Гидротехнические сооружения. Том II

Для определения дебета Q по этой формуле должны быть известны, помимо величины коэфи циента фильтрации грунта k, также отметки: дна колодца или. что то же, подошвы водоносного слоя Я], уровня воды в колодце а 2 , горизонта зеркала грунтовых вод в естественном состоянии а 3 и кроме того отметка кривой депрессии а 4 в некотором известном расстоянии от оси ко лодца X. По этим данным легко определяют h — я., - а 3 — я 4 . (169) Так как в этом случае для получения величины z необходимо сооружение дополнительной наблю дательной скважины, что не всегда представ ляется возможным, то удобнее пользоваться фор мулой (168) в несколько измененном виде. Беря живое сечение потока в сопряжении депресснон ной поверхности с естественным горизонтом зер кала грунтовых вод и в соответствии с этим под ставляя в формулу (168) вместо z мощность водо носного слоя H и вместо х — радиус влияния колодца R, получаем: k [H* - h 3 ) lg R Определяя отметки а х , а 2 И a s , получаем: H =-- я., — а, и h — а., — а { . (170) (171) Таким образом, если известен радиус влияния колодца R, то необходимость в сооружении допол нительной скважины отпадает. Принимая во вни мание однако сказанное выше о затруднитель ности определения R, дня более точных решений первый способ определения Q — по уравнению (168) — следует считать более надежным. Как видим из уравнения (170), влияние раз меров сечения колодца на величину дебета не велико, так как .г 0 входит в уровень дебета только в виде логарифма этой величины. Поэтому обычно и не рекомендуется устройство широких колодцев в тех случаях, когда по конструктивным условиям имеется возможность создать достаточ ную проницаемость стенок колодца. Увеличивая или уменьшая отбор воды из ко лодца, мы тем самым должны изменять и вели чину депрессии s: Изображая уравнение (170) в виде lg (172) R представляет уравнение параболы; а так как величина h свя зана с s простой зависимостью (159), то можно заключить, что изменение величины депрессии в зависимости от изменения дебета происходит по закону параболы, конечно в том лишь случае, если депрессия не находится под влиянием недо статочной проницаемости стенок колодца. Для характеристики зависимости между депрес сией и мощностью водоносного пласта преобра зуем уравнение (170). Подставляя вместо h его выражение из (159), имеем (173) Из уравнения (173) видим, что с уменьшением мощности водоносного слоя при постоянном Q 1,36 замечаем, что зависимость эта lg R х о

ориентировочно в 200 — 500 м для песчаных грунтов г, увеличивая это число для более крупно зернистых грунтов. Ошибка в определении вели чины R не играет существенном роли, так как в расчетные формулы (163) и (167) входит лишь выражение его логарифма, изменение которого с изменением величины R незначительно. г) Замечания относительно несовершенных колодцев и колодцев в наклонных водоемных пластах Полученные выше формулы выведены для совершенных колодцев; для колодцев несовершен ных решение вопроса оказывается более затрудни тельным вследствие явной криволивейности жи вых сечений потока. Практически однако вопрос и для несовершенных колодцев решается помощью выведенных зависимостей (163) и (167), причем можно считать ось дг-ов проходящей через осно вание колодца и, пренебрегая зоной, расположен ной ниже оси .г-ов, отсчитывать ординаты кривой депрессии от оси л*-ов как к в рассмотренных выше случаях. Если рассматривать колодец, расположенный в наклонном водоносном пласте, зеркало грунто вых вод в котором наклонно, то для диаметраль ного сечения колодца плоскостью, нормальной к направлению потока, картина останется той же, что и в рассмотренных выше случаях, так как для этого сечения составляющая скорости движе ния воды в естественном состоянии равна нулю. Для всех остальных сечений колодца диаметраль ными плоскостями — ветви кривой депрессии будут, очевидно, несимметричны. Тогда как с одной стороны колодца скорость притока воды к колодцу будет увеличиваться за счет скорости естественного движения грунтовой воды, с дру гой стороны эта скорость будет, наоборот, умень шаться ею. Вследствие однако весьма незначи тельной обычно скорости движения грунтовой воды в естественных условиях и весьма малых уклонов зеркала грунтовых вод, этот случай не вносит существенных изменений в выводы, полу ченные для горизонтального зеркала грунтовых вод, а потому выведенные выше формулы могут применяться и для этого случая. Вычисленные по этим формулам ординаты кривой депрессии могут откладываться от подошвы наклонного подстилаю щего слоя, что и дает в результате несколько деформированную воронку деипессионной по верхности. \ 12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕБЕТА И ДЕПРЕССИИ КОЛОДЦЕВ Дебетом колодца называется количество воды, даваемое колодцем в условиях установившегося режима фильтрации в единицу времени. Это понятие идентичио таким образом понятию фильтрационного расхода Q рассматриваемого грунтового потока, в соответствии с чем дебет колодца Q может быть найден из формулы Д63)

к (л — /г) 0,731g -Vfl

(168)

Q

1 Проф. H.

H. П а в л о в с к и й .

Гидравли

ческий справочник, 1931 г.