Определение радиуса влияния одиночной скважины

 

Радиус влияния скважины - это расстояние от скважины, из которой проводится откачка, до границ ее влияния. Зона влияния скважины определяется гидродинамическим полем данной скважины.

Влияние любой откачки через определенный промежуток времени распространяется до границ водоносного горизонта (уреза, водоема, соседних водонепроницаемых пород и т.д.). В практике при расположении скважины на значительном расстоянии от границ водоносного горизонта их влияние не учитывают.

 

Таблица 2.4

Ориентировочные значения удельных дебитов

Горные породы	Коэффициент фильтрации, м/сутки	Удельный дебит, л/с
Скальные, сильнотрещиноватые; гравийно-галечниковые отложения	60-70	≥5-10
Скальные, трещиноватые; мел, гравийно-галечниковые отложения с примесью мелких частиц, разнозернистые гравелистые пески	20-60	1-10
Слаботрещиноватые (песчаники, доломиты, мергели, сланцы); разнозернистые пески	5-20	0,1-1
Мелкозернистые пески	≤5	0,01-0,5

 

Расстояние, за пределами которого влияние откачки практически отсутствует, принимается за радиус влияния откачки. Для хорошо изученных районов величину радиуса влияния рекомендуется определять опытным путем. Для мало изученных районов величину радиуса влияния ориентировочно можно рассчитывать по формулам или принимать по таблице их вероятных значений (табл.2.5).

Таблица 2.5

Зависимость величины радиуса влияния от удельного дебита скважин

Радиус влияния R, м	500-300	300-100	100-50	50-25	25-10
Удельный дебит, м^3/ч	7,2	7,2-3,6	3,6-1,8	1,8-1,2	1,2-0,7	0,7

Величина радиуса депрессии R при опытной откачке из одиночной скважины в безнапорных условиях с понижением уровня на несколько метров может колебаться примерно в следующих размерах (в метрах):

пески: мелкозернистые	25-200
среднезернистые	100-500
крупнозернистые	400-1000

Вероятные значения радиуса депрессии для рыхлых пород при откачках из вертикальных выработок продолжительностью в несколько суток, по Д.И. Щеголеву, приведены в табл. 2.6.

Таблица 2.6

 

Вероятные значения радиуса депрессии (по Д.И. Щеголеву)

 

Порода	Размеры преобладающих частиц, мм	R, м
Песок:
тонкозернистый	0,05-0,1	25-50
мелкозернистый	0,1-0,25	50-100
среднезернистый	0,25-0,5	100-200
крупнозернистый	0,5-1,0	300-400
грубозернистый	1,0-2,0	400-500
Гравий:
мелкий	2,0-3,0	500-600
средний	3,0-5,0	600-1500
крупный	5,0-10,0	1500-3000

 

По С.А. Колю, при откачках из скважин радиус влияния зависит от удельной депрессии и, следовательно, от удельного дебита и имеет следующие значения:

Удельный дебит, (л/с)/м	2,0	2,0-1,9	1,0-0,5
Радиус, м	>300-500	100-300	50-100
Удельный дебит, (л/с)/м	0,5-0,33	0,33-0,2	0,2
Радиус, м	25-50	10-25	<10

 

Формулы для определения радиуса влияния для безнапорных вод:

- Шульце R = 60√(6HkT/μ);

- Вебера R = 74√(6HkT/μ);

- Кусакина R = 47√(6HkT/μ),

где R - радиус влияния, м; H - мощность безнапорного водоносного горизонта, м; k - коэффициент фильтрации, м/сутки; T - время от начала откачки до момента получения стационарной воронки депрессии, ч; μ - водоотдача в долях единицы (по лабораторным определениям 0,2).

Примерное значение радиуса влияния в скальных и мелкозернистых водоносных породах, по М.Е. Альтовскому, приведено в табл. 2.7.

В практике проектирования разведочно-добывающих скважин для нахождения ориентировочного радиуса влияния в рыхлых грунтах с коэффициентом водоотдачи порядка 0,3 используют следующие эмпирические формулы:

- для безнапорных вод при значениях понижений не выше 40-50 м - формулу Кусакина R = 2S√km;

- для напорных вод - формулу Зихарда R = 10S√k.

Коэффициент фильтрации можно определить по формуле k = 130q/m.

Пример. Удельный дебит скважины q = 0,1 (л/с)/м, средняя мощность водоносного горизонта 20 м, понижение уровня воды в скважине 20 м, k= (130·× 0,1)/20 = 0,65 м/с.

Тогда R = 10 × 20√0,65 = 160 м.

По предложению В.Н. Щелкачева, для практических расчетов понижений уровня на длительный период эксплуатации водозабора в условиях пласта "неограниченных размеров" величину радиуса питания скважины R можно заменить величиной приведенного радиуса влияния R по формуле:R = 1,5√at, где t - время от начала работы водозаборной скважины; a - коэффициент пьезопроводности при использовании артезианских вод и коэффициент уровнепроводности при использовании грунтовых вод.

 

Таблица 2.7

Примерное значение радиуса влияния (по М.Е. Альтовскому)

Водоносные породы	Коэффициент фильтрации, м	Характер водоносного горизонта	Расстояние от наблюдательных скважин до центральной, м	Примерный радиус влияния, м
Скальные, сильнотрещиноватые	≥60-70	Напорный Грунтовый	15-20	30-40	60-80	≥500
Скальные, трещиноватые	60-20	Напорный	6-8	10-15	20-30	150-200
Грунтовый	5-7	8-12	15-20
Гравийно-галечниковые, чистые, без примеси мелких частиц, однородные крупнозернистые и среднезернистые пески	≥60-70	Напорный	8-10	15-20	30-40	200-300
Грунтовый	4-6	10-15	20-15
Гравийно-галечниковые со значительной примесью мелких частиц	60-20	Напорный	5-7	8-12	15-20	100-200
Грунтовый	3-5	6-8	10-15
Неоднородные разнозернистые и мелкозернистые пески	20-5	Напорный	3-5	6-8	10-15	80-150
Грунтовый	2-3	4-6	8-12