ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТРУБЧАТЫХ КОЛОДЦЕВ

В практике водоснабжения при использовании подземных вод для водопотребления и при водопонижении применяется несколько трубчатых колодцев, располагающихся на некотором расстоянии друг от друга. Дебит отдельного колодца будет несколько меньше по сравнению с отдельно установленным колодцем.

М. Маскетом получены следующие формулы для определения притока воды к колодцу при условии, что глубина воды во всех колодцах группы совершенных колодцев и их дебиты одинаковы.

Для двух колодцев, располагающихся на расстоянии друг от друга,

. (11.57)

Глубина воды в точке С, находящейся посередине между колодцами,

. (11.58)

Для трех колодцев, размещающихся в точках вершин равностороннего треугольника со сторонами а,

. (11.59)

Глубина воды в центре треугольника

. (11.60)

В случае использования четырех колодцев, находящихся в точках вершин прямоугольника со сторонами и ,

. (11.61)

Глубина воды в центре прямоугольника

, (11.62)

где - дебит группы колодцев.

Р. Форгеймером решена задача по притоку воды к трубчатым колодцам, расположенным произвольно относительно друг друга. При групповом размещении колодцев приток к одному колодцу влияет на приток к другим. Кривая депрессии каждого колодца влияет на кривые депрессии других. В результате притоков к каждому колодцу образуется общая кривая депрессии. Форгеймер предположил, что при отборе воды из группы совершенных колодцев глубина воды в некоторой точке а водоносного пласта (рис. 11.14)

, (11.63)

где H1, H2, H3, ..., Hi - фиктивные глубины при отборе воды из каждого колодца, находящихся на расстоянии x1, x2, х3, х4 и xi от точки а.

Данные фиктивные глубины соответствуют условию, что дебиты совершенных колодцев при безнапорной фильтрации не зависят друг от друга.

Рис. 11.14. Схема произвольного расположения совершенных колодцев

Можно считать, что точка а находится на достаточно большом расстоянии от каждого из колодцев, а расстояние между каждым из них сравнительно мало по сравнению с x1, x2, ..., хi.

Предполагается, что данная точка размещается на расстоянии радиуса влияния, тогда и глубина воды в точке будет равна мощности водоносного пласта: .

Считается, что дебиты Q всех n колодцев одинаковы. Суммарный дебит n колодцев

. (11.64)

В результате всех предпосылок Форгеймером было получено уравнение для определения глубины в разных точках общей кривой депрессии при условии эксплуатации группы совершенных колодцев с одинаковым дебитом Q:

. (11.65)

Выражение (11.65) позволяет определить глубину в разных точках общей кривой депрессии при условии эксплуатации группы совершенных колодцев с одинаковым дебитом Q.

Значение радиуса влияния R принимается, как для одиночного совершенного колодца при безнапорной фильтрации.

Полученная формула может быть использована для определения глубины воды в любом колодце, например для третьего колодца

, (11.66)

где - радиус третьего колодца; - расстояние от третьего колодца до каждого из группы колодцев.

Уравнение (11.65) можно применить при условии, что группа колодцев приравнивается к большему (эквивалентному) колодцу. Приток воды к эквивалентному колодцу равен притоку группы n колодцев (см. рис. 11.14).

Радиус этого колодца

; (11.67)

, (11.68)

где - среднее геометрическое расстояние от каждого из n колодцев до центра их группы; - расстояние от центра до i-го колодца.

Глубина воды в большом колодце радиусом равна . Приток воды к большому колодцу согласно формулам (11.65) и (11.68)

или . (11.69)

При расположении колодцев относительно равномерно по определенному контуру радиус «большого» колодца можно вычислить по формуле

, (11.70)

где F - площадь, находящаяся внутри контура размещенных в нем колодцев.

В случае когда колодцы размещаются в виде прямоугольника в плане с отношением сторон , радиус «большого» колодца может быть определен по зависимости

, (11.71)

где Р - периметр прямоугольного контура группы колодцев.

Для ряда большого количества линейно расположенных несовершенных колодцев с расстояниями между ними (рис. 11.15) дебит отдельного колодца при напорной фильтрации в неограниченном пласте грунта и двустороннем притоке определяется по формуле

. (11.72)

Рис. 11.15. Ряд трубчатых колодцев, расположенных линейно

Приток предлагается также находить по следующей формуле при условии :

. (11.73)

Дебит несовершенного колодца, находящегося в неограниченном безнапорном пласте грунта, может быть вычислен по формуле

, (11.74)

где - коэффициент дополнительного фильтрационного сопротивления несовершенного колодца (см. формулу (11.50)).

Для ряда колодцев, располагающихся по окружности радиусом , при расстоянии между ними и круговом питании приток к каждому трубчатому совершенному колодцу вычисляется по следующим формулам:

при напорной фильтрации

; (11.75)

при безнапорной фильтрации

, (11.76)

где R - радиус депрессии.

В случаях несовершенных колодцев в формулах (11.75) и (11.76) вводится дополнительное сопротивление (11.50):

например,

. (11.77)

♦ Пример 11.4

Определить приток к водозаборной установке, состоящей из шести совершенных трубчатых колодцев, доведенных до напорного пласта из среднезернистого песка, мощностью Т = 30 м. Радиус влияния R = 350 м, понижение уровня воды в центре установки колодцев = 40 м.

Схема расположения колодцев приведена на рис. 11.16.

Рис. 11.16. Схема расположения группы колодцев

Радиус большого (эквивалентного) колодца согласно формуле (11.63)

м.

Коэффициент фильтрации k принимаем по табл. 11.1 для среднезернистых песков: м/с.

Суммарный приток к водозаборной установке согласно формуле (11.69)

м3

или

м3/ч.

Приток к отдельному колодцу м3/ч.

♦ Пример 11.5

Вычислить приток к установке для случая шести несовершенных колодцев (см. рис. 11.16) и определить их диаметр. Глубина погружения колодцев м. Заглубление в напорный пласт t= 10 м. Понижение уровня воды в колодце принять = 50 м.

Диаметр колодцев определяется подачей вертикальных погружных насосов и притоком воды к колодцу.

По каталогу насосов при притоке к колодцу Q = 51,7 м3/ч первоначально выбирается насос ЭЦВ 10-63-100, а диаметр колодца принимаем d = 300 мм (подача Q = 63 м3/ч).

Приток воды к несовершенному колодцу, располагающемуся по окружности, вычисляется по формуле (11.77):

.

Расстояние между колодцами для большого колодца радиусом = 39,3 м

м.

Дополнительное сопротивление на несовершенность колодцев согласно формуле (11.50)

.

Функциональная зависимость находится по графику рис. 11.12 при ; .

.

Дебит колодца

м3/ч.

м3/с.

Исходя из меньшего дебита колодца целесообразно подобрать насосы с подачей меньшей, принятой ранее.

♦ Пример 11.6

Шесть колодцев располагаются линейно. Расстояние между колодцами = 20 м. Определить приток к водозаборной установке в случае совершенных и несовершенных колодцев. Параметры напорного пласта и колодцев принять в соответствии с предыдущим примером.

Дебит совершенного колодца при двустороннем притоке воды вычисляется по формуле (11.72) ( ):

м3/с;

м3/ч.

Дебит несовершенного колодца

м3/с;

м3/ч.

Дополнительное сопротивление на несовершенство (см. предыдущий пример).

Приток воды к установке м3/ч. Следует отметить, что при дебите м3/ч необходимо уточнить марку насоса для отбора (откачки) воды из колодца. Согласно каталогу насосов можно выбрать насос ЭЦВ 8-16-110 и диаметр колодца d = 200 мм. Кроме того, целесообразно знать необходимый расход водопотребления для определения, удовлетворяет ли он тому вычисленному притоку к водозаборной установке.

 








Дата добавления: 2015-12-29; просмотров: 766;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.021 сек.