Несовершенные колодцы
Для вычисления притока к несовершенному колодцу применяются формулы для совершенных колодцев с использованием коэффициента , учитывающего степень их несовершенства.
Для безнапорной и напорной фильтрации к несовершенному колодцу могут быть применены следующие формулы при определении коэффициента несовершенства (рис. 11.9, 11.10).
Рис. 11.9. Приток воды к несовершенному трубчатому колодцу
Рис. 11.10. Приток воды к несовершенному трубчатому колодцу при напорной фильтрации
Формула Ф. Форгеймера при , :
. (11.43)
Формула С. Аверьянова для напорной фильтрации к колодцу (рис. 11.10):
. (11.44)
Формулу рекомендуется применять при .
Для безнапорной фильтрации приток воды к колодцу может быть вычислен по формуле У. Козени:
. (11.45)
где - глубина погружения колодца относительно уровня воды в водоносном пласте грунта; t - глубина воды в колодце, отсчитываемая от его дна.
Для напорной фильтрации приток воды к колодцу может быть определен по формуле У. Козени (рис. 11.10):
, (11.46)
где - заглубление колодца; - глубина воды в колодце относительно его дна; - заглубление колодца относительно водоупора.
Для определения влияния несовершенства трубчатых колодцев на приток воды нашел применение метод фильтрационных сопротивлений. Фильтрационное сопротивление относится к какому-либо элементу фильтрационного потока.
Фильтрационное сопротивление характеризуется проницаемостью фрагмента пористой среды, размерами и его формой, а также динамикой движения потока на проходящих границах этого фрагмента. Полное сопротивление фильтрационного потока состоит из сопротивлений отдельных его частей аналогично определению гидравлических потерь при движении жидкости в трубопроводах. Применительно к несовершенному колодцу местные фильтрационные сопротивления имеют место непосредственно вблизи колодца в связи с изменением структуры движения потока. Структура потока, удаленного от колодца в границах области питания, не оказывает влияния на движение воды непосредственно у колодца.
Согласно этому методу в формуле расхода к колодцу вводится фильтрационное сопротивление С.
Для осесимметричной фильтрации воды к несовершенному колодцу при безнапорном движении расход определяется по формуле
. (11.47)
При напорной фильтрации
. (11.48)
где С - дополнительные фильтрационные сопротивления.
Для водозаборных скважин, оснащенных фильтрующим элементом (рис. 11.11), т.е. фильтром, учитывается сопротивление фильтра Сф.
Рис. 11.11. Приток к несовершенному колодцу с фильтром длиной
Сопротивление фильтра зависит от его конструкции и скважности.
Скважность фильтра представляет собой отношение суммарной площади его щелей и отверстий к общей площади фильтра.
Дополнительные сопротивления в таком случае состоят из суммы двух сопротивлений:
, (11.49)
где - дополнительное сопротивление на несовершенство скважины, связанное только с условиями нахождения ее в водоносном напорном или безнапорном пласте грунта.
Дополнительное сопротивление при напорной фильтрации к несовершенному колодцу согласно теоретическому решению М. Маскета - М. Чарного определяется по формуле
(11.50)
где - длина фильтра, скважины (колодца) примыкающего к подошве водоупора; - функциональная зависимость от .
Функция приведена на рис. 11.12 и представляет логарифмическую зависимость гамма-функции .
Рис. 11.12. График функции
Функциональная зависимость:
. (11.51)
Формула (11.50) может быть использована также и для безнапорной фильтрации к несовершенной скважине (см. рис. 11.9) некоторыми допущениями:
; . (11.52)
Дата добавления: 2016-02-27; просмотров: 661;