Главная Учебники - Геология Лекции (геология) - часть 1
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: 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: 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 2. Определим естественный расход потока и его направление: 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: 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: затем определим мощность потока на линии дренажа по формуле: 5. Расход воды со стороны зоны орошения для первого варианта найдем по формуле: 6. Определим величину линейного дренажного модуля qд
для каждого варианта по формуле: 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 Из этого выражения необходимо определить расстояние между скважинами, заданное в неявном виде. Далее задача решается подбором и ход расчета сводится в таблицу: М3
/сут 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. 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: 5. Начальная интенсивность выноса солей определялась разностью концентраций в нижней и верхней зонах, составившей: ( Двукратное уменьшение интенсивности выноса соответствует уменьшению этой разности до 39.5 г/дм3
и тогда 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 Решение: 1. Определим положение фронта поршневого вытеснения по формуле: 2. Определим коэффициент гидравлической дисперсии по формулам: 3. Исходя из заданного значения Тогда из формулы Таким образом предельно допустимое загрязнение распространится на расстояние: 4. Определим число Пекле: т.е условие выполняется. 5. Определим время достижения фронтом поршневого вытеснения водозаборной скважины по формуле: Через этот период времени в водозаборную скважину придет раствор с концентрацией Рассчитаем величину переходной зоны через t=0.3*104
по формуле: Время прохождения поршневым фронтом этого расстояния определим по формуле полагая что Таким образом, загрязнение с концентрацией Задача 4 Обработать результаты миграционного опыта. Определить миграционные параметры NH4
-
Решение: 1. Для построения выходных кривой для аммония производится расчет относительной концентрации по формуле: Результаты расчетов сведем в таблицу. Выходные кривые хлоридов и аммония строим на одном графике в координатах 2. Анализ графиков показывает, что фронт поршневого вытеснения хлоридов соответствующий относительной концентрации 0.5 подходит к границе колонны через 8.5 мин.(0.006 сут.), фронт поршневого вытеснения аммония отстает и подходит через 52 мин (0.036 сут) Выходные кривые для хлоридов и аммония
3. Миграция аммония протекает по типу равновесной сорбции - об этом свидетельствует форма выходной кривой по этому компоненту (наличие асимптоты на 4. Найдем значение эффективной пористости, имея ввиду, что в данном случае для сорбируемого вещества определяется не активная, а эффективная пористость: 5. Соотношение значений пористости:
|