Тема 10. Неустановившееся движение радиальных потоков подземных вод с учетом упругого режима

Вопросы неустановившегося движения с учетом упругого ре­жима имеют в настоящее время очень большое значение. Формулы, описывающие это движение, широко используются при гидрогеоло­гических расчетах водозаборных и дренажных скважин.

При проработке темы прежде всего надо усвоить физический смысл объемной упругости воды и пласта, коэффициентов пьезопроводности и уровнепроводности.

Основным уравнением неустановившегося движения радиального напорного потока в неограниченном пласте является уравне­ние Тейса, имеющее вид: .

Для безнапорного потока оно имеет вид:

,

где

S - понижение в скважине;

Q - постоянный дебит скважины;

m - мощность напорного горизонта;

h_e - естественная мощность безнапорного горизонта;

K - коэффициент фильтрации;

r - радиус скважины;

t - время с начала откачки;

a - коэффициент пьезопроводности (уровнепроводности);

E_i - обозначение интегральной показательной функции»

При значениях экспоненциальная функция может быть заменена логарифмической , что значительно упрощает расчеты; ошибка в этом случае не бу­дет превышать 0, 25%.

Следует учитывать, что это уравнение выведено для усло­вий безграничного пласта с постоянной водопроводностью и по­стоянным расходом возмущающей скважины.

Имеются также решения для схемы, когда исследуемый водо­носный горизонт получает равномерное питание из ниже или выше залегающих водоносных горизонтов через относительные водоупоры или путем инфильтрации.

В случае, если пласт является ограниченным и для рассмат­риваемого момента времени воронка депрессии распространилась до границы пласта, при границе с постоянным напором наступа­ет установившееся движение, а при границе с постоянным расхо­дом наблюдается более интенсивное понижение, чем в неограни­ченном пласте. Необходимо знать формулы для этих случаев, а также для определения приведенного радиуса влияния и их выводы.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое упругий режим и чем он обусловлен?

2. Что такое коэффициент упругоемкости, какова объемная упругость воды и породы?

3. Коэффициенты пьезопроводности и уровнепроводности, их физический смысл и методы определения,

4. Уравнение Тейса и условия, для которых оно выведено.

5. Критерии возможности перехода от показательной функ­ции к логарифмической в уравнении Тейса.

6. Уравнение неустановившегося движения радиального по­тока для случая подпитывания из выше или ниже залегающих горизонтов.