Расчет дебита совершенного колодца

 

Совершенным будем называть колодец, находящийся на водоупоре, фильтрация в котором происходит через боковую поверхность (рис. 9.5).

Если пробурить скважину, то через некоторое время в ней соберется вода и уровень повысится до уровня грунтовых вод (УГВ), высота слоя воды станет равным Н, установится статический уровень.

При откачке воды из колодца глубина в нем понизится. Из-за разности уровня грунтовых вод и уровня воды в колодце вода будет притекать к колодцу. Через некоторое время в колодце установится постоянная глубина h ₀. Этот уровень, при котором приток равен откачке, будет называться динамическим.

Рисунок 9.5 – Совершенный колодец

 

Разность между статическим и динамическим уровнем – величина откачки

S=H-h_{0 .}

Когда установится динамический уровень, свободная поверхность будет представлять собой кривую депрессии. На расстоянии R кривая депрессии достигает УГВ и становится постоянной. Расстояние от оси колодца до точки пересечения кривой депрессии со статическим уровнем называется радиусом влияния колодца.

Живые сечения фильтрационного потока являются круглоцилиндрическими поверхностями с осью, проходящей через центр колодца. Площадь живого сечения, находящегося на расстоянии r от центра колодца

 

w=2πrh,

 

h – глубина в этом сечении.

 

Гидравлический уклон кривой депрессии можно записать

 

i= .

Количество воды, которое можно откачать из колодца за единицу времени называется дебитом колодца, с учетом формулы Дарси

 

Q=ωυ=ωki=2πrhk .

Интегрируем это уравнение от r_o до r, соответствующего сечению с глубиной h

.

 

Отсюда дебит совершенной скважины при h=Н и r=R

 

.

Радиус влияния находится по эмпирической формуле Зихарда

 

R=3000 S ,

S – понижение уровня;

k – коэффициент фильтрации.