|
70 Далее найдем полную производительность дрены по формуле О = ЬцсКу для 1 го года эксплуатации О, = 50 0,008 1 =0,4 м3/с; для 5-го года эксплуатации 05 = 50 0,005-1 =0,25 м3/с; для 10 — го года эксплуатации От = 50 0,0047-1 = 0,235 м3/с; 2.7. Методика экспериментальных исследований термокольматационных процессов, температу рных и уровенных режимов инфильтрационных водозаборов Проектирование инфильтрационных водозаборов традиционно ведется на основе гидрогеологических и гидрологических данных, получаемых в результате изысканий, выполняемых в летнее время. Однако поверхностные источники питания инфильтрационных водозаборов в рассматриваемых регионах имеют режим, при котором дебит водозаборных сооружений в зимнее время, как правило, снижается по сравнению с летним, даже в тех случаях, когда положение уровня воды в реке зимой выше летнего. Наиболее вероятной причиной этого является повышение вязкости воды со снижением температуры, которое для дистиллированной воды составляет (рис. 2.5): \1=\Хо(1-0,027Т), (2.26) где ц0 динамическая вязкость воды при 0 °С; \у01,783 -10'2 Па • с; Т температура воды, °С. Однако принять эту зависимость в качестве расчетной не представляется возможным по ряду причин: 1) инфильтрационные воды вследствие их минерализации и мутности существенно отличаются по физическим свойствам от дистиллированной воды; 2) в процессе фильтрации воды в грунте происходит, с одной стороны, тепловыделение в воде в результате высокого вязкого зрения в порах грунта, с другой сложные процессы взаимодействия температурных полей воды с температурными полями в грунте, зависящими от температуры на поверхности. Известные методы математического моделирования температурных полей используют целый ряд допущений, делающих невозможным непосредственное использование получаемых результатов в практике проектирования водозаборов. Поэтому предпочтительным является исследование процесса на физической модели в лабораторных условиях, позволяющих задавать и контролировать необходимые параметры. Разумеется, результаты таких исследований должны быть сопоставлены с измерениями на натурных объектах. |
5 V. ГИДРАВЛИКО-ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РЕЧНЫХ ПО ТОКОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЗВЕШЕННЫХ НАНОСОВ ПО СЕЧЕНИЮ................................ 137 5.1. Схематизация поперечного сечения открытого потока.................. 137 5.2. Схематизация скоростной структуры открытого потока .............. 139 5.3. Схематизация распределения концентрации потока взвешенных наносов по сечению........................................................................... 141 5.4. Расход от взвешенных наносов в открытых потоках...................... 143 5.5. Средняя концентрация от взвешенных наносов по живому сечению потоков........................................................................................ 147 5.6. Методика экспериментальных исследований термокольматационных процессов, температурных и уровенных режимов инфильтрационных водозаборов........................................................... 151» VI. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОКОЛЬМАТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ЗОНЕ АКТИВНОГО ВЛИЯНИЯ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ ........................................................ 166 6.1. Уравнение неразрывности для жидкой фазы.................................... 166 6.2. Уравнение неразрывности для твердой фазы................................... 169 6.3. Уравнение неразрывности для суспензии........................................ 170 6.4. Уравнение для поля гидродинамического давления...................... 171 6.5. Уравнение конвективного массопереноса ...................................... 171’ 6.6. Уравнение кинетики массообмена суспензии в пористой среде .... 172 6.7. Система уравнений, описывающая двухмерное течение суспензии в пористой среде ......................................................................... 173 6.8. Построение разностной схемы для уравнения, описывающего поле гидродинамического давления ................................................ 184 6.9. Построение разностной схемы для уравнения массопереноса...... 197 6.10. Пример расчета процесса кольматации в условиях двухмерной задачи 205 5.6. Методика экспериментальных исследовании тсрмокольматационных процессов, температурных и уровенных режимов ннфильтрацнонных водозаборов Проектирование инфильтрационных водозаборов традиционно ведется на основе гидрогеологических и гидрологических данных, получаемых в результате изысканий, выполняемых в летнее время. Однако поверхностные источники питания инфильтрационных водозаборов в рассматриваемых регионах имеют режим, при котором дебит водозаборных сооружений в зимнее время, как правило, снижается по сравнению с летним, даже в тех случаях, когда положение уровня воды в реке зимой выше летнего. Наиболее вероятной причиной этого является повышение вязкости воды со снижением температуры, которое для дистиллированной воды составляет (рис. 5.6.1): = /4)0 -0,0277"), (5.6.1) где //0 динамическая вязкость воды при 0 °С; //0 = 1,783 спз; Т температура воды, °С. Однако принять эту зависимость в качестве расчетной не представляется возможным по ряду причин: 1 инфильтрационные воды вследствие их минерализации и мутности существенно отличаются по физическим свойствам от дистиллированной воды; 2 в процессе фильтрации воды в грунте происходит, с одной стороны, тепловыделение в воде в результате высокого вязкого трения в порах грунта, с другой сложные процессы взаимодействия температурных полей воды с температурными полями в грунте, зависящими от температуры на поверхности. 152 }*,сПь 1.6 А'Оо А О о •О СХ оО 16 1,4 1Д 1.0 О 2 у✓ \ ■ \ о 3 К -------------л/ ч‘ • N V^кV У чч<2 16 « корей 60 60 40 20 зз 33 зг а о. 6 й 8о 33 зЗ 31 & е-<Т> о А/с. 5.6.7. Изменения вязкости (р) чистой воды (1) и коэффициента фильтрации но формулам Хазена (2), Пуазейля (3) и но наблюдениям автора (4) от температуры воды (Т) Известные методы математического моделирования температурных полей используют целый ряд допущений, делающих невозможным непосредственное использование получаемых результатов в практике проектирования водозаборов. Поэтому предпочтительным является исследование процесса на физической модели в лабораторных условиях, позволяющих задавать и контролировать необходимые параметры. Разумеется, результаты таких исследований должны быть сопоставлены с измерениями на натурных объектах. В соответствии с этими соображениями задача экспериментов, описанных ниже, состояла в определении зависимости, связывающей потери напора при инфильтрации с температурой инфильтрационной воды, действующим напором и гранулометрическим составом грунта в диапазонах изменения этих величин, соответствующих условиям работы натурных водозаборов в одном из рассматриваемых регионов. При этом не предъявлялось высоких требований к точности получаемых результатов, поскольку они предназнача |