Приток подземных вод к водозаборным сооружениям. Совершенные и несовершенные скважины

 

Основные закономерности движения подземных вод определяются составом, условиями залегания водоносных и водоупорных пород, их фильтрационными особенностями и другими факторами.

В результате водозабора из горных выработок вокруг последних возникает понижение уровня подземных вод или депрессионная воронка, имеющая максимальный наклон у стенки выработки и по мере удаления от нее постепенно выполаживается и практически сопрягается с уровнем первоначального напора, Н. Расстояние от оси выработки до точки сопряжения депрессионной кривой с линией первоначального положения уровня называется радиусом влияния, R.

Размеры воронки депрессии вокруг горной выработки увеличиваются с течением времени и подчиняются зависимости

 

,

 

где R – радиус воронки депрессии;

a – коэффициент уровнепроводимости

(пъезопроводимости) дренируемого пласта;

t – расчетное время.

В практике гидрогеологических расчетов для приближенного определения радиуса влияния при непродолжительных откачках грунтовых вод и при откачке из ствола шахты широко используется формула И.П. Кусакина

 

,

 

а для напорных вод – формула В. Зихардта

 

,

 

где k – коэффициент фильтрации, м/с;

S – понижение уровня подземных вод, м;

H – мощность водоносного горизонта, м.

Сниженный уровень воды в дрене в результате продолжительной откачки, соответствующий остаточному (высоте h), называется динамическим в отличие от статического уровня, который соответствует первоначальному уровню Н. Величина S, на которую понижается уровень воды в выработке, называется понижением и определяется

 

S = H – h (3.14)

 

 

По мере удаления от колодца величина понижения уровня уменьшается и на расстоянии, равном радиусу влияния, R, близка к нулю.

Для безнапорного потока, где вода не полностью занимает сечение пласта, характерны свободный уровень (или зеркало грунтовых вод) и давление на поверхности пласта, равное атмосферному.

При напорном движении водоносный пласт полностью заполнен водой, при вскрытии которого уровень, называемый пьезометрическим, устанавливается выше его кровли.

При откачке подземных вод из горной выработки практически нельзя получить установившегося движения подземных вод. Однако, если при продолжительной откачке с постоянной интенсивностью уровень воды в ней почти не изменяются во времени, приток подземных вод к горной выработке можно считать установившимся.

Совершенная скважина - буровая скважина, пройденная через всю водонасыщенную толщу пород, доведенная до водоупора, длина водоприемной части которой совпадает с мощностью водоносного пласта.

Несовершенная скважина - буровая скважина, не полностью вскрывшая водонасыщенную толщу пород, длина водоприемной части которой меньше мощности водоносного пласта.