расчетную схему в виде реки (Н=const),то отображенная скважина задается как нагнетательная (-Q0), тогда:
S0=/>
S0=/>2.27м
Дляt= 10 сут учитывается влияниескважин 1, 1/, и 2/, но режим неустановившийся:
S0=/>
S0=/> =2.38м
Дляt=100 сут учитывается влияние всехскважин при этом режим во всех скважинах квазистационарный, тогда:
/>
/>
Расчетдля t=500 суток аналогиченрасчету при t=100сут так как режимквазистационарный, а центральная скважина еще раньше выходит на стационарныйрежим, что связано с границей постоянного напора.
Отразимполученные результаты расчетов на графике и убедимся, что график для схемынеограниченного пласта является медианным по отношению к схемам полуоткрытого иполузакрытого пласта.
/>
Задача4
Водозабориз двух скважин работает в напорном, неограниченном в плане пласте известняковс К= 25 м/сут, мощностью m=30м, упругой водоотдачей />10-4.Остаточный напор на начало эксплуатации Н=20 м. Расходы скважин изменяются вовремени. Первые t1=700сут, 1 скв эксплуатируется с расходом /> м3/сут,а скв 2- />м3/сут;затем />2000 м3/сут;/>м3/сут.Скважины расположены на расстоянии 2/>друг от друга.Скважины совершенные по степени вскрытия пласта, r0=0.1м.
Определитьпонижение уровня в СКВ 2 спустя t=1500сут после начала работы этой скважины.
Решение:
Графикизменения дебита взаимодействующих водозаборных скважин
/>
Определимвеличину пьезопроводности пласта:
а#=/> м2/сут
Найдемвремя наступления квазистационарного режима по формуле:
/>
/>
Т.ек расчетному периоду, режим можно считать квазистационарным и используя формулыимеем:
S2=/>
S2=/>
Т.еменьше остаточного напора.
Задача 5
Водозаборный ряд из n = 10 скважин эксплуатирует ссуммарным расходом Qсум = 20000 м /сут грунтовые воды вдолине реки с совершенным врезом. Водоносный горизонт приурочен к аллювиальнымпескам. Мощность обводненной толщи hе = 40 м,коэффициент фильтрации k=20м/сут, водоотдача μ= 0,2. Расстояние между скважинами в ряду составляет 2σ=200м.Оценить время наступления стационарного режима фильтрации. Определить понижениеуровня в центральной скважине, радиус фильтра которой ro=0,1м. Скважина совершенная.Рассмотреть два варианта размещения водозабора относительно реки: параллельноурезу на расстоянии L1=300м и L2 = 1200м от него.
Решение:
/>
1 Определяем величину коэффициентауровнепроводности
а=/>=/>
Время наступления стационарногорежима фильтрации для обоих вариантов размещения водозабора составит:
по первому варианту
tc=/> =/>сут,
по второму варианту
tc= />=3600сут.
2. Определяем величину пониженияуровня в скважине водозабора при его размещении в L1=300 м от уреза реки. Учитывая, что длина ряда 2l=2σ·n=200·10=2000м и L1
/>
Так как S
3. Определяем величину пониженияуровня в скважине водозабора при ее размещении на расстоянии L2=1200 м от уреза реки. Учитывая что, L2 > l,можем воспользоваться методом обобщенных систем, используя формулы:
S=Sw+ΔSСКВ;
Sw=/>;
ΔSСКВ=/>;
Rw=/>
rn=/>
Отметим, что полученное решение будетсправедливо для периода эксплуатации водозабора, превышающего время наступлениястационарного режима, т.е. tпрог >3600 сут. Предварительно схематизируем пласт какнеограниченный, принимая Rk = 2L, тогда Rотобр =0.
Sw=/>
ΔSСКВ=/>
Суммируя получим:
S=/>8.63 м
Так как S> 0,25hе, переходим к расчету для грунтовыхвод, составляя квадратное уравнение:
2*mSн=(2he-S)*S
2*40*8.36=2*40S-S2; S2-80S+668.8=0;
откуда определяем понижение вгрунтовых водах:
S=40-/>=9.48 м.
Задача6/>
Песчаный карьер имеет размеры b х L равные 600 х 1200 м. По контуру карьера пробурены скважины сшагом 2σ =300 м, из которых осуществляется водоотбор с целью водопониженияс расходом Qо=1200м3/сутиз каждой скважины.Водоносный горизонт заключен в песках и имеет мощность hе=40м. Коэффициент фильтрации песков k=10 м/сут, водоотдача μ=0,1. Определить величину понижения уровня подкарьером и в скважинах, имеющих радиус фильтра ro=0,1м. Скважины совершенные.Продолжительность разработки карьера t=5 лет.
Решение:
/>
1. Определим количество скважин поконтуру карьера:
n=/>
Суммарный водоотбор равен:
Qсум=n*Q0=12*1200=14400 м3/сут
2. Величина коэффициента уровнепроводностипласта:
а=/> м2/сут
Проверяемусловии:
/>
R0=/>=479 м.
/> что меньшерасчетного срока в 1825 сут.
Этоозначает наступление квазистационарного режима фильтрации к этому времени повсему водозабору, что позволяет использовать для его расчета метод обобщенныхсистем.
4.Так как режим фильтрации квазистационарный, определим величину понижения уровняпод карьером по формулам:
Sw=/>;
Rw=/>;
rпр=R0;
Sw=/>
Дополнительное понижение в скважинахопределим по формулам:
ΔSСКВ=/>;
rn=/>
ΔSСКВ=/>;
Общее понижение в скважине равно:
S=Sw+ ΔSСКВ=12.26+1.48=13.74 м.
Так как S>0.25he, то переходим к расчету длягрунтовых вод:
(2he-S)S=2*40*13.74; S2-80S+1099.2=0;
S=40-/> =17.6м.