Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Thủy văn nước dưới đất: Phần 1 gồm nội dung 5 chương đầu tài liệu. Nội dung phần này trình bày kiến thức tổng quan, phương trình cơ bản nước dưới đất, dòng chảy vào giếng, các yếu tố ảnh hưởng đến mực nước ngầm, mô hình hóa nước dưới đất.
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM ĐỀ THI: GIỮA KỲ HK I71 Khoa Kỹ Thuật Địa Chất Dầu Khí MƠN: CƠ SỞ THỦY ĐỊA CƠ HỌC Bộ mơn Địa Kỹ Thuật MSMH: GE2021 HỌ VÀ TÊN: LÝ ĐẶNG THÁI THỊNH MSSV: 1513253 ĐỀ BÀI Bài 1: (2 điểm) Xác định lưu lượng giếng nước đường kính 168mm, khoan qua tầng đất không đồng gồm lớp có hệ số thấm khác hình vẽ, trị số hạ thấp mực nước S 10m Ống lọc xuyên suốt toàn bề dày tầng chứa nước Các số liệu khác cho hình vẽ Hình 1: Giếng hồn chỉnh tầng chứa nước khơng đồng Bài 2: (3 điểm) Một tầng cát nằm ngang chứa nước áp lực có bề dày khơng đổi m = 30m cách mặt đất 10m, mực áp lực cách mặt đất 2.5m, có hệ số thấm k=30m/ngđ Xác định lưu lượng giếng có đường kính d = 0,22m đào cắt qua toàn tầng chứa nước với trị số hạ thấp mực nước S = 6m Hỏi, với trị số hạ thấp mực nước S nào, lưu lượng giếng đạt Q = 20l/s Các thông số khác cho hình vẽ Hình 2: Giếng khoan khơng hồn chỉnh tầng chứa nước có áp Bài 3: (5 điểm) Thực thí nghiệm bơm hút trường tầng chứa nước ngầm với cụm giếng gồm giếng bơm hút giếng quan sát hình vẽ, đường kính giếng bơm hút 220mm, lưu lượng bơm hút 20l/s Yêu cầu xác định hệ số thấm cho tầng chứa nước; Tính tốn lưu lượng cần thiết để bơm hút tháo khơ cơng trình có tiết diện hình chữ nhật kích thước 30x50m đào tầng hầm sâu 10m Bố trí giếng bơm hút với lưu lượng Qw = 25l/s chu vi cơng trình, tính tốn kiểm tra độ hạ thấp góc trung điểm vách cơng trình Hình 3: Sơ đồ bơm hút thí nghiệm tầng chứa nước khơng áp BÀI LÀM Bài 1: Tóm tắt: 0,168 rg 0,084m (bán kính giếng) k1 15m / ng (hệ số thấm lớp 1) k2 30m / ng (hệ số thấm lớp 2) Sg 10m (độ hạ thấp giếng) He1 18 15m (bề dày tầng chứa nước trước bơm) He2 15 20 35m (cột áp trước bơm) m 20m (bề dày tầng chứa nước có áp lớp 2) H g 25m ( cột nước giếng bơm lớp 2) HCKB ( cột nước giếng bơm lớp 1) Tính Q = ? Bài giải: Vì phễu hạ thấp nằm lớp cùng, giả thiết vận động nước đất đến lỗ khoan lớp độc với lưu lượng lỗ khoan tổng lưu lượng lớp chảy đến lỗ khoan: Q = Q1 + Q2 Lớp 1: giếng hồn chỉnh khơng áp Cơng thức kinh nghiệm tính bán kính ảnh hưởng R: R1 2Sg k1He1 10 15 15 300m Q1 1,366k1 (2H e1 Sg )Sg (2 15 10) 10 1,366 15 1153m3 / ngd R 300 lg lg 0,084 rg Lớp 2: giếng hồn chỉnh có áp Cơng thức kinh nghiệm tính bán kính ảnh hưởng : R 2Sg k2 He2 10 30 35 648m Q2 2,73k mSg 2,73 30 20 10 4214m3 / ngd R 648 lg lg 0,084 rg Q Q1 Q2 1153 4214 5367m3 / ngd Bài 2: Tóm tắt: m = 30 m k = 30m/ngđ rg 0,11m S=6m R = 500m lo 8m Tính Q ? Với Q = 20 l/s tính S = ? Bài giải: Xác định lưu lượng giếng theo công thức Verigin N.N: Q 2,73k mS R lg 0,217g rg (1) Để xác định hệ số hiệu chỉnh g tìm tỷ số lo / m m / rg : lo 0,27 0,3 m 30 m 30 273 200 rg 0,11 Tra bảng 9.1 trang 81 sách hướng dẫn thực hành địa chất thủy văn, ta được: g 17,7 , thay giá trị vào cơng thức (1) ta có: 30 Q 2,73 30 lg 500 0,217 17,7 0,11 1966m3 / ngd Khi Q = 20 l/s =1728 m3 / ngd , Tính S = ? Đối với giếng có áp: S Q R ln 1 (I) 2km rg Để xác định hệ số 1 ta tìm tỷ số lo / m m / rg tra đồ thị hình 9.3 trang 79 sách hướng dẫn thực hành địa chất thủy văn Như ta tính lo / m 0,3 m / rg trị vào cơng thức (I) ta có: S 200 , tra đồ thị ta có: 1 , thay giá 1728 500 ln 5,33m 3,14 30 30 0,11 Bài 3: Tóm tắt: rg 0,11m (bán kính giếng bơm hút) S0 12m (độ hạ thấp mực nước giếng BH) S1 5m,S2 2m (độ hạ thấp mực nước giếng QS1, QS2) He 28,5m (bề dày tầng chứa nước) lo 12m (chiều dài ống lọc giếng BH) Q = 20 l/s = 1728 m3 / ngd R1= m (khoảng cách từ giếng quan sát đến giếng bơm hút) R2= 15 m (khoảng cách từ giếng quan sát đến giếng bơm hút) Tính k ? S=10 m F= 30x50 𝑚2 Tính Qbh ? Qw= 25 l/s = 2160 𝑚3/ng Bố trí giếng tính dộ hạ thấp mực nước S góc trung điểm vách Bài làm: Ta có S0= 12 m; S1= m; S2= m Ta dùng hiệu chỉnh Verigin để tính tốn giếng bơm hút khơng hồn chỉnh Do giếng nước ngầm nên độ dày tầng chứa nước bị giảm nửa giá trị độ hạ thấp mực nước giếng trung tâm m’=m-0.5S l l 12 0.53 0.5 m ' m 0.5S 28.5 0.5*12 Giếng trung tâm: m ' m 0.5S 28.5 0.5*12 204.5 200 r r 0.11 Giếng quan sát 1: m ' m 0.5S 28.5 0.5*12 4.5 R1 R1 Giếng quan sát 2: m ' m 0.5S 28.5 0.5*12 1.5 R2 R2 15 Tra bảng 9.1 trang 81 sách” Hướng dẫn thực hành địa chất thủy văn” ta được: ξg=7.86, 1 0,656 , 2 0,0494 Ta dùng công thức 9.40 9.41 sách “Hướng dẫn thực hành địa chất thủy văn” để tính hệ số thấm: Giếng quan sát giếng quan sát 2: 15 lg 0,217 (0,656 0,0494) k 0,732 1728 5,07m / ngd (2 28,5 2)(5 2) Tương tự ta có : Giếng trung tâm giếng quan sát 1: k=14.55 (m/ngđ) Giếng trung tâm giếng quan sát 2: k=11.3 (m/ngđ) Khi ta có: K tb 5.07 14.55 11.3 10.3 (m/ngđ) Phương pháp giếng lớn: rg F 1500 21,86m 3,14 Bán kính ảnh hưởng: R rg 10S k 21.86 10*10 10.3 342.8 (m) Lưu lượng cần bơm hút để tháo khơ cơng trình: Q 1,336k (2H e S)S (2 28.5 10) 10 = 1.336 10.3 5410.4 (m3/ngđ) 342.8 R lg lg 21.86 rg Số lượng giếng cần bố trí : n Q 5410.4 (giếng) Qw 2160 A P H C B o Q K D Bố trí giếng điểm M,N,O hình vẽ Khi AB = 50m, AC = 30m Đặt: Khoảng cách AM, AO, AN d1, d2, d3 Khoảng cách HM, HO, HN d4, d5, d6 Khoảng cách QM, QO, QN d7, d8, d9 d4 =HM=12.5 m, d8 =AH=15 m, d5 =HO=25 m, d6 =HN=37.5 m d1 d7 d9 AM AH HM 152 12.52 19.53 m d2 AO AH HO2 152 252 29.15 m d3 AN AH HN 152 37.52 40.39 m Kiểm tra độ hạ thấp mực nước đỉnh A, B, C, D trung điểm vách cơng trình tiết diện hình chữ nhật Vì tính đối xứng cơng trình có tiết diện hình chữ nhật nên ta có: SA=SB=SC=SD=he – hA = he he R3 ) d1 * d * d3 * Kth Qw *ln( 342.83 2160*ln( ) 19.53* 29.15* 40.39 28.5 28.5 =10.7 (m) > mực hạ thấp yêu cầu (10 m) 3.14*10.3 R3 ) d * d5 * d * Kth Qw *ln( SH = SK = he-hH= he he 342.83 2160*ln( ) 12.5*25*37.5 28.5 28.5 =12.11 (m) > mực hạ thấp yêu cầu 3.14*10.3 R3 ) d * d8 * d * Kth Qw *ln( SP=SQ=he-hQ = he he 342.83 2160*ln( ) 19.53*15*19.53 28.5 28.5 =13.64 (m) > mực hạ thấp yêu cầu 3.14*10.3 Kết luận: Vậy cách bố trí giếng cho ta giá trị hạ thấp mực nước đạt yêu cầu