Решение миграционных задач > Загрязнение в скважинах >

Береговые водозаборы

Расчет концентрации воды в опытно-эксплуатационной скважине, расположенной вблизи загрязненной реки. Совершенная по степени вскрытия скважина находится в однородном изолированном напорном водоносном пласте. Рассмотрено четыре сценария:

1) зона соленых вод примыкает к реке (естественный фильтрационный поток отсутствует);

2) зона соленых вод находится на удалении от реки (поток отсутствует), скважина расположена между рекой и зоной;

3) естественный фильтрационный поток направлен по направлению к загрязненной реке;

4) поток направлен в противоположную от загрязненной реки сторону.

Окно с данным расчетом открывается через главное меню "Массоперенос > Водозаборы > Береговые водозаборы". Часть пояснений см. в разделе справки "Плановая зональность".

Окно расчета концентрации для первых двух сценариев – естественный фильтрационный поток отсутствует. Первый рисунок – соленые воды находятся вблизи реки, второй  – скважина находится между рекой и солеными водами. Светлый фон – пресные воды, темный фон – соленые воды, синяя линия   – граница I рода, вертикальная линия вблизи зоны соленых вод показывает отметку, для которой рассчитывается ширина области захвата

Первый сценарий – зона соленых вод примыкает к реке

Относительная концентрация в скважине определяется итерационно из уравнения для времени прихода заданной концентрации (для t ≥ t1):

Время прихода относительной концентрации 0.5 рассчитывается по формулу

t1 – время прихода первых порций соленый воды:

Для первого сценария Lw > Ls.

Lw – расстояние от скважины до реки; Ls – расстояние от скважины до границы соленых и пресных вод (ширина зоны соленых вод).

Ширина области захвата W = 2y, где y определяется итерационно из уравнения для расчета относительной концентрации при известной величине y:

Концентрация в скважине на бесконечное время стремится к концентрации соленых вод, а ширина области захвата W – к бесконечности.

Второй сценарий – зона соленых вод находится на удалении от реки

Концентрация в скважине растет до момента tmax, затем начинает уменьшаться до фоновой концентрации.

Относительная концентрация в скважине определяется итерационно из уравнения для времени прихода заданной концентрации:

Время прихода первых порций соленый воды определяется по зависимости для первого сценария:

Для второго сценария Lw < Ls.

Концентрация в скважине достигает максимума Сmax за время tmax и затем начинает снижаться до фоновой концентрации Cb.

Максимальная концентрация рассчитывается по формуле

Время достижения максимальной концентрации равно

Ширина области захвата W = 2y, где y определяется итерационно из уравнения для расчета относительной концентрации при известной величине y:

Максимальная ширина захвата соленых вод равна

Окно расчета концентрации для третьего и четвертого сценариев – наличие естественного фильтрационного потока. Первый рисунок – поток направлен к реке, второй  – поток направлен от реки. Светлый фон – пресные воды, темный фон – соленые воды, синяя линия   – граница I рода, вертикальная линия вблизи реки показывает отметку, для которой рассчитывается ширина области захвата

Третий сценарий – поток направлен по направлению к реке

Относительная концентрация в скважине определяется из уравнения:

Максимальная концентрация в скважине определяется:

Половина ширины области захвата y определяется итерационно из уравнения для времени прихода концентрации от координаты (0, y):

Ширина области захвата на время t:

Время прихода первых порций соленый воды:

Максимальная ширина области захвата:

Время прихода максимальной концентрации:

Четвертый сценарий – поток направлен в противоположную от реки сторону

Относительная концентрация в скважине определяется из уравнения:

Максимальная концентрация в скважине определяется:

Половина ширины области захвата y определяется итерационно из уравнения для времени прихода концентрации от координаты (0, y):

Ширина области захвата на время t:

Время прихода первых порций соленый воды:

Максимальная ширина области захвата:

Половина максимальной области захвата ymax ищется итерационно из:

Пояснительная таблица

Литература

Гольдберг В.М. Гидрогеологические прогнозы качества подземных вод на водозаборах. М.: Недра, 1976.

Минкин Е.Л. Гидрогеологические расчеты для выделения зон санитарной охраны водозаборов подземных вод. М.: Недра, 1967.

Минкин Е.Л. Исследование и прогнозные расчеты для охраны подземных вод. М.: Недра, 1972.

Орадовская А.Е., Лапшин Н.Н. Рекомендации по гидрогеологическим расчетам зон санитарной охраны подземных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. М.: ВОДГЕО, 1983.