Статья: Гидродинамический метод расчетов водозаборных сооружений

Р.С.Шенгелов

Аналитические расчеты, т.е. применение формул теории притока к скважинам - применяются очень часто, особенно для небольших водозаборов с простой расчетной схемой и небольшой областью влияния. Для использования аналитических решений вынужденно и довольно значительно упрощаются реальные условия. Неизбежные требования к расчетной схеме:

1) режим во времени - не всегда есть решения для нестационарного режима,

2) пространственная структура - как правило, одномерная (радиальная или линейная); уже для плановой структуры практически нет решений,

3) пласт однородный, в лучшем случае - одна граница неоднородности,

4) границы правильной формы (прямая линия, угол, окружность) и однородны по количественным характеристикам,

5) водозабор - одиночная скважина; для нескольких скважин расчет возможен, но заметно усложняется.

Из-за необходимости таких упрощений возникают два неприятных момента:

- есть опасность, что будут неосознанно "потеряны" какие-то важные элементы расчетной схемы,

- упрощения всегда делаются в сторону "ужесточения" схемы, следовательно, занижаются реальные эксплуатационные возможности месторождений.

Достаточно часто приходится иметь дело с СИСТЕМАМИ СКВАЖИН.

- контурные - скважины в плане расположены по правильному контуру (прямая линия, кольцо...);

- площадные - скважины расположены в пределах некоторой площади.

Другой принцип классифицирования:

- упорядоченные - существует закономерность во взаимоположении скважин;

- неупорядоченные - скважины расположены произвольно.

Легко сообразить, что основной сложностью при расчете систем водозаборных скважин является необходимость учета их ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ между собой; в принципе возможно также взаимовлияние соседних водозаборных участков и даже соседних водозаборов. В результате могут возникать громоздкие расчеты.

Достаточным и абсолютно точным является расчет взаимодействия скважин по принципу "сложения решений": понижение в каждой скважине системы есть сумма "собственного" понижения и понижений от действия всех остальных скважин системы:

,

где - общее количество взаимодействующих скважин, знак * означает, что из суммирования должен быть исключен член с номером ;

- "собственное" понижение в -ой скважине под действием дебита на расстоянии ;

- понижение в -ой скважине от действия -ой скважины с дебитом на расстоянии .

Для демонстрации идеи гидродинамического метода расчета водозабора рассмотрим условный, предельно упрощенный пример на основе известных студентам материалов Звенигородской учебной практики.

Предположим, что местная администрация решила создать единую, централизованную систему водоснабжения сел Каринское, Волково, Луцино, домов отдыха, пансионатов, детских лагерей и т.д. - с суммарной заявленной потребностью 8 тыс. куб.м/сут (примерно на 15-20 тыс.человек).

Нужно решить (обосновать!) как минимум такие вопросы:

- Перспективный водоносный горизонт ?

- Наиболее благоприятное место расположения водозабора ?

- Наиболее экономичная конструкция и схема водозабора ?

1) Водоносный горизонт - вероятно, : высокие фильтрационные свойства, хорошее качество воды, неглубокое залегание. В то же время этот горизонт относительно слабо защищен от поверхностных загрязнений (хотя и лучше, чем подземные воды в аллювии р.Москвы). Поэтому при реальных работах следовало бы изучить вопрос о возможности использования более глубоких горизонтов в : посмотреть имеющиеся материалы предшествующих исследований, пробурить одну-две глубокие скважины...

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--