А = Q/h - величина отбора воды с единицы мощности водоносного горизонта;
B = q/Q = Khi/Q - отношение единичного расхода естественного потока к дебиту водозабора;
С = QT/μh - объем отбора воды с учетом заданной временной характеристики и пористости породы.
В соответствии с излагаемой методикой устанавливается протяженность второго пояса от водозабора вверх (R) и вниз (r) по подземному потоку, а также в обе стороны в направлениях, перпендикулярных потоку (α) (см. рис. 3.1).
Рис. 3.1 - Определение границ 2-го пояса ЗСО:
r – расстояние от места водозабора до границы СЗЗ против направления течения грунтовых вод; R – расстояние от места водозабора до границы СЗЗ по направлению течения грунтовых вод; α – расстояние от места водозабора до границы СЗЗ по перпендикуляру к направлению течения грунтовых вод
Расчеты выполняются по одному из двух основных вариантов: для водозабора, не имеющего гидравлической связи с поверхностным водоисточником, или для водозабора, гидравлически тесно с ним связанного. Для каждого из вариантов предусмотрена возможность определения по графическому или табличному методу с использованием вышеуказанных обобщенных параметров. В случаях с T не более 100 сут применяется табличный метод, в других - графический.
При определении размеров ЗСО одиночного водозабора, расположенного в удалении от поверхностного водоисточника, по графику (рис. 3.2) из точки на оси абсцисс графика, соответствующей полученной величине С, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с одной из кривых в системе R с установленной расчетом величиной В. Из точки пересечения проводят перпендикуляр на ось ординат, где и находят искомое значение R. Аналогично определяют величину r. Величина α, как видно из графика, определяется для всех случаев по одной кривой.
Рис. 3.2
Табличный метод определения размеров ЗСО, подземных водоисточников, не имеющих гидравлической связи с поверхностными источниками, предполагает использование табл. 3.2, где слева даны в возрастающем порядке значения параметра А, а вверху (по горизонтали) - значения параметра В. Соответственно полученным при расчете параметрам А и В на пересечении таблицы находят величины R и r, а далее справа в конце таблицы - величину α. Если величины А и В не совпадают с указанными в таблице, применяют интерполяцию между большей и меньшей величинами (по отношению к найденной).
Границы ЗСО для водозаборов, гидравлически тесно связанных с поверхностным водоисточником, определяют по табл. 3.3.
Примеры расчетов
Задача 1. Для водоснабжения населенного пункта на его окраине пробурена скважина глубиной 110 м. Мощность водоносного горизонта (песчаник) h = 36 м. Водоносный горизонт перекрыт двумя многометровыми слоями глины, глинистых песчаников и суглинков. Дебит скважины Q = 1700 м3/сут. По данным бурения для водоносного горизонта коэффициент фильтрации К = 0,01 м/сут, уклон естественного потока і = 0,001, активная пористость μ = 0,15.
Направление потока
подземных вод скважинаТаблица 3.2
А=Q/h | Породы (характер водоносного горизонта) | μ | В = Khi/Q | Величина α для всех значений | |||||||||||
0,00 | 0,0004 | 0,0008 | 0,0012 | 0,0016 | 0,002 | ||||||||||
R0 | r0 | R | r | R | r | R | r | R | r | R | r | ||||
15 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 0,015 | 60 130 180 | 60 130 180 | 60 150 210 | 60 120 160 | 70 160 240 | 60 110 140 | 70 175 280 | 55 100 120 | 70 190 300 | 50 80 100 | 75 210 350 | 50 70 80 | 60 130 180 |
30 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 0,015 | 80 180 250 | 80 180 250 | 90 210 310 | 75 160 200 | 95 240 370 | 70 140 160 | 100 280 420 | 70 120 140 | 105 300 500 | 60 100 100 | 120 350 600 | 60 80 80 | 80 180 250 |
45 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 0,015 | 100 220 310 | 100 220 310 | 110 270 400 | 90 180 240 | 120 310 500 | 90 150 180 | 130 330 600 | 80 130 150 | 140 400 700 | 70 100 100 | 150 480 850 | 60 80 80 | 100 220 310 |
60 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 | 120 250 | 120 250 | 130 310 | 110 200 | 140 370 | 100 160 | 150 420 | 90 140 | 160 500 | 80 100 | 130 600 | 70 80 | 120 250 |
75 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 | 130 290 | 130 290 | 150 350 | 120 230 | 160 410 | 115 170 | 175 500 | 110 150 | 190 600 | 90 100 | 210 720 | 70 80 | 130 290 |
90 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 | 140 310 | 140 310 | 160 400 | 130 240 | 180 500 | 110 180 | 190 600 | 100 150 | 210 700 | 90 100 | 240 850 | 80 80 | 140 310 |
Таблица 3.3
А=Q/h | Породы (характер водоносного горизонта) | μ | В = Khi/Q | Величина α для значений B | |||||||||||
0,00 | 0,0004 | 0,0008 | 0,0012 | 0,0016 | 0,002 | ||||||||||
R0 | r0 | R | r | R | r | R | r | R | r | R | r | ||||
15 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 0,015 | 50 110 160 | 75 160 230 | 55 130 190 | 70 150 200 | 55 140 220 | 60 140 280 | 60 160 240 | 65 130 160 | 65 180 270 | 60 120 150 | 70 190 800 | 60 105 130 | 50 110 160 |
30 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 0,015 | 70 160 220 | 100 250 320 | 75 190 280 | 95 200 270 | 80 220 350 | 90 180 230 | 90 240 370 | 90 160 210 | 95 270 430 | 80 150 180 | 105 310 500 | 75 130 150 | 70 150 220 |
45 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 0,015 | 85 190 270 | 125 280 400 | 95 240 370 | 120 240 320 | 105 290 450 | 110 210 270 | 100 310 490 | 105 190 240 | 120 350 560 | 95 170 190 | 140 410 550 | 85 140 150 | 85 190 270 |
60 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 | 100 220 | 150 320 | 110 280 | 140 270 | 130 350 | 130 230 | 140 370 | 120 210 | 150 430 | 110 180 | 170 500 | 100 150 | 100 320 |
75 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 | 110 270 | 160 400 | 130 370 | 150 320 | 140 450 | 140 270 | 160 290 | 130 240 | 180 560 | 180 190 | 190 550 | 105 150 | 110 270 |
90 | Рыхлые Скальные | 0,15 0,03 | 120 270 | 180 470 | 140 370 | 160 320 | 150 450 | 150 270 | 180 290 | 140 240 | 200 560 | 130 190 | 220 550 | 110 150 | 120 270 |
Определить и нарисовать границы поясов ЗСО при условии, что в районе скважины нет существенного источника бытовых и других загрязнений и поверхностных водоемов.
Решение. Так как источник водоснабжения не связан с поверхностным водоемом, то для определения размеров ЗСО второго пояса можно пользоваться табличным методом (табл. 3.2). Т = 100 сут.
Рассчитываем необходимые величины
; .По этим данным определяем R0 = 102,93, r0 = 102,93, α = 102,93.
Первый пояс ЗСО согласно СНиП 2.04.02 - 84 п. 10.12 равен 30 м.
Условные обозначения: