Задача 1

Грунтовые воды заключены в песках, слагающих междуречный массив. Пески имеют К=8 м/сут и подстилаются горизонтально залегающими глинами, отметка кровли которых Z1=65 м; Z2=58 м. Отметка уреза левой реки Н1=80 м, правой Н2=110 м. Ширина междуречья L= 8000 м. Инфильтрационное питание W=0.

Требуется: 1) построить расчетную схему и проверить степень гидродинамического несовершенства левой реки, определив ΔLн; 2)определить расход q; 3) определить положение кривой уровня, вычислив мощность потока hx на расстоянии х=2000 м от уреза левой реки; 4) исследовать изменение мощности и величины расхода потока в междуречном массиве при различных схемах неоднородности, в которых коэффициент фильтрации меняется: а)по закону прямой линии от К1=1м/сут, на урезе левой реки до К2=8 м/сут на урезе правой реки; б) резко по направлению движения и имеет на участке длинной l1=2000м от уреза левой реки К1=1 м/сут, на остальной части междуречья К2=8 м/сут; в) пласт имеет двухслойное строение (нижний слой К1=0.5 м/сут, m=5м, верхний К2=8м/сут)

Решение

1) Водоупор принимается горизонтально залегающим на отметке

Zср =

При этом: h1=H1-Zср=80-61.5=18.5 м

h2=H2- Zср=110-61.5=48.5 м

hср=

Согласно п 2.3 табл. 3.2 ΔLн≈h так как пласт однородный ΔLн=33.5м

L*0.05=8000*0.05=400 м,отсюда критерий ΔLн<0.05L выполняется, значит врез реки в пласт считается совершенным.

2) Определим расход потока по формуле:

q=K*= - 1.005 м2/сут

3) Определим мощность потока h3 на расстоянии х=2000м от левой реки по формуле:

h3=

4) Выполним исследования изменения мощности и величины расхода потока в междуречном массиве при различных схемах неоднородности:

а) для линейного закона: К1=1м/сут; К2=8м/сут. Согласно п.6.3 табл 3.2

Условия критерия выполняются, выполним расчет значения Кх

Кх=К1-

Средний коэффициент фильтрации на участке l1-x:

Kср1-х=

Соответственно для всего потока:

Кср1-2==3.37 м/сут

Расход потока определим по формуле:

q=K*= 3.37*2/сут

так как q1-2=q1-x то

hx=

Сравним полученные данные со схемой однородного пласта:

Расход потока сократился почти в 2.5 раза. Мощность потока в сечении hх возросла от 29.06 м до 36.24 м, что свидетельствует об увеличении градиента потока вследствие уменьшения здесь коэффициента фильтрации от 8м/сут до 1 м/сут.

б) Вторая схема отвечает критериям кусочно-однородного строения. Средний коэффициент фильтрации находим по формуле:

Кср1-2==

Расход потока q=K*м2/сут

Формулу для определения hx находим по методу фрагментов из равенства q1-x=q1-2

hx=

Полученные характеристики свидетельствуют, что в схеме кусочно однородного строения наличие вблизи уреза левой реки относительно слабопроницаемого слоя пород с К=1 м/сут., почти в 3 раза уменьшает расход потока, а на границе раздела слоев происходит резкое преломление кривой уровня. Об этом свидетельствуют слабое уменьшение мощности пласта на участке длинной 6000 м от правой реки до сечения Х(от 48.5 до 42.5 м) и значительное на участке длинной 2000 м от сечения Х до левой реки (от 42.5 до 18.5м)

в) В третьем случае пласт имеет двухслойное строение

Определим расход потока по формуле:

q=*+m*k2*=+ 5*8*=0.2 м2 /сутки.

По характеру строения фильтрационной среды, соотношение коэффициентов фильтрации =16 отвечает критерию условно однородного пласта (табл 3.2 п.6.2)

Задача 2

Грунтовые воды заключены в песках, слагающих междуречный массив. Пески имеют К=8 м/сут и подстилаются горизонтально залегающими глинами, отметка кровли которых Z1=65 м; Z2=58 м.Отметка уреза левой реки Н1=80 м, правой Н2=110 м.Ширина междуречья L= 8000 м.Инфильтрационное питание W=210-4 м/сут

Определить: а)мощность потока hx в сечении на расстоянии х=2000м при W=210-4 м/сут б) определить расход потока q1 в сечении х=0, q2 при х= L и расход потока на расстоянии х; в) найти положение водораздела а; г) определить при какой отметке уровня воды на урезе левой реки (х=0) начнется фильтрация через междуречье в правую реку.

Решение

1. Мощность потока hx найдем по формуле:

hx= = =33,83 м

2. Расход потока q1 в сечении х=0 найдем по формуле:

q=K*=8*м2/сут

Расход потока в сечении х вычислим по формуле:

qx=q1+W*x=-1.805+2*10-4*2000=-1.405 м2/сут

Расход потока в конечном (х=L)сечении по формуле:

q2= K*-0.205 м2/сут

Знак <<->> показывает что все расходы потока направлены в сторону противоположную оси Х, т.е. идет фильтрация из правой реки в левую.

Найдем расстояние до водораздела а по формуле:

а=