Контрольная работа

По геологии

 

 

Задача 1

 

Аллювий первой надпойменной террасы представлен песками с коэффициентом фильтрации k=20 м/сут. Пески подстилаются горизонтально залегающими глинами. Поток грунтовых вод направлен от водораздела и дренируется рекой. Мощность подземных вод на урезе реки hр =25 м.На расстоянии l= 2000 м от реки располагается городская застройка. Мощность грунтового потока здесьhе=35м, глубина до воды hа=8м. Выше по потоку подземных вод на водоразделе проектируется массив орошения шириной 2В = 4000м. Интенсивность инфильтрации от орошения составит: м/сут.

Определить необходимость сооружения дренажа при условии, что уровень грунтовых вод в районе застройки не должен быть ближе hoc=3м от поверхности земли. Рассчитать расположение и условия работы вертикального защитного дренажа.

 

Решение:

 

Безымянный.bmp

 

1. Определим величину подпора уровня под городской застройкой в результате дополнительного орошения. Максимальная величина подпора при стабилизации повышения уровня определяется по формуле:

=

 

то есть происходит подтопление, поскольку

 

; 39.3-35=4.3 м > 3 м.

 

2. Определим естественный расход потока и его направление:

 

 м2/сут

 

знак <<->>показывает, что поток направлен против оси Х

3. Основным фактором подтопления является увеличение притока воды из-за дополнительной инфильтрации при орошении. Со стороны против зоны орошения величина притока при стационарном режиме фильтрации останется равной qе, так как условия формирования потока с этой стороны дренажа не изменились.

4. Используем знание расхода со стороны водораздела после сооружения дренажа для определения мощности потока на контуре дренажа после его сооружения. Для этого воспользуемся формулой:

 

 

 

причем yос - мощность подземных вод под застройкой при соблюдении нормы осушения определяется по формуле: 35+8-3=40 м.

Выполним расчеты двух конкурирующих вариантов расположения дренажа на расстояниях lд=0,5l от городской застройки параллельно границы зоны орошения: lд1=1000 м (ниже городской застройки) и lд2=1000м (выше городской застройки). Согласно формуле дляlд1=1000 м получим:

 

Для второго варианта вначале определяется расход со стороны зоны орошения по формуле:

 

м2/сут,

 

затем определим мощность потока на линии дренажа по формуле:

 

 

5. Расход воды со стороны зоны орошения для первого варианта найдем по формуле:

 

м2/сут

 

6. Определим величину линейного дренажного модуля qд для каждого варианта по формуле:

 

 м2/сут

м2/сут

 

В этом случае целесообразно сооружение контурного дренажа, располагающегося между водоразделом и городской застройкой, по второму варианту.

7. Выполним гидродинамический расчет линейного ряда дренажных скважин с радиусом фильтра r0=0.1м. При условии что  имеем:

 

 

Из этого выражения необходимо определить расстояние между скважинами, заданное в неявном виде. Далее задача решается подбором и ход расчета сводится в таблицу:

 

 

 

М3/сут

 

 A=

 

 

300

90

1.43

478

6.17

8.82

0,1

500

150

2.39

796

6.68

15.97

0,2

600

180

2.87

955

6.86

19.69

0,22

800

240

3.82

1274

7.15

27.3

0,3

1000

300

4.78

1592

7.37

35.2

0,4

1500

450

7.17

2388

7.78

55.78

0,62

1700

510

8.12

2707

7.9

64.1

0,71

2000

600

9.55

3185

8.07

77.07

0,85

2500

750

11.94

3981

8.29

98.98

1,1

 

 

Расстояние между скважинами

 

Задача 2

 

Девонский водоносный горизонт в песках мощностью m=200 м изолирован от зоны активного водообмена толщей глин мощностьюmр=1000 м. Начальная минерализация девонских подземных водСо=80 г/дм3, активная пористость nа=0,15. Минерализация воды в зоне активного водообмена Со=1г/дм3. Коэффициент диффузии глин Dм=5*10- 6 м2/сут. Требуется:

1. Определить время, за которое произойдет уменьшение минерализации подземных вод девонского горизонта до Сt=3г/дм3.

2. Определить время, в течение которого интенсивность выноса солей уменьшится в 2 раза по сравнению с первоначальной интенсивностью.

 

Решение:

1. Составим расчетную схему массопереноса соленых вод из девонского водоносного горизонта в зону активного водообмена.

 

сканирование0002.jpg

2. Учитывая значительную мощность разделяющего прослоя глин, можно предположить, что скорость вертикальной фильтрации равна нулю. С другой стороны, между зонами застойного режима (воды девона) и активного водообмена (верхний водоносный горизонт) существует начальный градиент концентрации по сумме солей, равный:

Следовательно, массоперенос солей через толщу глин будет происходить по схеме диффузионного переноса.

3. Определим относительную концентрацию солей в девонском горизонте через искомое время t, исходя из заданного условия, что к этому времени она достигнет значения Сt=3,0 г/дм3:

 

 

и рассчитаем коэффициент b:

 

 

4. Найдем искомое время:

 

или 60млн лет

 

5. Начальная интенсивность выноса солей определялась разностью концентраций в нижней и верхней зонах, составившей:

 

()=80-1=79 г/дм3.

 

Двукратное уменьшение интенсивности выноса соответствует уменьшению этой разности до 39.5 г/дм3 и

,

 

тогда

 

сут или 11 млн лет

 

Задача 3

Из накопителя промышленных сточных вод будет происходить фильтрация в горизонт глинистых песков мощностью 20 м с коэффициентом фильтрации k=2м/сут, активной пористостью na=0,15. Определить положение границы поршневого вытеснения чистых подземных вод сточными водами и размеры переходной зоны от загрязнения в накопителе при =0,4%. Период прогноза t=25 лет. Миграционные параметры глинистых песков: Dм=1см2/сут, δ1=5см. Уклон естественного потока грунтовых вод Iе=0,010. Определить время, через которое загрязнение с =0,4% достигает водозаборной скважины, удаленной на расстояние l=400 м.

 

Решение:

  1. Определим положение фронта поршневого вытеснения по формуле:

 

 

2. Определим коэффициент гидравлической дисперсии по формулам:

 

3. Исходя из заданного значения =0,4%=0.004 , определяем по таблице приложения №1 величину

 
скачать титульный лист для работы