§ 2.3. Расчёт групповых водозаборов

В случаях, когда водозаборы сооружаются из большого числа компактно размещенных скважин в пределах выдержанного пласта, для упрощения расчетов можно объединить скважины в единый групповой водозабор: линейный, кольцевой или круговой (площадной).

Общая формула расчета группового водозабора имеет вид

U = , (2.14)

где U – функция понижения (м²), для определения понижения уровня в скважине (S) по формулам:

для напорного горизонта

S = Н_е – Н = , (2.15)

для безнапорного горизонта

S = , (2.16)

где m – мощность водоносного пласта, м;

S – понижение уровня в скважине, м;

∑Q – суммарный дебит скважин, м³/сут.;

К – коэффициент фильтрации, м/сут.;

N₀ – безразмерное гидравлическое сопротивление.

Для различных групповых водозаборов N₀ рассчитывается по формулам табл. 2.3, используется при определении понижения уровня S в центре водозабора.

Таблица 2.3

Формулы расчёта безразмерного гидравлического сопротивления

различных групповых водозаборов

Тип водозабора	При любой длительности откачки	При значительной длительности откачки
Линейный	(2.17)	=2ln (2.18)
Кольцевой	= -Еi () (2.19)	=2ln (2.20)
Площадной	(2.21)	(2.22)

Примечание: формула (2.18) применима при ,

а формулы (2.20) и (2.22) – при 2,5,

где − приведенный радиус влияния, м;

а – коэффициент пьезопроводности, м²/сут;

t – продолжительность работы водозабора, сутки;

l – половина длины линейного водозабора, м;

–приведенный радиус водозабора, м;

P – периметр водозабора, м;

ф – функция ошибок, зависимая от .

При определении (S) в точках, удаленных на z > 1,5 l (линейная система) и z > 1,5 R₀ (кольцевая и площадная системы), следует пользоваться формулой

, (2.23)

а безразмерное сопротивление для всех систем находится по выражениям (2.24)

или , (2.25)

где r – расстояние от точки до водозабора.

При проектировании нескольких взаимодействующих групповых водозаборов расчет функции понижения уровня в пределах расчетного водозабора производится по следующей формуле

, (2.26)

где – безразмерное сопротивление, обусловленное откачкой из водозабора, в центре которого определяется понижение (см. формулы 2.3.4–9);

α₀ – безразмерный коэффициент, характеризующий вклад (доля) указанного водозабора в суммарную производительность всех водозаборов и определяемый по формуле

α₀ = Q₀ / ∑Q, (2.27)

где − дебит расчетного водозабора, м³/сут;

N_вз – безразмерное сопротивление, обусловленное откачкой из всех остальных водозаборов и определяемое по формуле

, (2.28)

где − расстояние между расчетным и взаимодействующим водозаборами, м;

_i = Q_i / ∑Q , (2.29)

_{1 гр} = (Q₁ × n₁) / ∑(Q₁ × n₁) + (Q₂ × n₂). (2.30)

Например, при расчёте U₁ функции понижения уровня для первого водозабора по формуле (2.26) вместо величин α₀ и N₀ используются величины α₁и N₁ первого водозабора, а для N_вз⁽¹⁾ величины всех остальных водозаборов кроме первого, т.е.

N_вз ⁽¹⁾ = α₂×ln(2,25 ×3,5×10⁵×t) / r₁². (2.31)

Формула (3.15) применима при длительной откачке и условии

< (0,05–0,01). (2.32)

Для определения понижения уровня непосредственно в скважине, расположенной в пределах расчетного укрупненного водозабора, к величине , определенной по формуле (2.26), следует прибавить величину, характеризующую дополнительное понижение уровня в скважине

,(2.33)

где – расход скважины, м³/сут;

–радиус скважины, м;

–половина расстояния между соседними скважинами, м.