ГИДРО­ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

Площадной систематический вертикальный дренаж

В той же постановке (при задании стационарного инфильтра - ционного питания) дадим обоснование расчетных зависимостей для систематического площадного вертикального дренажа, состоящего из совершенных скважин, расположенных по сетке с шагом а

Рис, 48. Площадной систематический вертикальный дренаж.

А — сетка скважин в плане; б — разрез по сечению А—А при двухслойном строении пласта; I и 2 — положения свободной поверхности, соответствующие схемам напорного (?) и на - порно-безнапорного (2) пластов

(рис. 48). Учитывая симметрию потока, здесь можно изолированно рассматривать участок территории размером 0Xff, относящийся к данной скважине, заменяя затем квадратный участок эквива­лентной круглой площадкой с радиусом гк = а у л; — 0,56а (схема «бочки»).

Для однопластового потока постоянной проводимости в этом случае справедливо следующее выражение, связывающее напор на внешнем контуре Нк и в скважине #с [38]:

(3.56)

Скважины площадного дренажа обычно оборудуют погруж­ными насосами, создающими значительное понижение уровней в скважинах, что может уже заметно влиять на изменение прово­димости потока. Это влияние существенно зависит от строения во­доносного пласта. Для однородного пласта (схема Дюпюи) в урав­нении (3.56) для Т следует принимать ее среднее значение Г = = 0,5k(hK+hc), где hK и hc — глубины потока между скважинами и в скважине относительно водоупора. Тогда уравнение (3.56) можно представить в виде

(3.56а)

В более общем случае слоистого строения пласта решение можно получить, определяя расчетные значения напоров Нк и Не с помощью функций Гиринского G [38], причем

@К TJ О с

К -—Y ~ ' /7с —Y ''

Где Gк и Gc — значения функций Гиринского, определяемые при h = hK и h — hc.

Например, при двухслойном строении пласта и kn<^.k (см. рис. 45, в) таким путем получаются следующие соотношения между расчетным напором Нс и глубиной воды в скважине hc:

Hc «= фтНс+пё, Не = 0,5^- - /к). (3.58)

Для практических расчетов площадного систематического дре­нажа по приведенным зависимостям целесообразно предварительно выбрать дебит скважины Q, соответствующий оптимальной произ­водительности выбранного насоса. Обычно принимается Q = 20— 100 л/с, причем предварительно можно оценить дебит скважины, считая Q^TSc, где Sc — допустимое понижение уровня в сква­жине. Затем находится расстояние между скважинами а — ^Q/w (характерные значения а = 300—700 м). После этого, исходя из заданного напора Нк на контуре участка дренажа из (3.56), на­ходят уровень воды в скважине. Если эта величина оказывается приемлемой для задания рабочей части скважины, то расчет можно считать завершенным; в противном случае его следует повторить при другом значении сг. При значительном понижении уровня в скважине, заметно изменяющем проводимость пласта, здесь также следует переходить от расчетных напоров к глубинам потока в скважине, используя соотношения (3.35) при задании водоупора на подошве верхнего пласта.

В двухпластовом потоке (см. рис. 46) для скважины в круговой изолированной области радиуса г выводы расчетных зависимостей приведены в прил. 1. Для практических расчетов сле­дует пользоваться приведенными ниже выражениями, связываю­щими напоры в скважине Н' (в верхнем пласте) и Н" (в нижнем

Пласте) с напором на контуре участка дренажа Н'к (в верхнем

Пласте). При расположении скважин в верхнем пласте

, , wrl г Гк

Где

W = w0 + wHl а-дД-М— T^Ta + TZ, (3.59а)

А значения Af определяются по данным табл. 36. Заметим, что в этом случае эффективность дренажа обусловливается только суммарным площадным питанием без разделения его на инфильтра - ционное и напорное.

При значительном понижении уровня в скважине, заметно из­меняющем проводимость пласта, здесь также следует переходить от расчетных напоров к глубинам потока в скважине по соотно­шениям (3.35), считая водоупор на подошве верхнего пласта.

При расположении скважин в нижнем пласте Яс = //*=» Я^ - Aw - — 2 2Т

Где

Bf-f-f*' (3.60а)

А значения /(гк) и Дf(rK) определяются по данным табл. 36 при гк = 6гк.

При расположении скважины в обоих пластах

°'5) --т - ^ ---^ж^тг^)' (3-61)

Где значения / (гк) и Af (гк) также определяются по данным табл. 36 при rK — brK, a Aw выражается согласно (3.60а).

Это соотношение применимо только при условии, что уровень воды в скважине не опускается ниже подошвы верхнего пласта. При существенном изменении проводимости пласта в связи с пони­жением уровня в скважине после определения в ней напора сле­дует перейти к глубине потока по соотношениям (3.34) — (3.35), отсчитывая Я от кровли разделяющего пласта.

Для практических расчетов целесообразно по данным таблицы составлять графики зависимостей f(rK) и Af(rK), строя график f (г„) в полулогарифмических координатах, причем при гк<0,2 можно считать / (гк) = 2/г2 . Ход расчета дренажа в двухпласто-

Вой системе остается тем же и для условий однопластовой си­стемы. При больших значениях гк (реально при гк>24-3) дренаж в двухпластовой системе можно рассчитывать, как в однопластовой,
т. е. по уравнению (3.56) при Як = Я'к, вводя вместо действи­тельного радиуса скважины гс его расчетное значение г'с. При расположении скважины в верхнем пласте г'с определяется из со­отношения

С

А при расположении скважины в нижнем пласте это соотношение остается в силе, но в нем меняются местами значения проводимо - стей Ті и 7V