SỰ tác DỤNG lẫn NHAU GIỮA các lỗ KHOAN và ẢNH HƯỞNG của điều KIỆN BIÊN (cơ sở THỦY địa cơ học SLIDE SONG NGỮ)

BASIC ON GEOHYDROMECHANIC CHƯƠNG VI SỰ TÁC DỤNG LẪN NHAU GiỮA CÁC LỖ KHOAN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐiỀU KiỆN BIÊN CHAPTER VI THE INTERACTION BETWEEN WELLS AND IMPACT OF BOUNDARY CONDITIONS Sự tác dụng lẫn lỗ khoan The Interaction between wells     Để tiến hành khai thác nước đất phục vụ cho nhu cầu kinh tế quốc dân, để tháo khơ người ta thường bố trí hàng loạt lỗ khoan đồng thời hút nước ép nước To carry out underground water exploitation supplying to the needs of the national economy, as well as to drainage people usually arrange a series of at the same time pumping or injection well Lý thuyết tác dụng lẫn (giao thoa) lỗ khoan Lâybenzôn L.C Selkatsev V.N, Muskat M Tsarnui I.A nghiên cứu The theory of the Interaction (interference) between the wells was research by Laybenzon L.C Selkatsev V.N, Muskat M Tsarnui I.A Sự tác dụng lẫn lỗ khoan The Interaction between wells   Để giải toán tác dụng lẫn lỗ khoan người ta thường dùng lý thuyết nguồn dòng lý thuyết hàm số biến số phức Sau nghiên cứu số trường hợp điển hình To solve the problems about the Interaction between the wells people usually use the theory of source and line and the theory of compound variable functions Here we will study some typical cases Sự tác dụng lẫn lỗ khoan - The Interaction between wells   Dòng thấm từ lỗ khoan ép nước đến lỗ khoan hút nước - Permeability flow from injection well to pumping wells Giải thiết tầng chứa nước đồng có kích thước vơ hạn có chiều dày m khơng đổi, có hai lỗ khoan hút nước ép nước đồng thời làm việc với lưu lượng nhau, khoảng cách hai lỗ khoan 2 (hình VI.1a) To suppose that in homogeneous aquifer unlimited size and thickness m unchanged, there are two injection (injection ) and pumping wells at the same time working with equally volume, the distance between two wells is 2 ( Fig VI.1a) Hình VI.1 a- Sơ đồ bố trí lỗ khoan: b- Lưới thủy động lực dòng nước đất từ lỗ khoan ép đến lỗ khoan hút nước Figure VI.1 a- layout wells: bhydrodynamic grid of ground water flow from injection wells to pumping wells Sự tác dụng lẫn lỗ khoan - The Interaction between wells     Dòng thấm từ lỗ khoan ép nước đến lỗ khoan hút nước Lỗ khoan hút nước O1 coi dòng điểm lỗ khoan ép nước O2 coi nguồn điểm; dòng điểm, lưu lượng mang dấu dương, nguồn điểm lưu lượng mang dấu âm pumping well O1 as line-point and injection well O2 as source- point; for point-line, the volume becomes positive sign, for pointsource flow is negative sign Chúng ta nghiên cứu dòng chảy từ nguồn điểm đến dòng điểm Let us study the flow from the source-point to line- point Hình VI.1 a- Sơ đồ bố trí lỗ khoan: b- Lưới thủy động lực dòng nước đất từ lỗ khoan ép đến lỗ khoan hút nước Figure VI.1 a- layout wells: bhydrodynamic grid of ground water flow from injection wells to pumping wells Sự tác dụng lẫn lỗ khoan - The Interaction between wells Permeability flow from injection (injection) well to pumping wells  Viết phương trình điểm M nguồn điểm dòng điểm đồng thời làm việc gây  Write the potential equation at point M by the point-source and point-line caused by working of these wells at the same time  Giả sử dòng điểm O1 làm việc đơn độc với lưu lượng Q điểm M xác định cơng Hình VI.1 a- Sơ đồ bố trí lỗ khoan: b- Lưới thủy động thức sau lực dòng nước đất  Suppose the line-point O1 works solitary with từ lỗ khoan ép đến lỗ khoan hút nước volume Q, potential at point M is determined Figure VI.1 a- layout wells: bby the following formula  Q 1  ln r1  C1 2m (VI-1) hydrodynamic grid of ground water flow from injection wells to pumping wells Sự tác dụng lẫn lỗ khoan - The Interaction between wells Permeability flow from injection (injection) well to pumping wells  Tương tự, điểm M nguồn điểm O2 làm việc độc lập gây  Similarly, the potential at point M by sourcepoint O2 caused by well works solitary is determined by the following formula   ở Q 2  ln r2  C 2m (VI.2) Hình VI.1 a- Sơ đồ bố trí lỗ khoan: b- Lưới thủy động lực dòng nước đất từ lỗ khoan ép đến lỗ khoan hút nước đây, r1, r2 - khoảng cách từ điểm M đến Figure VI.1 a- layout wells: bdòng điểm nguồn điểm hydrodynamic grid of ground  Here, r1, r2 - the distance from the point M to water flow from injection wells to pumping wells the line-point and source-point Sự tác dụng lẫn lỗ khoan - The Interaction between wells Dòng thấm từ lỗ khoan ép nước đến lỗ khoan hút nước  Theo lý thuyết cộng (cộng dòng) thủy động lực, dòng điểm O1 nguồn điểm O2 đồng thời làm việc điểm M tổng số học hàm số dòng điểm nguồn điểm làm việc độc lập gây Hình VI.1 a- Sơ đồ bố trí  According to theory of potential addition in lỗ khoan: b- Lưới thủy động lực dòng nước đất hydrodynamic, when the line-point O1 and từ lỗ khoan ép đến lỗ khoan hút nước source-point O2 simultaneously working Figure VI.1 a- layout wells: bpotential at point M will be equal to the hydrodynamic grid of ground arithmetical total of potential functions water flow from injection caused by source-point and point-line work wells to pumping wells independently Sự tác dụng lẫn lỗ khoan - The Interaction between wells        Q  ln r1  ln r2   C(VI-3) 2m ở đây, C - số tích phân Để xác định số C người ta dùng điều kiện biên giới Trên chu vi cung cấp (trên vách lỗ khoan ép nước) = e; r1 = 2; r2 = r0  Trên vách lỗ khoan hút nước o r1 = r0 r2 = 2 Hình VI.1 a- Sơ đồ bố trí  Here, C - integration constant To determine the lỗ khoan: b- Lưới thủy động lực dòng nước đất constant C we use the boundary conditions On từ lỗ khoan ép đến lỗ khoan the rechage perimeter(on a wall of wells) =  e; hút nước Meanwhile r1=2 ; r2 = r0  On the walls of wells =  o, then r1 = r0 and r2   Figure VI.1 a- layout wells: bhydrodynamic grid of ground = water flow from injection wells to pumping wells Sự tác dụng lẫn lỗ khoan - The Interaction between wells Permeability flow from injection (injection) well to pumping wells  Nhờ điều kiện kết nhận  By the above conditions we get the results: Q 2a  e    ln  m r0 (VI-4) Hình VI.1 a- Sơ đồ bố trí  Lưu lượng lỗ khoan xác định lỗ khoan: b- Lưới thủy động theo công thức sau lực dòng nước đất từ lỗ khoan ép đến lỗ khoan  The volume of each well defined by the hút nước following formula Figure VI.1 a- layout wells: bhydrodynamic grid of ground m  e    He  H0 Q km water flow from injection  2a a (VI-5) wells to pumping wells ln ln r0 r0 10 Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well Hình VI.21 Tầng chứa nước dạng dải với ranh giới không thấm nước 1, 2, 3, 4, 5, – lỗ khoan ảnh Figure VI.21 Linear aquifer with impermeable boundaries 1, 2, 3, 4, 5, and - the borehole image Tầng chứa nước dạng dải (hình V.21) – Linear aquifer (Fig VI.21)  Để tính ảnh hưởng ranh giới (I II) đến lỗ khoan đưa vào lỗ khoan ảo ảnh chiếu đối xứng lỗ khoan thật ranh giới Các lỗ khoan ảo bị ảnh hưởng ranh giới: lỗ khoan bị ảnh hưởng ranh giới II, lỗ khoan – ranh giới I…  To calculate the effect of each of the boundary (I and II) to the well we put into the virtual wells and are projected image symmetry of the real well for these boundaries These virtual wells which were also affected by the boundaries: 1st well is affected by boundary II, also 2nd well - boundary I… 87 Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well Hình VI.21 Tầng chứa nước dạng dải với ranh giới không thấm nước 1, 2, 3, 4, 5, – lỗ khoan ảnh Figure VI.21 Linear aquifer with impermeable boundaries 1, 2, 3, 4, 5, and - the borehole image Tầng chứa nước dạng dải (hình V.21) – Linear aquifer (Fig VI.21)  Để thay ảnh hưởng đưa vào lỗ khoan ảo bổ sung 4, ảnh hưởng lỗ khoan ranh giới I lỗ khoan ranh giới II Như hệ thống nhận lỗ khoan không đối xứng ranh giới, lỗ khoan phá huỷ tính đối xứng với ranh giới I, cịn lỗ khoan phá hủy đối xứng ranh giới II  To replace that influence we put on the additional virtual wells and 4, there is the influence of 2nd well to the boundary I and 1st well for boundaries II Such system get the wells will be asymmetrically to the boundaries, because the 4th well destroyed symmetry with the boundary I, while 3rd well destroyed the symmetry of the boundary II 88 Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well Hình VI.21 Tầng chứa nước dạng dải với ranh giới không thấm nước 1, 2, 3, 4, 5, – lỗ khoan ảnh Figure VI.21 Linear aquifer with impermeable boundaries 1, 2, 3, 4, 5, and - the borehole image Tầng chứa nước dạng dải (hình V.21) – Linear aquifer (Fig VI.21)  Do đó, lại đưa vào lỗ khoan ảnh lỗ khoãn ranh giới I II Chúng ta thấy đối xứng ranh giới tầng chứa nước Vì vậy, để giải tốn cần tiếp tục chiếu lỗ khoan ảo vô lần  Therefore, we bring into wells and are photos of the wells and for the first and second boundaries We see that the symmetry for the boundary of the aquifer So to solve this problem should continue to compare extremely time virtual wells 89 Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well Hình VI.21 Tầng chứa nước dạng dải với ranh giới không thấm nước 1, 2, 3, 4, 5, – lỗ khoan ảnh Figure VI.21 Linear aquifer with impermeable boundaries 1, 2, 3, 4, 5, and - the borehole image Tầng chứa nước dạng dải (hình V.21) – Linear aquifer (Fig VI.21)  Các lỗ khoan ảo phía ranh giới I cách lỗ khoan thật cách khoảng 2L1, 2L2,…; cịn phía ranh giới II - 2L2, 2L1,… Kết quả, toán vận động nước đất đến lỗ khoan tầng chứa nước dạng dải dẫn đến toán vận động nước tầng chứa nước vô hạn đến dãy lỗ khoan dài vô hạn  The virtual wells at the site of boundary I and separated from real well with distances 2L1, 2L2, ; also at the boundary II - 2L2, 2L1, In result, the problem of groundwater movement to the well in the linear aquifer will lead to the problem of movement of water in the infinite aquifer to the range wells with infinite length 90 Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well Hình VI.21 Tầng chứa nước dạng dải với ranh giới không thấm nước 1, 2, 3, 4, 5, – lỗ khoan ảnh Figure VI.21 Linear aquifer with impermeable boundaries 1, 2, 3, 4, 5, and - the borehole image Tầng chứa nước dạng dải (hình V.21) – Linear aquifer (Fig VI.21)  Bằng cách tương tự nghiên cứu vận động nước đất đến lỗ khoan tầng chứa nước phức tạp có biên giới cách nước thấm nước với áp lực không đổi  In the same way we can study the movement of underground water to wells in the complex aquifer with any waterproof or permeable boundaries with constant pressure 91 Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well Vận động nước đất đến cơng trình lấy nước nằm ngang - Moverment of groundwater to the horizontal water collecting works  Để tiến hành hạ thấp mực nước khu vực xây dựng để tháo khô đầm lầy,… người ta thường bố trí cơng trình thu nước nằm ngang Sau nghiên cứu số trường hợp thường gặp  To lower water level at the construction area or to let the water out swamp people often arrange the horizontal water collecting works Here we will examine some common cases 92 Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well 5.1 Kênh nước bố trí dọc theo sơng (hình VI.22) - Drainage canals arranged along the river (Figure VI.22)  Khi giải toán cho trước xây dựng kênh nước có dịng tự nhiên với lưu lượng đơn vị q0 không thay đổi sau xây dựng kênh nước Dịng nước đất chảy đến kênh thoát nước chia làm hai đới: đới thứ sông kênh thoát nước đới thứ hai kênh nước chu vi cung cấp cần phía (với lưu lượng dòng chảy q0); đới dịng chảy có dạng dịng chiều  When solving this problem we believe that before building drainage canals there is a natural flow is unit volume qo and that does not change after the construction of drainage canal Groundwater flow to the drainage canal is divided into two zones: the first zone in the middle of the river and drainage canal and the second zone between the drainage canal and recharge perimeter at the top (with volume of flow qo); in each zone has the form one-direction flow 93 Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well 5.1 Kênh thoát nước bố trí dọc theo sơng (hình VI.22) - Drainage canals arranged along the river (Figure VI.22)  Lưu lượng đơn vị q1 dòng từ chu vi cung cấp (sơng) chảy đến kênh nước là:  Units volume q1 of flow from the recharge perimeter (river) to the drainage canal would be:   H  H0 q1 T L (VI-4198)  Còn đới II, từ ranh giới trên, có lưu lượng dịng tự nhiên qe  Also in the zone II, from the upper boundary, with the unit volume of natural flow is qe Hình V.22 Kênh dẫn nước bố trí song song với dịng a- nước áp lực; b- nước khơng áp; mực thủy tĩnh; đường cong hạ thấp kênh thoát nước làm việc; đường cong hạ thấp dãy lỗ khoan Figure V.22 Water canal arranged parallel to the river aconfined water; b- unconfined water; Hydrostatic level; The lower curve when drainage canal works; The lower curve of the row of wells 94 Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well 5.1 Kênh thoát nước bố trí dọc theo sơng (hình VI.22) - Drainage canals arranged along the river (Figure VI.22)  Phương trình cân nước kênh có dạng  Water balance equation of the drainage canal  T (H  H q  q1  q(VI-4299)  qe e  L  Tương tự, dịng nước khơng áp phương trình (VI-42) có dạng sau:  Similarly, for unconfined water equation (VI-42) takes the following form:   h  h02 q k  qe (VI-43) 2L Hình V.22 Kênh dẫn nước bố trí song song với dịng a- nước áp lực; b- nước khơng áp; mực thủy tĩnh; đường cong hạ thấp kênh thoát nước làm việc; đường cong hạ thấp dãy lỗ khoan Figure V.22 Water canal arranged parallel to the river aconfined water; b- unconfined water; Hydrostatic level; The lower curve when drainage canal works; The lower curve of the row of wells 95 Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well 5.2 Hệ thống kênh thoát nước đồng thời làm việc (hình VI.23)- Drainage system channels working simultaneously (Figure VI.23)  Khi hệ thống kênh nước làm việc có nước mưa thấm xuống cung cấp, dòng nước chảy đến mét chiều dài kênh nước hồn chỉnh  When the drainage system works there is provided by raining water, water flow to one meter of length of the complete drainage canal will be equal  q = WL (VI-44) Hình VI.23 Hệ thống kênh thoát nước a- kênh thoát nước hồn chỉnh; bkênh nước khơng hồn chỉnh Fig VI.23 The system of drainage canals a complete drainage canals; b- incomplete drainage 96 canal Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well 5.2 Hệ thống kênh thoát nước đồng thời làm việc (hình VI.23)- Drainage system channels working simultaneously (Figure VI.23)  Đường cong hạ thấp mực nước khu vực hai kênh có dạng  Curve lowered of water levels in the area between the two channels has the form   W y  h  ( L  x ) x (VI-45102) k 2 Hình VI.23 Hệ thống kênh thoát nước a- kênh thoát nước hồn chỉnh; bkênh nước khơng hồn chỉnh Fig VI.23 The system of drainage canals a complete drainage canals; b- incomplete drainage 97 canal Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well 5.2 Hệ thống kênh thoát nước đồng thời làm việc (hình VI.23)- Drainage system channels working simultaneously (Figure VI.23)  Mực nước ngầm cao vị trí (x =  vị trí đỉnh phân thủy) -The highest water table in the position L (x= watershed peak position) x  W W L2  h  h a  a h  (VI-46)  Khi chiều dày cột nước kênh không lớn, cơng thức (VI-46) có dạng - When the thickness of the water column in the canal is not large, the formula (VI-46) has the form  (VI-47) W L  k h  k k Hình VI.23 Hệ thống kênh nước a- kênh nước hồn chỉnh; bkênh nước khơng hồn chỉnh Fig VI.23 The system of drainage canals a complete drainage canals; b- incomplete drainage 98 canal Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well 5.2 Hệ thống kênh thoát nước đồng thời làm việc (hình VI.23)- Drainage system channels working simultaneously (Figure VI.23)  Nếu biết mực nước hạ thấp Sa khoảng cách hai kênh nước xác định theo công thức  If know lowered water levels Sa, the distance between the two drainage canals can be determined by the formula k L 2( H  S n )  (VI-48) W  Dòng nước chảy đến kênh nước khơng hồn chỉnh chiều dày tầng chứa nước lớn xác định theo công thức (VI-44)  Water flows to incomplete drainage canal when the thickness of the aquifer is greatly can determined by the formula (VI-44) Hình VI.23 Hệ thống kênh nước a- kênh nước hồn chỉnh; bkênh nước khơng hồn chỉnh Fig VI.23 The system of drainage canals a complete drainage canals; b- incomplete drainage 99 canal Ảnh hưởng ranh giới đến làm việc lỗ khoan - The impact of the boundary to the work of the well 5.2 Hệ thống kênh nước đồng thời làm việc (hình VI.23)- Drainage system channels working simultaneously (Figure VI.23)  Khoảng cách kênh khơng hồn chỉnh tiết diện trịn xác định theo cơng thức The distance between the incomplete canal with circular cross can be determined by the formula WL  L  L   ln  ln r   W   r   akH    2  ở (Where) a  2H  L (VI-49) Hình VI.23 Hệ thống kênh thoát nước a- kênh thoát nước hồn chỉnh; bkênh nước khơng hồn chỉnh Fig VI.23 The system of drainage canals a complete drainage canals; b- incomplete drainage 100 canal HẾT CHƯƠNG VI THE END OF CHAPTER VI 101 ... trí lỗ khoan tác dụng lẫn Figure VI.3 Layout wells Interaction 50 Sự tác dụng lẫn lỗ khoan - The Interaction between wells  Trong thực tế tính tốn địa chất thủy văn, lỗ khoan bố trí tùy ý cơng... 10 Sự tác dụng lẫn lỗ khoan - The Interaction between wells Dòng thấm từ lỗ khoan ép nước đến lỗ khoan hút nước  Sơ đồ vận động nước đất từ lỗ khoan ép nước đến lỗ khoan hút nước thể lưới thủy. .. đồ bố trí lỗ khoan tác dụng lẫn Figure VI.3 Layout wells Interaction 41 Sự tác dụng lẫn lỗ khoan - The Interaction between wells Seepage flow to wells in the infinite aquifer  Các lỗ khoan bố