| Главная » Статьи » Шпаргалки » Гидравлика |
ОСНОВНОЙ ЗАКОН ФИЛЬТРАЦИИ,ПОНЯТИЕ О КФ,ПРОНИЦАЕМОСТИ, ПЬЕЗОПРОВОДНОСТИ. КФ ХАР-ЕТ ВОДОПРОНИЦ,ЕМКОСТНЫЕ СВОЙСТВА Г.П
| --------------------------------------------- 2. ОСНОВНОЙ ЗАКОН ФИЛЬТРАЦИИ П.В..ПРЕДЕЛЫ ПРИМЕНИМОСТИ ЗАКОНА ДАРСИ Как известно, в природных условиях чаще отмечается ламинарное движение подземных вод, подчиняющееся линейному закону Дарси. Многочисленные опыты, наблюдения и исследования показывают, что закон Дарси справедлив не только при фильтрации воды в одно¬родных песчаных и гравийно-галечниковых отложениях, но и нередко в трещиноватых горных породах, где отклонения от линейного закона фильтрации наблюдаются только на отдельных участках. Следова¬тельно, линейный закон фильтрации является основным законом дви¬жения природных надземных сод. Вместе с тем существуют условия, при которых отмечаются отклонения от закона Дарси, имеются верх¬ний и нижний пределы его применимости. Верхний предел применимости закона Дарси. Этот предел связав с существенным проявлением инерционных и пульсационных сил и имеет место в породах высокой водопроницаемости при больших скоростях фильтрации. Вследствие повышения роли инерционной составляющей потока и появления дополнительных сопротивлений в потоке за счет его турбулентности нарушается прямая пропорцио¬нальность между скоростью фильтрации и напорным градиентом. Для количественной оценки верхнего предела применимости закона Дарси принято использовать различные критерии: критическое число Рейнольдса, критическую скорость фильтрации, критический градиент, параметр нелинейности .Принято считать, что за пределами этих критериев существуют отклонения от линейного закона Дарси (что требует применения других зависимостей). В. Н. Щелкачев предложил следующие выражения для определе¬ния критических значений числа Рейнольдса ReKV и скорости фильт¬рации: Reкр=10/na2,3* v..*√kп/ vкр= na2,3* v/ 10√kп * Reкр где v.. - скорость фильтрации; na — активная пористость; kn — коэф¬фициент проницаемости ;v — кинемати¬ческая вязкость воды. 3.ПОНЯТИЕ О КФ,ПРОНИЦАЕМОСТИ, ПЬЕЗОПРОВОДНОСТИ. КФ ХАР-ЕТ ВОДОПРОНИЦ. Г.п. коэффициент фильтрации возможно- охарактери¬зовать как количество ВОДЫ, проходящее в. единицу времени через поперечное сечение пористой среды, равное единице, при напорном градиенте также равном единице. Коэффициент фильтрации зависит от геометрии nopOEoro прост¬ранства и 01 гидродинамических свойств фильтрующейся жидкости (плотности и вязкости). Поэтому при изучении фильтрации жидкостей переменного состава, в частности термальных, минеральных и про¬мышленных вод, а также в нефтяной гидрогеологии вместо коэффици¬ента фильтрации используется коэффициент проницаемости, учиты¬вающий 'лишь фильтрационные свойства пород.. Коэффициент проницаемости. Под проницаемостью понимается СЕОЙСТЕО пористой среды пропускать через себя жидкость или газ при наличии перепада напоров. Коэффициент проницаемости теорети¬чески ие зависит от СЕОЙСТВ фильтрующейся жидкости и определяется. главным образом. размером и характером каналов пористой среды. Коэффициент проницаемости характеризует только фильтрационные способности пористой среды, в то время как коэффициент фильтрации зависит еще и от физических свойств фильтрующейся жидкости. Поэтому использование коэффициента проницаемости позволяет Е оп¬ределенной степени отделить фильтрационные свойства жидкости от фильтрационных свойств пористой среды. Наиболее'широко коэффи¬ Добавлено (2009-01-23, 2:15 Pm) --------------------------------------------- коэффи¬циент проницаемости используется в нефтяной гидрогеологии. Коэффициент проницаемости ku связан с коэффициентом фильтра¬ции k следующим соотношением: k/γ=kп/μ! где y=pg- удельный вес воды (н/м3), μ!-динамический коэффи¬циент вязкости воды (Па*с); v — кинематический коэффициент вяз¬кости (м2/с). а-коэф. Пьезопроводности,хар-ет скорость перераспределении напоров при упругом режиме фильтрации напорного потока. А=km/μ*=Т/ μ*, μ*-упруг.водоотдача 4.ЕМКОСТНЫЕ СВОЙСТВА Г.П.ГРАВИТАЦ.И УПРУГАЯ ВОДООТДАЧА.ЭФФЕКТ ПЕРЕМЕННОЙ ВОДООТДАЧИ. μ -водоотдача(или недостаток насыщения),хар-ет способность единицы объема порист. Г. П.отдавать или принимать воду при их осушении (или насыщении) Грунтовых-гравитац.,напорных- μ*-упруг.водоотдача(способность напорных водотдавать воду за счет упруг.сжатия пор. И воды под действием снижения напора. 5.ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОТОКА ПОДЗ.ВОД.ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ СЕТКАЕ.ЕДИНИЧНЫЙ РАЕСХОД. Под потоками подземных вод принято понимать пространственно оконтуриваемые потоки гравитационных подземных вод, движение которых происходит в пористой или трещиноватой среде горных пород под действием градиента гидростатического напора или давления. Основными гидродинамическими элементами фильтрационного пото¬ка являются его мощность, ширина, величина напора, гидравлический уклон, скорость фильтрации, расход, линии токов и линии равных напоров. Мощность потока (Л, т) определяется мощностью водонасыщен-ных в пределах горизонта или комплекса горных пород. В потоках грунтовых, вод h — расстояние от свободной поверхности зеркала воды до подстилающего водоупора; в потоках напорных вод га — мощность водоносного пласта между его верхней и нижней границами. Ширина потока В измеряется в сечении, перпендикулярном на¬правлению его движения; она зависит от распространения водоносных отложений (от размеров геологических структур), а также и от ре-. жима питания и разгрузки подземных вод. Как мощность, так-и шири¬на потока могут существенно изменяться на разных его участках, вызывая изменение других его характеристик. Под напором потока в динамике подземных вод понимается вели¬чина пьезометрического напора Н, определяемая положением свобод¬ной или пьезометрической поверхности подземных вод относительно плоскости сравнения. Скорость фильтрации v характеризует расход потока, отнесенный к площади его поперечного сечения, и является величиной фиктивной, так как в реальных условиях движение воды осуществляется только через Добавлено (2009-01-23, 2:16 Pm) --------------------------------------------- площадь сечения нор и трещин в горных породах. Действитель¬ная скорость движения воды в пористой среде vд всегда больше ско¬рости фильтрации и связана с нею соотношением (II. 10): vд=v/ nа ,где nа— активная пористость фильтрационной среды. Расход потока подземных вод при линейном законе фильтрации может быть определен исходя из скорости фильтрации v и площади сечения потока F. С учетом введенных понятий и обозначений получим следующие выражения для расхода на участке сечений /—2: 1) для грунтового потока Q = v*F= kcpIcphcpBcp (III.2) 2) для напорного потока Q = v*F= kcpIcpmcpBcp. (111.3) Обычно при оценке условий фильтрации определяют не полный расход потока Q, а так называемый единичный расход q т. е. расход потока, приходящийся на 1 м его ширины, поэтому формулы (111.2) и (Ш.3) для единичного расхода имеют иной вид: 1) для грунтового потока q = Q/Bcp= kcpIcphcp (III.4) 2) для напорного потока q =Q/Bcv= kcpIcpmcp (II 1.5) Направление движения потока характеризуется линиями токов, которые совпадают с траекториями движения частиц жидкости фильт¬рационного потока. Последнее справедливо лишь при установившейся фильтрации подземных вод, когда в каждой точке потока направление движения и величины скорости фильтрации не изменяются во времени. Линии, перпендикулярные линиям токов, представляют собой линии равных напоров, пли эквипотенциала (линии равных потенциа¬лов). В пространственном потоке рассматривают не линии, а поверх¬ности равных напоров. Совокупность взаимно ортогональных линий токов и линий равных напоров представляет гидродинамическую сетку фильтрационного потока. В условиях установившегося движения гидродинамическая сетка потока постоянная, в условиях неустановившегося движения — переменная.. 8.ДВИЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛАСТАХ. Количественная оценка условий движения грунтовых и напорных потоков в слоистых неоднородных пластах проводится в основном по известным формулам для условий однородного строения пласта с введением в эти формулы средних значений коэффициента фильтрации и мощности, полученных при приведении слоистых толщ к условно однородным. Так, в условиях равномерного движения подземных вод (при постоянстве мощности слоистого пласта по потоку) расход потока определяется по общим формулам Дарси для единичного расхода (V.7). В зависимости от метода приведения слоистого пласта к условно одно¬родному в формулы для определения расхода в качестве значений коэф¬фициента фильтрации и мощности вводятся либо средневзвешенное значение коэффициента фильтрации kср и суммарная мощность пласта h, либо значение коэффициента фильтрации, по которому выполнено приведение слоистого пласта к однородному k0 и приведенная мощность пласта /?.пр или гапр. Так, для условий фильтрации безнапорного потока в четырехслонном пласте, ограниченном сечениями / и 2, в которых на¬пор Н1, и Н2 (см. рис. 72), расход потока может быть определен по сле¬ду юг!. i: м фор мул а м: 1) при использовании средневзвешенного значения коэффициента фильтрации kcp: q=kср h I 2) при приведении всей толщи к коэффициенту фильтрации первого пласта (k0=ki) и использовании значения приведенной Добавлено (2009-01-23, 2:16 Pm) --------------------------------------------- мощности hnp: В обоих случаях при учете в формуле единичного расхода выраже¬ний для /гср и hjj-p получим формулу, показывающую, что расход потока в слоистом пласте определяется как сумма единичных расходов от¬дельных его слоев: q=k1h H1-H2/L1-2 12.ВОДОЗАБОРНЫЕ И ДРЕНАЖНЫЕ УСТРОЙСТВА. СОВЕРШЕННЫЕ И НЕСОВЕРШЕННЫЕ СКВ. Сооружения, предназначенные для захвата и извлечения подзем ных вод, используемых для различных целей (водоснабжение, оро¬шение, водопонижённе), называют водозаборными. В конструктив¬ном отношении водозаборные сооружения подразделяются па верти¬кальные (скважины, шахтные колодцы, шурфы), горизонтальные (кап-тажпые галереи, дренажные канавы, водозаборные траншеи, кяризы, трубчатые дрены, горизонтальные скважины) и комбинировстные (сочетание вертикальных сооружений с горизонтальными; например, лучевые водозаборы — сочетание шахтного колодца с горизонталь¬ными скважинами. По гидрогеологическим условиям все водозаборные сооружения могут быть разделены на две группы: а) инфильтрационные водозаборы; б) фильтрационные водозаборы. Инфилыпрационные водозаборы располагаются, как правило, в области активной связи подземных и поверхностных вод (в области питания) и работают в основном за счет привлечения вод поверхност¬ных водотоков. Фильтрационные водозаборы располагаются обычно в области рас¬пространения и стока подземных вод. Вертикальные водозаборы, вскрывающие грунтовые безнапорные воды, называются грунтовыми. Вертикальные водозаборы, вскрываю¬щие напорные (артезианские) подземные воды, носят название арте¬зианских скважин или колодцев. По степени вскрытия водоносных горизонтов различают совершен¬ные и несовершенные грунтовые и артезианские скважины (колодцы). Совершенные выработки вскрывают эксплуатируемый водоносный горизонт на всю мощность, обеспечивая поступление воды в выработку ло всей длине ее водоприемной части в пределах мощности водоносного пласта (рис. 119, а). Несовершенные выработки не вскрывают водоносный горизонт по всей мощности и обеспечивают поступление воды в пределах вскрытой части через боковые стенки или дно выработки (рис. 119, б). У несовершенных скважин водоприемная часть (фильтро¬вая или бесфильтровая) может располагаться в любой части водонос¬ного пласта (у кровли или свободной поверхности, у подошвы или в средней части пласта).Если водозаборное сооружение, работая, не испытывает влияния других водозаборов, оно называется одиночным в отличие от взаимо¬действующих водозаборных сооружений. При работе водозаборных скважин вследствие непрерывного от¬бора воды вокруг них начинает формироваться депрессионная вороша. Дренажные сооружения используются для снижения и поддер¬жания на определенной глубине уровня подземных вод, а также для перехвата потока, текущего в сторону защищаемого объекта. Необ¬ходимое понижение уровня подземных вод предопределяется так на¬зываемой нормой осушения "(глубина от поверхности до уровня под¬земных вод). При сельскохозяйственном использовании территории, а также гражданском и промышленном строительстве норма осуше¬ния принимается от 1,5 до 5 м. При разработке месторождений полез¬ных ископаемых, строительстве котлованов и спецсооружений норма осушения устанавливается в зависимости от конкретных природных условий и принятой схемы разработки. Добавлено (2009-01-23, 2:16 Pm) --------------------------------------------- Горизонтальные дренажи могут быть открытые (канавы, лотки) н закрытые (кротовые, траншейные и трубчатые дрены, галереи и штольни). Открытые используются при неглубоком залегании и малой мощности потоков подземных вод (глубина заложения до 6 м, редко больше). Закрытые горизонтальные дренажи могут закладываться па любой глубине. Вертикальные дренажи (скважины) закладываются при необхо¬димости снижения уровня на значительную глубину. Комбинированные дренажи (дренажные горизонтальные галереи с вертикальными скважинами) применяются в слоистых толщах при слабой водопроницаемости верхнего слоя и необходимости отвода воды из скважин, дающих воду самоизливом. 17.РАДИУС ВЛИЯНИЯ ОТКАЧЕК. Приведенный радиус питания пли, как его более часто называют, радиус влияния обычно является функ¬цией многих факторов. Основные из них следующие: условия питания водоносного горизонта, сто связь с поверхностными водами и другими смежными водоносными горизонтами, интенсивность и длительность откачек (величина дебита, понижения уровня и времени действия), фильтрационные свойства водоносных пород и их водоотдача. Расчет¬ных формул, учитывающих в должной мере действие всех указанных факторов на величину радиуса влияния, не имеется. Поэтому наиболее достоверно радиус влияния может быть определен только на основе наблюдений за развитием воронок депрессии в процессе опытных от¬качек или еще точнее — при эксплуатации водозаборных сооружений . При установившейся фильтрации условный радиус влияния R однозначно определяется лишь для пластов с фиксированными гра¬ницами, граничные условия на которых предопределяют зону действия скважин и их питание. Аналитические выражения для вычисления расчетной величины радиуса влияния в таких условиях могут быть получены из сопоставления"' соответствующих рассматриваемым рас¬четным схемам решений с основными расчетными зависимостями Дю-пюи Так, сопоставление зависимостей (IX.23) и (IX. 12) показывает, что при расположении скважины у реки и наличии тесной гидравлической связи подземных вод с поверхност¬ными (с рекой) условный радиус влияния R= 2/ (где /— расстояние от скважины до реки). Аналогичным образом получены выражения для радиуса влияния R и для других типов расчетных схем. радиус влияния при работе одиночных скважин изменяется в довольно широких пределах: от 100 до 500 м в безнапорных водоносных горизонтах, представленных рыхлыми зернистыми отложениями (в трещиноватых коллекторах до 1000 м), и от 250 до 1500 м в напорных водоносных горизонтах . из-за невозможности достоверного определения радиуса влияния для прогноза производительности скважин в условиях установившейся фильтрации, как правило, используются не строгие теоретические формулы (IX.5) и (IX. 12), а кривые зависимости дебита от понижения Q=f(Sc), получаемые в процессе проведения опытных работ. 18.ПОНЯТИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА (СКАЧЕК) УРОВНЕЙ. при входе воды в скважину. Практикой и экспериментальными исследованиями установлено существование скачка непосредственно в скважине и у ее внешней стенки. Наличие разрыва уровней объясняет¬ся потерями напора, которые затрачиваются на преодоление сопротивлений контактной зо¬ны водоприемной части скважины (фильтра) с породой, входных сопротивлений внутри сква¬жины, а также деформацией потока в присква¬жинной зоне (последнее особенно существенно для грунтовых скважин). В зоне деформации потока (на расстоянии мощности потока от скважины) линии равного напора отклоняются от вертикальных сечений и расчетная (по фор¬муле Дюпюи) кривая депрессии не совпадает с фактической, отличается от нее на величину гидравлического скачка Д/гс на стенке скважи¬ны (на рис. 123 фактическая и расчетная кри¬вые депрессии показаны соответственно сплош¬ной и пунктирной линиями). Добавлено (2009-01-23, 2:17 Pm) --------------------------------------------- 21.ПЛОЩАДНЫЕ И КОЛЬЦЕВЫЕ СИСТЕМЫ. водозаборных скважин.Линейный ряд скважин в неограниченном пласте. Расчетная фор¬мула для определения величины понижения Sвн в любой точке области фильтрации при замене линейного ряда длиной 2/ галереей (рис. 136) имеет вид: 1) для артезианских скважин Sвн=Q∑/4пkm *fл 2) для грунтовых скважин Sвн=HЕ-√НЕ2-Q∑/2пk *fл fл — безразмерное гидравлическое сопротивление при действии линейной галереи. Кольцевая система скважин в неограниченном пласте. Основные расчетные формулы при замене реальных скважин, расположенных по круговому или близкому к пому контуру, обобщенной системой в виде кольцевой галереи (рис. 137) аналогичны формулам (Х.10) и (Х.11), только вместо fл в них используется безразмерное гидравли¬ческое сопротивление, вызываемое работой кольцевой галереи и опре¬деляемое в зависимости от значений параметров r=r/R0 и F0=at/R02 по графику рис. 137. Имея графики, можно определять по формулам (Х.10) и (Х.11) величину понижения уровня в любой точке области.фильтрации. Для расчетов величины понижения уровня во всех точ¬ках внутри кольцевой системы и на расстоянии r\> 1,5/ R0 (где R0 — радиус кольцевой системы скважин) при значении F0>5 (с ошибкой не более 5%) можно пользоваться формулой для одиночной скважины, дебит которой равен дебиту кольцевой системы скважин (при гс— R0). Площадная система скважин в неограниченном пласте. Площадное расположение скважин заменяется большим колодцем с радиусом RQ=√ F/П(ПИ) или R0=P/2П (где F и Р — соответственно площадь и периметр участка расположения скважин), для которого расчетные формулы имеют такой же вид, как и для кольцевой системы, только вместо fК используется fл.Безразмерное гидравлическое сопротивле¬ние fл вызываемое работой площадной системы скважин, определя¬ется в зависимости от значения параметров r= r/R0 и Fa—at/R02 по графику.Оно позволяет определять величину понижения уровня в любой точке и в любой момент времени после начала работы скважин. R для линейной и кольцевой при одинак. Расст. м/д СКВ. 2δ = rП=δ/П . 22.ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПА СУПЕРПОЗИЦИЙ ТЕЧЕНИЙ КАК ОБЩЕГО МЕТОДА РАСЧЕТА ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ СКВАЖИН (ДРЕН).В условиях установившегося движения подземных вод взаимодей¬ствие скважин проявляется при расположении их па расстояниях меньших, чем радиусы влияния. Вследствие наложения полей снижен¬ных напоров от действия отдельных скважин происходит более су¬щественное, чем гири отсутствии взаимодействия, снижение уровня подземных вод, либо при равном снижении "подземных вод умень¬шается суммарный дебит взаимодействующих скважин. Расчеты взаи¬модействующих скважин выполняют на основе метода наложения течений (суперпозиции), согласно которому результирующее иоле опре¬деляется простым алгебраическим сложением независимо от рассмат¬риваемых полей отдельно действующих скважин. В простейшем слу¬чае этот метод был рассмотрен при выводе формул для скважины, расположенной у реки (см. гл. IX). Применительно к определению величины понижения уровня в одной из л взаимодействующих скважин решение, основанное на принципе суперпозиции, можно записать в общем виде так: SC = S0+ (∆S1 + ∆S2 + ... +∆Sn), (IX .38) где So— понижение уровня в рассматриваемой скважине от ее действия (как одиночной); ∆S1 + ∆S2 + ... +∆Sn — понижения уровня на стенке рассматриваемой скважины от действия всех остальных взаимодействующих скважин. 26.ПРИВЕДЕННЫЕ СИСТЕМЫ СКВАЖИН(ДРЕН).Понятие «большого колодца».при определении водопритока или оценке величины понижения уровня реальные системы взаимодей¬ствующих скважин можно заменять одной фиктивной скважиной (колодцем) с. радиусом, равным радиусу круга, площадь которого равна площади расположения скважин. Полученная формула извест¬на как формула «большого колодца». Она широко используется на практике для определения водопритоков к выработкам шахт, карье¬рам, группам скважин и другим системам горных выработок. Реаль¬ные контуры горных выработок приводят к круговому такой же пло¬щади в плане F. Радиус получаемого таким образом колодца определя¬ют, исходя из площади F по формуле rо=√F/Π=0,65√F (IX.44) Для грунтового потока формула «большого колодца» имеет вид QΣ=1,366k(2He-S0)S0/lg(R/r0) 27.РАБОТА СКВ.В УСЛОВИЯХ ПЕРЕТЕКАНИЯ.ПОНЯТИЕ «БОЛЬШОГО КОЛОДЦА». Добавлено (2009-01-23, 10:59 Pm) --------------------------------------------- 23.ФИЛЬТРАЦИОННАЯ СХЕМАТИЗАЦИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ.Граничные условия.На проницаемых границах обычно граничные условия задаются в виде значений напора или закономерности его изменения во времени H=f{t), Которые называются граничными условиями первого рода. Граничные условия первого |рода наблюдаются на границах подзем¬ных потоков с поверхностными водотоками, уровень воды в которых либо не изменяется — H=const (контуры постоянного напора), либо изменяется по какому-нибудь закону (контуры переменного напора). При эксплуатации скважин с постоянным понижением уровня воды (самоизлив или насосная эксплуатация) граничные условия первого рода H==const соблюдаются в самой скважине. Непроницаемые или слабопроницаемые границы обычно характе¬ризуются значением проходящего через них расхода потока или закономерностью его изменения во времени Q=f(t), т. е. соблюдением граничных условий второго рода. Граничные условия второго рода имеют место в скважинах при эксплуатации их с заданным расходом (на практике часто принимают постоянство расхода скважины Q = const); на границах потоков с непроницаемыми или слабопроницаемыми поро¬дами, когда величиной поступающего расхода можно пренебречь (Q=const=0); на контактах с непроницаемыми тектоническими нару¬шениями. Граничное условие третьего рода выражает линейную зависимость расхода от разности напоров и имеет место при рассеянном питании или расходовании вод на грани¬цах потоков в условиях гидрав¬лической взаимосвязи водоносных горизонтов, разделенных слабоводопроницаемыми слоями Количествен¬но задаваемая при этом величи¬на расхода определяется ужеI известным выражением q=ko (H1-H2)/m0 На границах сочленения двух неоднородных по проницаемости водоносных горизонтов соблюдается граничное условие четвертого рода — неразрывность течения потоков, заключающееся в том, что расходы и напоры потоков в элементарных сечениях у границы их сочленения равны, т. е. HL1=HL2;gL2= gL1 29.ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧ. ПАРАМЕТРОВ ПО ДАННЫМ ОПЫТНЫХ РАБОТ ПРИ ПОСТ.РАСХОДЕ. При значительном количестве наблю¬дательных скважин результаты кустовых откачек для определения расчетных параметров следует обрабатывать графоаналитическим методом, позволяющим получать более обоснованные осредненные, значения по всем возможным определениям. При сопоставлении по¬нижений уровня по двум точкам получают выражение, которое может быть представлено в виде уравнения прямой линии в координатах ∆S—lgr .Это дает основание для попарного сопоставления понижении уровня по всем наблюдатель¬ным и центральной скважинам. Для построения графика по оси ординат откладывают разность понижений уровня по рассматриваемой паре скважин ∆S =Si-Si+1а но оси абсцисс — логарифм отношения расстояний этих скважин от центральной lg(ri+1/ri) (при анализе пар центральная — наблю¬дательная по оси абсцисс откладывают значения lg (гна6д/гс). При таком построении точки, отвечающие парам скважин, располагаются по двум прямым, одна из которых отвечает парам наблюдательных скважин, другая — парам скважин, из которых одна наблюдатель¬ная, другая центральная (рис.). Прямая / на рис., получаемая по парам наблюдательных скважин, описывается уравнением ∆S=0,366/km * lg(ri+1/ri) а прямая 2, отвечающая паре центральная — наблюдательная, урав¬нением ∆S=0,366/km * lg(ri/rc +ζ0) Добавлено (2009-01-23, 11:00 Pm) --------------------------------------------- Из уравнений (XI. 17) и (XI. 18) следует, что прямые1 и2 параллель¬ны одна другой, имея угловой коэффициент В-0,366Q/(£m). При этом: прямая 1, отвечающая парам наблюдательных скважин, проходит через начало координат, а прямая 2 имеет начальную ординату В=0,366Q/km , А=(0,366Q/km ) ζ0 Построив по опытным данным прямые и получив с графика чис¬ленные величины А и В, определяют значения расчетных параметров: km=0,366Q/B и ζ0=А/В Значение коэффициента В находят из осрсдненных по опытным точкам прямых непосредственно на графике, выбирая для вычисле¬ний две произвольные точки, лежащие на прямой (рис.), и опре¬деляя В по формуле B=∆S2-∆S1 /(lg r)2-(lg r)1 Значение А снимается непосредственно с графика как отрезок, отсекаемый прямой 2 на оси ординат. Радиус влияния R при опреде¬ленных по формулам (XI. 19) значениях водопроводимости и пока¬зателя внутреннего сопротивления ζ0 можно рассчитать по следую¬щему выражению: R = rce(ПkkmSc) / Q) - ζ0 Из уравнений (XI. 17) и (XI. 18) следует, что прямые1 и2 параллель¬ны одна другой, имея угловой коэффициент В+0,366Q/(km). При этом: прямая 1, отвечающая парам наблюдательных скважин, проходит через начало координат, а прямая 2 имеет начальную ординату/ Графоаналитический метод определения параметров применим и при обработке опытных откачек из грунтовых вод .Если пониже¬ние уровня составляет не более 15—20% мощности потока Не, то расчеты ведут по изложенной выше методике, как для напорных вод. В противном случае при построении графиков вместо ∆S следует учитывать значение AS — (2He—St—Sihl) (Si—S/41). Тогда расчет¬ные формулы (ХЬЮ) и (X 1.21) соответственно изменятся: k= 0,73Q/B; ζ0 = А/В и R = rce(Пk(2Не-Sc) Sc / Q) - ζ0 Основными параметрами, которые определяют при обработке ре¬зультатов откачки на основе теории неустановившейся фильтрации, являются коэффициенты фильтрации к, водопроводимости km, пиезо¬проводности (или уровнепроводности) а, показатель суммарного со¬противления скважины ζ0, коэффициент водоотдачи μ (пли упругой водоотдачи μ*) и др. Расчеты по формулам неустановившейся фильтрации В условиях кратковременных откачек либо при использовании первого периода длительных откачек определение расчетных гидро¬геологических параметров проводят на основе методов подбора и эталонной кривой. 30АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ.По данным откачек при установившемся режиме фильтрации и определяют зависимость дебита от понижения уровня Q=f(Sc), коэффициент фильтрации и водопроводимость, радиус влияния и внутреннее фильтрационное сопротивление скважины. Методы обработки опытных данных основаны на использовании Добавлено (2009-01-23, 11:00 Pm) --------------------------------------------- аналитических решений в различных их модификациях в соответствии с характером и полнотой полученной информации. Аналитические методы: Основными расчетными зависимостями для определения параметров являются формулы Ж. Дюпюи для артезианской и грунтовой скважин. По этим формулам при установленных в процессе откачки величинах дебитаQ и понижения So можно определить соответственно водопроводимость T и коэфф. Фильтрации k: T=0,366Qlg(R/r)/Sc ; k=0,73Qlg(R/r)/(2He- Sc)Sc Так как достоверное определение радиуса влияния затруднительно, то и определение Tи k будет ориентировочным. Более надежно определение этих параметров по результатам кустовых откачек. Показатель фильтрационное сопротивления складывается из несовершенства по степени вскрытия и несовершенства по характеру вскрытия. Прямое определение весьма затруднительно. Определение проводят на основе кустовых опытных откачек. Расчетные формулы для определения водопроводимости по данным кустовых откачек из совершенной скважены могут быть получены аналогично вышеизложенному, если в исходных формулах принять поправки на несовершенство скважин равным 0. 32.ЗАЩИЩЕННОСТЬ ВОДНОСТНЫХ ГОРИЗОНТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ. Чтобы оценить защищенность гор-та нужно определить: 1) время проникновения 2) по топографич.карте опред.,где озеро,пруд, ледник, то там возможен водоупор. Если время проникнов. 400 сут., то не должно быть никаких вредных объектов(машины,орошение) 33.ФОРМЫ ПЕРЕНОСА И РАССЕЯНИЯ КОМПОНЕНТОВ В П.В. Формы переноса : конвективный, диффузионный и Гидродисперсный перенос между твердыми и жидкими фазами. Конвективный перенос – наиболее распространенный вид миграции в зоне интенсивного водообмена. Они представляет собой перенос вещества движущимся потоком п.в. При этом считается что все частицы жидкости перемещаются с одной скоростью = действительной скорости. Диффузионный перенос. Осущ. На молекулярном уровне Перенос вещества потоком п.в. с проникновение в другие подземные среды. Гидродисперсный перенос – процесс рассеивания вещества, сочетающий диффузионный и конвективный перенос. Зависит от неравномерности скоростей в поровом пространстве, от неоднородности среды. 34.ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СОСТАВА П.В. В ФИЛЬТРАЦИОННОМ ПОТОКЕ. Происходят в виде процесса сорбции, ионного обмена, гидратация и дегидратация минералов(обезвоживание), растворение, осаждение, кристаллизация, взаимодействие с геологической средой в виде метаболизма – т.е. обмен веществом с живым организмом. Гидратация - При растворении многих веществ их молекулы (или ионы) связываются с молекулами растворителя, образуя соединения (гидраты), в частном случае когда растворителем является вода. Дегидратация (обезвоживание) - процесс выделения воды из минералов и горных пород. Десорбция - удаление с поверхности адсорбента адсорбированного на ней путем закачки воды непосредственно в нефтяную залежь. Кристаллизационная вода – химически связанная вода в минералах, находящаяся в кристаллической решетке в виде молекул воды. Растворение - переход в раствор всех элементов, входящих в состав минерала, с разрушением кристаллической решетки. Добавлено (2009-01-23, 11:00 Pm) --------------------------------------------- Сорбция - (от латинского «sorbeo» - поглощаю, втягиваю) называют любой процесс поглощения одного вещества (сорбтива) другим (сорбентом), независимо от механизма поглощения. 35МИГРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА ПО СХЕМЕ ПОРШНЕВОГО ВЫТЕСНЕНИЯ. Теоретические границы между водами разной минерализации представляют собой вертикальную плоскость. С1 поршневой фронт, а схема переноса – поршневое вытеснение. Фронт движется с действительной скоростью и при этом процессе вода с конц. Со полностью вытесняет воду с конц. С1. При поршневом вытеснении любой мигрант считается нейтральным, т.е. не взаимодействии с породой и др. компонентами. dl/dt=V/nc =KI/nакт. 36.МИГРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА С УЧЕТОМ ДИСПЕРСИИ И ОБМЕНА. Дисперсия бывает макродисперсия и микродисперсия. Микродисперсия обусловлена характером распределения скорости фильтрации в каждой поре и движущейся воды. Дисперсия в потоке: продольная и поперечная. Продольная микродисперсия развивается в направлении средней скорости. Движение п.в. наиболее четко прослеживается в одномерном фильтрационном потоке, ограниченным проницаемым контуром. Поперечная микродисперсия развивается в одномерном потоке в условиях когда вещество с концентрацией Со=1 поступает на часть водного сечения. | |
| Просмотров: 6712 | Теги: | Рейтинг: 0.0/0 |
Похожие статьи
| Всего комментариев: 0 | |