Расчет дрены без фильтрующей шоры

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 9Следующая ⇒

2. Дрена расположена в толще водоносного пласта

r_o – радиус дренажной трубы

Уравнение кривой депрессии:

y₁, y₂ – координаты кривой депрессии, соответствующие абсциссам х₁ и х₂.

б) Система горизонтальных дрен.

Применяется для более быстрого понижения уровня грунтовых вод в пределах некоторой площади. Дрены располагаются в плане в направлении гидроизогипс (Н_ст = const) для перехвата грунтового потока. Необходимая глубина понижения грунтовых вод называется “нормой осушения” С (см. рис.).

При расчете системы горизонтальных дрен необходимо установить глубину заложения дрен, которая должна быть такой, чтобы наивысшая точка кривой депрессии между двумя дренами была ниже т.н. нормы осушения; при этом глубина заложения дрен будет зависть от рельефа местности, коэффициента фильтрации и расстояния между дренами.

Например, для дрен, уложенных на водонепроницаемом слое:

С – норма

осушения

Уравнение кривой депрессии:

где х,y – координаты точек кривой депрессии;

S – половина расстояния между дренами;

h_o – глубина воды над дреной;

h – глубина воды над водонепроницаемым слоем в середине между

дренами.

Если притока грунтовых вод извне (инфильтрацией) нет, то

β – водоотдача грунта

Расстояние между дренами:

Удельный приток к дренам:

Время работы дренажа t задается исходя из требований к скорости достижения “нормы осушения” С (см. выше).

Напорное движение грунтовых вод

Рассмотрим случай, когда водоносный слой располагается между двумя водонепроницаемыми слоями и находится под избыточным давлением.

Если в таком пласте заложить скважину (колодец) и производить откачку, то толщина водоносного слоя в отличие от п. 9.2. изменяться не будет, а вместо этого будет изменяться давление в пласте, убывая по направлению к колодцу.

♦ Если глубина колодца меньше напора, соответствующему давлению в пласте до начала откачки, то колодец (скважина) будет фонтанировать артезианские скважины.

А – толщина (мощность) водоносного слоя.

Аналогично п. 9.2. для цилиндрического сечения водоносного пласта, взятого на расстоянии х от оси колодца:

Подставив и разделив переменные, получим:

Проинтегрировав это уравнение по h от Н_д до Н_ст, а по x от r_o до R, получим:

Уравнение кривой депрессии:

Дебит колодца (скважины) при напорной фильтрации

или

где К – коэффициент продуктивности скважины (зависит от параметров пласта k, А и от параметров скважины r_o).

Дебит зависит от понижения уровня (Н_ст – Н_д) линейно (есть понятие удельный дебит ): = дебит при понижении уровня на 1 м.

♦ Исследование скважин (для определения К) методом пробных откачек:

Основы газовой динамики

При движении сжимаемых сред (газов) могут иметь место переходы механической энергии в тепловую и обратно. Поэтому в качестве закона сохранения энергии следует использовать 1 закон термодинамики (более общий закон по сравнению с законом сохранения механической энергии (уравнение Бернулли)).

где:

или:

♦ Если движение газа происходит без теплообмена с окружающей средой, то dq = 0.

♦ Если течение изотермическое, то Т = const → dU = 0 (т.к. U = с_рТ).

♦ Если жидкостьнесжимаемая, v = 1/ ρ = const .

И тогда из этого уравнения получим

(**) Известное всем уравнение Бернулли

Движение газа по трубам

Применение: системы газоснабжения, воздухоснабжения, пароснабжения, вентиляции и др.

Основная отличительная особенность ( по сравнению с несжимаемыми жидкостями): Давление падает → плотность падает,→ скорость растет (по длине трубопровода от начала к концу), т.е.: р↓→ρ↓→ w ↑→ Q ↑ (М = const ).

Для изотермического течения газа в трубах при небольших скоростях и давлениях можно использовать уравнение Бернулли в дифференциальной форме (**) для участка d ℓ, на котором изменениям ρ и w можно пренебречь.