Водозабор в водоносном горизонте с перетеканием

Фильтрационная схема с перетеканием подземных вод из со­седних по разделу с эксплуатируемым водоносных горизонтов весьма характерна для обширных районов развития артезианских подземных вод. Рассмотрим простейший, но весьма типичный для таких районов случай, когда эксплуатация основного водоносно­го горизонта сосредоточенным водозабором не сопровождается существенным изменением уровней подземных вод в соседних пи­тающих водоносных горизонтах. При этом дополнительное питание эксплуатируемого пласта непрерывно возрастает во времени и при некотором относительно небольшом промежутке времени полно­стью компенсирует водоотбор из пласта. Установившееся распре­деление уровней подземных вод при этом может быть записано следующим образом:

H=H₀+ix — [Q/(2nkm)]Ki(r/B), (45)

где Но — уровень при y = 0; Q — производительность водозабора; km — водопроводимость эксплуатируемого горизонта; &₀ и то — соответственно коэффициент фильтрации и мощность слабопрони­цаемого разделяющего слоя; г — расстояние от водозабора до рас­четной точки:

В — параметр перетекания: В =

Выражения для составляющих v_x и v_y скорости фильтрации подземных вод в рассматриваемой схеме определяются следую­щим образом:

где К₁ — функции Бесселя первого порядка второго рода.

Область питания и область захвата сосредоточенного водоза­бора в условиях эксплуатационного дополнительного подпитыва­ния водоносного горизонта за счет процессов перетекания через слабопроницаемые раздельные слои схематично изображены на рис. 19. Так же как и в изолированном пласте, здесь имеется во­дораздельная точка N. Положение ее определяется расстоянием %, которое может быть найдено по соотношению

(47)

или по графику на рис. 20.

Рис. 19. Схема фильтрации к во­дозабору в слоистом водоносном комплексе:

а — план; б — вертикальный разрез; 1 — слабопроницаемый слой; 2 — хоро­шо проницаемый слой. Остальные ус­ловные обозначения см. на рис. 14

Рис. 20. График для определения положения водораздельной точ­ки N:

Таблица 12

Значения T=2nq²T/(Qmn) для сосредоточенного водозабора в горизонте с перетеканием в зависимости от R=2nqR/Q и Q = Q/(2nqB)

Рис. 21. График для определения протя­женности R ЗСО со­средоточенного водо­забора при перетека­нии:

При Q = 0 или В = оо (изолированный пласт) лг_р=1. Величина основных параметров ЗСО водозабора в данной схеме рассчи­тывается по выражению (13) с учетом соотношений (10).

В табл. 12 приведены значения безразмерного показателя R, характеризующего протяженность ЗСО вверх по потоку подземных вод от водозабора, и связанного с ним параметра Т, опреде­ляющего длительность расчетного интервала времени, а на рис.21 изображены кривые изменения величины ДЯ, используемые для графического определения расстояний до верхней границы ЗСО. Табл. 13 содержит значения параметров Т и r=2nqr/Q, с по­мощью которых можно определить протяженность ЗСО сосредо­точенного водозабора вниз по потоку подземных вод; с помощью кривых, изображенных на рис. 22, это определение можно выпол­нить графически.

Таблица 13

Значения T=2nq^zT/(Qmn) для сосредоточенного водозабора в горизонте с перетеканием в зависимости от r = 2 п qr/Q и Q==Q/(2пqB)

Рис. 22. График для определения протя­женности г ЗСО со­средоточенного во­дозабора при перете­кании: