Задача № 10.1

Умова та варіанти завдань:

Розрахунок горизонтальної дрени в умовах усталеної фільтрації.

Визначити:

1.Дебіт дрени.

2.Положення депресійної поверхні з кроком 50м з врахуванням ділянки витікання за такими даними:

Параметри дрени

Варіант	Нпр.,м	Ндр.,м	Нвод.м	Довж.,м	Глиб.,м	Шир.м	W, м/добу	K, м/добу
1	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00025	0,35
2	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00021	0,3
3	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00023	0,5
4	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00025	0,44
5	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00025	0,35
6	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00025	0,15
7	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00025	0,5
8	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00025	0,8
9	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00022	0,4
10	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00025	0,25
11	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00025	0,15
12	60	58,5	58	500	2	0,5	0,00024	0,25

Частина 2

Тема розкриває підхід до розрахунку горизонтальних водозборів в умовах неусталеної фільтрації. Дається поняття про систематичний горизонтальний дренаж та методи його розрахунку.

Запитання, що розглядаються в даній темі:

1.Як орієнтовно визначається час настання неусталеного режиму фільтрації?

В умовах безнапірного потоку для цього використовується така залежність:

, де

відстань до найближчої межі пласту;

коефіцієнт рівнепровідності пласту.

2.Що таке неусталена межа впливу дрени?

Це відстань від дрени до перерізу де депресійна поверхня співпадає з природною поверхнею рівня підземних вод, що має місце в ході розвитку процесу неусталеної фільтрації ( ). Для визначення розроблені формули Павловця та Жернова.

3.Які причини викликають необхідність застосування для недосконалих горизонтальних водозаборів наближених математичних методів та особливих прийомів схематизації?

Це пов’язано з тим, що недосконала горизонтальна дрена не розділяє природний потік на дві частини, що приводить до виникнення в районі дрени складного потоку, викликає додатковий опір при вході води в дрену через дно, що приводить до зменшення дебіту дрени.

4.Як визначається фільтрація до неусталеної досконалої дрени?

Для розрахунків недосконалих горизонтальний дрен запропоновані такі методи:

- розрахунки за аналітичними залежностями Аверьянова;

- метод розподілу фільтраційного потоку з наступним використанням методу конформних відображень (метод Чугуєва);

- метод заміни недосконалої дрени на досконалу (метод Щестакова).

Найбільш поширеним в практиці гідродинамічних розрахунків являється матод Шестакова.

5.У чому суть методу Аверьянова для розрахунку недосконалих горизонтальних водозаборів?

Метод заснований на визначенні поправочного коефіцієнту на недосконалість , що вводиться в розрахункові залежності для досконалих дрен. Коефіцієнт визначається за емпіричними формулами для пластів з постійною водопровідністю. Існують формули для визначення в умовах симетричного та асиметричного потоків.

6.У чому суть методу Чугаєва для розрахунку недосконалих горизонтальних водозаборів?

Згідно з методом Чугаєва однорідний горизонтальний симетричний потік розділяється на дві зони:

- верхня зона обмежена депресійною поверхнею та горизонтальною лінією, що проведена через дно дрени;

- нижня зона обмежена горизонтальною лінією, що проведена через дно дрени та горизонтальним водотривам.

При цьому верхня зона розглядається як безнапірна, а нижня як напірна. Притік до дрени розраховується окремо зліва та справа, а також з напірної зони за формулами Романова. Відповідна залежність існує і для розрахунку положення депресійної поверхні.

7.У чому суть методу Шестакова для розрахунку недосконалих горизонтальних водозаборів?

Вводиться поправка на недосконалість, шляхом збільшення довжини потоку на величину еквівалентну гідравлічному опору, що виникає в зоні деформацій ліній току поблизу недосконалої дрени.

8.В яких умовах можна застосувати метод Шестакова?

Метод розроблений для умов однорідного пласта, двохшарового пласта, з дреною розміщеною у верхньому шарі та двохшарового пласта, з дреною розміщеною у верхньому шарі при співвідношенні коефіцієнтів фільтрації .

9.Чому необхідно враховувати скінченну довжину дрени?

Для більш точного визначення притоку до горизонтальної дрени слід враховувати ту кількість води, що поступає у дрену з її торців. При цьому, біля торців горизонтальної дрени, виникає подібний до радіального потік, що додає деяку кількість води у дрену, а в розрахунки вводить коефіцієнт короткості дрени.

10.Що таке “коефіцієнт короткості дрени”?

Визначається за залежністю:

, де

коефіцієнт короткості дрени (визначається за таблицею); довжина дрени, м; - усталена межа впливу дпени.

11.Як визначається загальний дебіт скінченної дрени?

Визначення ведеться за залежністю:

, де

загальний дебіт дрени, м³/добу;

питомий дебіт дрени, м²/добу;

довжина дрени, м;

коефіцієнт короткості дрени.

12.Що таке “систематичний горизонтальний дренаж”?

Це система, що складається з багатьох недосконалих взаємодіючих дрен, розміщених по площі в зв’язку з рельєфом території, забудовою та конкретними гідрогеологічними умовами

14.В яких випадках використовується систематичний горизонтальний дренаж?

Використання систематичного горизонтального дренажу доцільне в місцях де існує інфільтраційне живлення по площі. Наприклад, на зрошувальних територіях, для відводу надлишків поливних вод. Крім цього систематичний горизонтальний дренаж для захисту різноманітних інженерних споруд, наприклад в місцях, де на великих площах необхідно підтримувати рівень підземних вод на певній заданій глибині ( аеродроми),

15.Як виконується схематизація для розрахунків систематичних горизонтальних дренажів?

Приймається, що недосконалі дрени необмеженої довжини повинні бути розташовані паралельно на однаковій відстані одна від одної, мати однакову глибину, щирину та довжину. При цьому дрени діють при рівних зниженнях рівня в безнапірних водоносних горизонтах, а їх дебіт складається з води, що вивільнюється при зниженні вільної поверхні та живлення по площі.

Така схематизація дозволяє розглядати замість системи взаємодіючих дрен одиночну недосконалу дрену, що знаходиться в середньому обмеженому фрагменту, бічними межами якого є перерізи проведені посередині між дренами.

Додаткові запитання до теми:

1.Як

Задача №10.2

Умова та варіанти завдань:

Визначити загальний дебіт в досконалої горизонтальної дрени з врахуванням кінцевої довжини дрени на період 15,30,60,90 діб в умовах горизонтального обмеженого безнапірного пласта за таким даними:

110м, 112м, 200м, 98м, 500м,

5м/добу, 0,2.

Для розрахунків використати формули І.Є.Жернова та І.М.Пав ловця. Порівняти отримані результати.

Задача №10.3

Умова та варіанти завдань:

Визначити питому витрату закритої недосконалої трубчастої горизонтальної дрени, що закладена в асиметричному горизонтальному відкритому потоці за такими даними:

105м, 103м, 0.5м, 100м, 200м,

101м, 100м, 1м/добу.

В розрахунки ввести поправку на недосконалість.