Giải bài tập môn học nước dưới đất. nước ngầm có mặt thoáng tự do,đáy phẳng,K = 8.5mng HK1 : = 35m HK2 : = 26m L = 1000 m đáy cách nc = 13m Yêu cầu: 1,vẽ sơ đồ mc địa chất thủy văn tầng chứa nước 2,Tính Q (cho B = 200m) 3.hố móng có cao trình đáy 27m,ở chính giữa có bị thấm không?
Trang 1BÀI TẬP MÔN HỌC : NƯỚC DƯỚI ĐẤT.
Bài 1 Chương 5
*Tóm tắt:
-nước ngầm có mặt thoáng tự do,đáy phẳng,K = 8.5m/ng
-HK1 :∇ = 35m
-HK2 :∇ = 26m
-L = 1000 m
-∇ đáy cách nc = 13m
*Yêu cầu:
1,vẽ sơ đồ m/c địa chất thủy văn tầng chứa nước
1000m 0
5
10
15
20
25
30
35
40
h1
h2 hx
2,Tính Q (cho B = 200m)
-đây là dòng thấm phẳng,không áp,ổn định trong tầng chứa nước không áp,dồng
nhất,đáy phẳng
-tính các chiều cao cột nước ở các giếng khoan:
h1 = 35 – 13 = 22m ; h2 = 26 – 13 =13m
-áp dụng công thức:
Trang 2ng m L
h h
B
K
1000 2
13 22 200 5 8 2
.
2 2 2
2
2
×
−
×
×
=
−
=
3.hố móng có cao trình đáy 27m,ở chính giữa có bị thấm không?
-xét mực nước tại điểm chính giữa 2 hố khoan:
m x
L
h h
h
1000
13 22 22
2 2 2
2 2
2
1
2
=
-vậy cao trình tương ứng :∇ nước = 18.06 + 13 = 31.06 m >∇ đáy hố móng => có hiện tượng thấm xảy ra
Bài 2 Chương 5:
*Tóm tắt
-tầng chứa nước không áp,đáy nghiêng gồm 2 lớp
-lớp 1 : K = 5.45 m/ng ; h1 = 5m
-lớp 2 : K = 3.5 m/ng ;h2 = 10m
-HK1 : H1 = 35.48m ;
-HK2 : H2 = 32.48m
-L = 500m
*Yêu cầu:
1,xác định Ktb?
-áp dụng công thức :
ng m hi
hi Ki Ktb n
i
n
10 5
10 5 3 5 45 5
1
+
× +
×
=
=
∑
∑
=
=
2,Q =? (cho biết B = 507.5m)
Trang 3-áp dụng công thức : L
H H h h B Ktb
2
2
×
×
=
-vì dòng thấm không áp,ổn định,độ dốc đáy cách nước nhỏ (tgα = 3/500).Nên xấp xỉ coi đường mặt nước // đáy cách nước và tầng chứa nước là cát nên mực nước gần trùng với bề dày tầng chứa (tức h1 ≈ h2 ≈ 10+5 =15 m)
-thay số :
s m L
H H h h B Ktb
500
48 32 48 35 15 5 507 15 4 2 1 2
2
×
×
=
Chương 5 – bài 4:
Đề bài:
Hãy xác định lưu lượng dòng thấm nước ngầm vào mỗi mét chiều dài kênh thoát nước thẳng, hoàn chỉnh khi chiều dày tầng chứa nước ngầm, H = 3m; cột nước trong kênh, h0=1m; khoảng ảnh hưởng, R’= 50m; hệ số thấm tầng chứa nước, K = 10m/ngđ
Bài làm:
Áp dụng công thức :
q = K
Ta xác định được lưu lượng dòng thấm nước ngầm vào mỗi mét chiều dài kênh thoát nước:
q = 10 = 1,6 (m3/ngđ)
Đ/s: q = 1,6 (m3/ngđ)
Đề bài: Bài 5- trang 133
Bài giải:
- Tóm tắt:
+ Q=100m3/h, S1=10m, S2=4m, H=25m
+ Ta có lưu lượng tính cho giếng khoan hoàn chỉnh
+ Với S= S1=10m ta có tỷ số :
183 , 0 ) 10 25 2 (
10 366 , 1
100 )
2 (
366 , 1 lg
−
=
−
=
Q r
R
K
+ Với S= S2=4m thì lưu lượng giếng khoan là :
r R
S H S
K
Q
lg lg
) 2
.(
366
,
1
−
−
=
Trang 4h m r
R
S H S
K
Q 1 , 366 0 , 183 ( 2 25 4 ) 46 3 /
lg lg
) 2 (
366
,
−
−
=
+ Lưu lượng thấm tối đa vào giếng khoan khi S=H, do đó:
h m r
R
H H H K
Q 1 , 366 0 , 183 25 156 , 25 3 /
lg lg
) 2
.(
366
,
−
−
=
Chuong 5 - Câu 7: Tính lưu lượng dòng thấm vào giếng khoan hoàn chỉnh nước ngầm
không áp có đường kính 330 mm, độ hạ thấp mực nước ổn định trong giếng khoan khi bơn hút là 2,0m Biết tầng chứa nước có đáy cách nước phẳng, ngang, gồm 3 lớp Từ trên xuống, lớp 1: có h1 = 2 m, k1 = 4 m/ngđ; lớp 1: có h2 = 3 m, k2 = 3,5 m/ngđ; lớp 3:
có h3 = 2 m, k3 = 4 m/ngđ;
Đáp số: 59,5 m3/ngđ
Bài giải
Lưu lượng dòng thấm vào giếng khoan nước ngầm không áp hoàn chỉnh, được xác định bằng công thức:
r R
S H S K Q
lg lg
) 2
( 366
,
1
=
Trong đó:
- K (m/ngđ), hệ số thấm trung bình của dòng thấm song song với mặt phân lớp, được xác định bằng công thức
79 , 3 2
3 2
4 2 5 , 3 3 4 2
3 2 1
3 3 2 2 1
+ +
× +
× +
×
= +
+
+ +
=
h h h
k h k h k h K
(m/ngđ)
- S=2 m, độ hạ thấp mực nước ổn định trong giếng khoan khi bơm hút
- H=2+4+2=7 (m), độ dày tầng chứa nước
- R (m), bán kính ảnh hưởng của giếng khoan nước không áp, được xác định bằng công thức thực nghiệm:
6 , 20 79 , 3 7 2 2
R
(m)
- r = 0,165 (m), bán kính giếng khoan Thay vào (1) ta được
Trang 5×
×
=
165 , 0 lg 6 , 20 lg
) 2 7 2 ( 2 79 , 3 366 , 1
Q
59,2 (m3/ngđ)
Chương 5 – câu 8
Để xác định tính thấm của tầng chứa nước áp người ta sử dụng một giếng khoan bơm hút hoàn chỉnh và một giếng khoan trắc Giếng khoan bơm hút có bán kính 330mm, cách giếng khoan quan trắc 30m Bơm hút nước thí nghiệm có kết quả như sau : Lưu lượng hút ổn định Q=100m3/h, ứng với độ hạ thấp mực nước tại giếng khoan bơm hút
là 5,0m và tại giếng khoan trắc là 3,0m ; tầng chứa nước có bề dày 35m, đáy cách nước phẳng, ngang, mực nước tĩnh so với đáy là 50m
Yêu cầu :
1. Vẽ sơ đồ mặt cắt ngang tầng chứa nước và công trình thí nghiệm ;
2. Tính hệ số thấm tầng chứa nước ;
3. Cho biết tầng chứa nước có thể là tầng đất gì ? Tại sao ?
Bài giải:
1. Vẽ sơ đồ mặt cắt ngang tầng chứa nước và công trình thí nghiệm ;
Gi?ng khoan bom Gi?ng khoan tr?c
330
L=30m
330
2. Tính hệ số thấm tầng chứa nước ;
- Tóm tắt:
+ Q=100m3/h, S1=5m, S2=3m, L=30m, r=330mm=0.33m, m=35m, H=50m và đáy cách nước phẳng và nằm ngang
+ Ta có lưu lượng tính cho giếng khoan hoàn chỉnh
Trang 6+ Khi giếng khoan bơm hút hoạt động thì khi đó tại giếng khoan trắc.
Trong đó: R là bán kình ảnh hưởng khi giếng khoan bơm hút
Từ phương trình 1 và 2 ta có tỷ số;
) 33 0 lg (lg 3 14 3 2
) 30 ln (ln 5 73 2 )
lg (lg
2
) ln (ln
73
2
1
2
1
−
×
×
×
−
×
×
=
−
−
=
R
R r
R
S
L R
S
π
30 ln lg 3 2 ) 33 0 lg (lg
38
.
06 , 4 lg
92
,
42
.
4
Thay vào phương trình (1) ta có;
) / ( 28 1 5 35 73 2
) 48 0 42 4 ( 100 73
2
) lg (lg
1
h m mS
r R
Q
×
×
+
×
=
−
=
) / (
4
.
K =
⇔
3. Cho biết tầng chứa nước có thể là tầng đất gì ? Tại sao ?
- Tầng chứa nước có thể là đất cát hạt thô
- Tại vì tầng chứa nước có hệ số thấm 15 < K = 28,4 <50 (m/ngđ)
Chương 5 – câu 9
Khi bơm hút nước thí nghiệm từ giếng khoan hoàn chỉnh trong tầng cát chứa nước áp nhận được kết quả sau:
− Mức hạ thấp mực nước ổn định trong giếng khoan, S1=1,8m ứng với lưu lượng bơm hút, Q1=8,3l/s
− Mức hạ thấp mực nước ổn định trong giếng khoan, S2=4,1m ứng với lưu lượng bơm hút, Q2=15,8l/s
Hãy xác định lưu lượng giếng khoan ứng với độ hạ thấp mực nước S=7m
r R
S Km
Q
lg lg
73
.
−
L R
S Km
Q
ln ln
−
Trang 7Bài giải:
Thí nghiệm lần 1: S1=1,8m, Q1=8,3l/s
Thí nghiệm lần 2: S2=4,1m, Q2=15,8l/s
Thí nghiệm lần 3: S=7m, Q=….? l/s
− Sơ đồ tính (anh em vẽ hình 5.42 trang 114 vào nhé)
− Xác định điều kiện để chọn công thức tính:
+ Tầng chứa nước đồng nhất, đáy phẳng, ngang;
+ Dòng thấm hội tụ, ổn định, có áp;
+ giếng khoan bơm hút ổn định, hoàn chỉnh
Quan hệ giữa lưư lượng giếng khoan nước áp với độ hạ thấp mực nước khi mực nước
hạ thấp lớn được biểu thị theo công thức:
β
α β
α
2
4
2 + −
Q
Trong đó:
1 1
Q
S
β
;
)
2 1
2 1 1 2
Q Q Q Q
Q S Q S
−
−
= β
Thay số vào ta có:
00568 , 0 55 , 983
59 , 5 ) 3 , 8 8 , 15 (
, 15 3 , 8
8 , 15 8 , 1 3 , 8 1 , 4 )
2
1
2 1 1
−
−
=
−
−
=
Q Q
Q
Q
Q S
Q
S
β
1697 , 0 3 , 8 00568 , 0 3 , 8
8 , 1
1
1
Q
S
β
α
s l
S
01136 , 0
2637 , 0 00568
, 0 2
1697 , 0 7 00568 , 0 4 1697 , 0 2
2
=
=
− +
=
− +
=
β
α β
α
Vậy lưu lượng giếng khoan ứng với với độ hạ thấp mực nước S=7m là Q=23,213l/s
Chương 5 – câu 10
Khi bơm hút nước thí nghiệm từ giếng khoan hoàn chỉnh nước áp nhận được kết quả sau:
Trang 8Mức hạ thấp mực nước ổn định, S1=2,5m ứng với lưu lượng bơm hút ổn định, Q1=17,3 l/s
Mức hạ thấp mực nước ổn định, S2=3,9m ứng với lưu lượng bơm hút ổn định, Q2=23,4 l/s
Hãy xác định độ hạ thấp mực nước tại giếng khoan ứng với lưu lượng bơm hút Q=26,7 l/s
Bài giải:
Tóm tắt dữ liệu:
Thí nghiệm lần 1: S1=2,5m, Q1=17,3l/s
Thí nghiệm lần 2: S2=3,9m, Q2=23,4l/s
Thí nghiệm lần 3: S=??? , Q=26,7l/s
Sơ đồ tính (anh em vẽ hình 5.42 trang 114 vào nhé)
Xác định điều kiện để chọn công thức tính:
+ Tầng chứa nước đồng nhất, đáy phẳng, ngang;
+ Dòng thấm hội tụ, ổn định, có áp;
+ giếng khoan bơm hút ổn định, hoàn chỉnh
Tính toán:
Quan hệ giữa lưu lượng giếng khoan nước áp với độ hạ thấp mực nước khi mực nước
hạ thấp lớn được biểu thị theo công thức:
2
Q
Q
S = α + β
Trong đó:
1 1
Q
S
β
;
)
2 1
2 1 1 2
Q Q Q Q
Q S Q S
−
−
= β
Thay số vào ta có:
00363 , 0 40 , 2469
97 , 8 ) 3 , 17 4 , 23 (
, 23 3 , 17
4 , 23 5 , 2 3 , 17 9 , 3 )
2
1
2 1 1
−
−
=
−
−
=
Q Q
Q
Q
Q S
Q
S
β
0817 , 0 3 , 17 00363 , 0 3 , 17
5 , 2
1
1
Q
S
β
α
m Q
Q
S = α + β 2 = 0 0817 26 , 7 + 0 , 00363 * 26 , 7 2 = 4 , 77
Vậy độ hạ thấp mực nước S=4,77m ứng với Q=26,7l/s
Chương 5 câu 11
Trang 9Đề bài: Đáy hố móng hình vuông có cạnh bằng 17m đào đến đáy cách nước ngầm cát
chứa nước ngầm có mặt thoáng tự do Tầng chứa có chiều dày 5.5mm, hệ số thấm 2.2m/ngđ Để thi công cần bơm hút nước tại hố móng sao cho mực nước tại hố móng
hạ thấp đến đáy cách nước tầng chứa nước Tính lưu lượng tối thiểu của máy bơm để hút nước từ hố móng đạt được điều kiện trên, nếu khoảng ảnh hưởng R’ = 110m
Trả lời:
Ta coi hố móng hình vuông như là một giếng khoan lớn có bán kính giếng chính
là bán kính đường tròn ngoại tiếp hình vuông cạnh 17m; như vậy
Bán kính ảnh hưởng của giếng: R = r + R’ = 12.02 + 110 = 122.02m
Kết hợp dữ liệu bài toán ta có các số liệu sau: R = 122.02m; r = 12.02m; H = 5.5m; K = 2.2m/ngđ
Lưu lượng tối thiểu của máy bơm để hút nước từ hố móng xác định theo công thức:
Ở đây, y2 = H = 5.5m; y1 = 0; x1 = r = 12.02m; x2 = R =122.02m
Thay số ta được:
m3/ngđ
Vậy lưu lượng tối thiểu của máy bơm là 91m3/ngđ
Chương 5 câu 12
Đề bài:
Một giếng khoan không hoàn chỉnh nước áp, đáy kín có đường kính 330mm, chiều dài ống lọc 4,5 m , khoan vào tầng chứa nước có chiều dày 7,5 m, hệ số thấm 100,40 m/ngđ Biết mực nước tĩnh tính đến đáy cách nước là 20m
Yêu cầu:
- Vẽ sơ đồ tầng chứa nước và giếng khoan
- Tính lưu lượng dòng thấm ổn định vào giếng khoan với độ hạ thấp mực nước tương ứng trong giếng khoan là 4m bằng phương pháp Sestacov và Forgeimer Bài làm
Trang 10- Tóm tắt dữ liệu:
D = 330mm, r = 165mm, l = t = 4.5m, m = 7.5m, k=100.40 m/ngđ, H = 20m, S= 4.0 m
- Sơ đồ tính anh em xem hình 5.45 ví dụ 5.10 trang 119 nhé
- Tính QKHC theo phương pháp Sestacov
Trước hết tính 0
ε
45 45 165 0
5 7
; 60 0 5 7
5 4
=
=
=
=
r
m m
l
Tra bảng 5.2 trang 118 ta có: ε′=5.99
Lấy
72 4
0 = ε ′ =
ε
QKHC được tính theo công thức:
0 217 0 lg
73 2
ε +
×
=
r R
Kms
Q KHC
Trong đó R = 10S K =10×4× 100.4 =400.8m
QKHC =
ngđ
m /
1865 72
4 217 0 165 0
8 400 lg
0 4 5 7 4 100 73
× +
×
×
×
- Tính QKHC theo phương pháp Focgeimer:
Ta có:
4 2
m
t m m
t Q
Q KHC = −
ngđ m r
R
s Km
165 0 lg 8 400 lg
0 4 5 7 4 100 73 2 lg lg 73
−
×
×
×
=
−
=
Và
ngđ m
5 7
5 4 15 5 7
5 4 86
= Vậy lưu lượng giếng khoan không hoàn chỉnh tính theo phương pháp Focgeimer
là 2045.5m3/ngđ
Trang 11Chương 5 câu 13
Một giếng khoan không hoàn chỉnh có đường kính 330 mm khoan vào tầng chứa nước ngầm không áp có chiều dày 16.5 m, hệ số thấm 115 m/ngđ Phần ống lọc của giếng khoan có độ dài 5m đặt sát tầng chứa nước
Yêu cầu :
4. Vẽ sơ đồ mặt cắt ngang tầng chứa nước và giếng khoan ;
5. Tính lưu lượng dòng thấm ổn định vào giếng khoan với độ hạ thấp mực nước là 3m bằng phương pháp Sestacov và Forgeimer
Bài giải:
4. Vẽ sơ đồ mặt cắt ngang tầng chứa nước và giếng khoan ;
5. Tính lưu lượng dòng thấm
Tóm tắt D = 330 mm >> r=0.165 m
L=t = 5m
K = 115m/ngđ
H = m=16.5 m
S = 3m
A, tính theo Sectacov
Hệ số sức cản thấm vào giếng khoan 0
ε
Có
5 0.3 16.5
l
m = =
;
16.5
100 0.165
m
Trang 12Tra bảng 5.2 trang 118 ta có ε =' 14.5
lấy 0
' 14.5
ε = = ε
Lưu lượng của giếng khoan không hoàn chỉnh được tính bằng
0
1.366 *
lg 0.217
khc
H S S
R
−
=
+
Trong đó R=2S HK =2*3* 16.5*115=261.36m
Thay số ta có
(2*16.5 3)*3
261.36
lg 0.217*14.5 0.165
khc
+
Vậy lưu lượng vào giếng khoan tính theo phương pháp Sectacov là
Q = 2227.8 m3/ngd
B, tính toán theo phương pháp Focgeimer
Lưu lượng vào giếng khoan nước ngầm không áp có đáy không thấm
4
2
KHC
Q = t h t
−
Trong đó: t là chiều dài làm việc của ống lọc
h là mực nước động trong giếng khoan tính đến đáy cách nước
h=H-S = 16.5-3 =13.5 m
Có
1.366
S H S
R r
−
=
−
Ta có
4
1.366
lg lg
khc
S H S t h t
=
−
Thay số ta có
4 3*(2*16.5 3) 5 2*13.5 5
lg 261.36 lg 0.165 13.5 13.5
khc
−
Vậy lưu lượng vào giếng khoan tính theo phương pháp Forgeimer là
Q = 3038 m3/ngd
(ghi chú: để kết quả đúng đáp án trong sách của thầy thì h=H=16.5 m khi đó kết quả lưu lượng ra 2776 m3/ngd
Trang 13Theo mình nghĩ thì mực nước động phải là hiệu của chiều dày tầng chứa nước với độ hạ thấp mực nước tron giếng khoan mới đúng Ae xem cho ý kiến phát)
Chương 5 câu 14
Các thông số đề bài:
Trang 14a,S=7m, m=22m, K = 23m/ngđ; R=350m.
x10=111.8m Lưu lượng nước tổng của 10 giếng khoan là:
10
1 2 10
2
ln ln
S
R x x x
π
=
−
=
10
7
ln(350) ln( (111.8) (150) (180.18)
−
m3/ngđ Vậy lưu lượng nước trung bình tối thiểu cho từng giếng là:
24950
2495
i
Q
m3/ngđ
b, Để xác định được độ hạ thấp mực nước nhỏ nhất tại các điểm góc:(Giếng 2)
- Độ hạ thấp mực nước do bản thân giếng đó gây ra là:
2 2
.(ln ln ) 2495.[ ln(350) ln(0.1095)]
i
S
Km
−
6,333m
- Độ hạ thấp mực nước do các giếng khác gây ra
2 2
.(ln ln ) 2
i
S
Km
−
−
=
Lần lượt ta có:
x1-2 = 100m; x3-2 = 100m; x4-2 = 200m; x5-2 = 223.61m; x6-2 = 282.84m;
x7-2 = 360.56m; x8-2 = 316.23m; x9-2 = 300m; x10-2 = 200m;
1 2
2495.(ln 350 ln100)
0.983
2 (23).(22)
π
2 (23).(22)
π
−
−
4 2
2495.(ln 350 ln 200)
0.4392
2 (23).(22)
π
−
−
2 (23).(22)
π
−
−
Trang 156 2
2495.(ln 350 ln 282.84)
0.1672
2 (23).(22)
π
7 2 0
S − = m
8 2
2495.(ln 350 ln 316.23)
0.08
2 (23).(22)
π
−
−
2 (23).(22)
π
−
−
10 2
2495.(ln 350 ln 200)
0.4392
2 (23).(22)
π
Vậy độ hạ thấp mực nước tại giếng góc 2 là:
S =
10
2 1
i
S−
∑
=9.8972m ( Kết quả hơi lệch do có sự làm tròn số trong quá trình tính toán)
Chương 5 câu 15
: (KHÔNG TRÙNG VỚI ĐÁP ÁN SGK MÌNH ĐÃ KIỂM TRA CHO BÀI 14 THÌ
OK, MONG CÁC BẠN CHECK LẠI COI)
Các thông số đề bài:
H=25m; m=22m; K = 0.0015 m/s =129,6 m/ngđ; R=255m
200
6
7 8
9 10
11
12
a)
Ta có: x1= x5=x7=x11= 111.8m ; x3=x9= 50m
x2=x4=x8=x10= 70.7m ; x6=x12=100m
Suy ra:
12x x1 2 12 82,377x =
Tổng lưu lượng của 12 giếng khoan là:
Trang 162 2 12
K H h
Q
R x x x
=
−
ln 255 ln 82,377
=
−
= 81032,13 m3/ngđ Vậy lưu lượng nước trung bình tối thiểu cho từng giếng là:
81032,13
6752
i
Q
m3/ngđ
B, Độ hạ thấp mực nước nhỏ nhất tại các giếng khoan chính là độ hạ thấp mực nước tại các giếng ở điểm góc của khu vực xây dựng hcn: ( Smin =S1 =S5= S7 =S11 )
Ta có: x1-1 = r = 0,165m; x1-2 = 50m; x1-3 = 100m; x1-4 = 150m; x1-5 = 200m;
x1-6 = 206,155m; x1-7 = 223,607m; x1-8 = 180,278m; x1-9 = 141,421m;
x1-10 = 111,803; x1-11 = 100m; x1-12 = 50m
Suy ra:
12
1 1 1 2 1 12
x− x− x−
= 70,946
Độ hạ thấp mực nước tại vị trí giếng 1 là:
2 2 (1) 12
1 1 1 2 1 12
ln ln
K H h Q
π
−
=
−
2 2 (1) 3,14 129,6 (25 ) 81032,13
ln 255 ln 70,946
=
−
(1)
h
= 19,242 (m) Vậy : 1
S
= H-(1)
h
=5,758 (m)
Chương 6 câu 1
Hai giếng khoan quan trắc được bố trí cách giếng khoan hoàn chỉnh bơm hút thí
nghiệm nước áp một khoảng 15m và 20m để xác định tính thấm của đất đá Mực nước tĩnh cách đáy cách nước tầng chứa nước 16,6m Lưu lượng bơm hút nước 37,4 m3/h tạo nên độ hạ thấp mực nước ổn định thực tế đo được tại giếng khoan bơm hút và hai giếng khoan quan trắc là 4,46m; 1,15m và 0,42m
Yêu cầu:
a)Biết mực nước hiệu chỉnh tại giếng khoan bơm hút bằng 80% độ hạ thấp mực nước thực tế; đường kính giếng bơm hút là 219mm và chiều dày tầng chứa nước áp là 11,7m hãy tính hệ số thấm tầng chứa nước theo tài liệu giếng khoan quan trắc và giếng khoan bơm hút nước;
b) Xác định bán kính ảnh hưởng tương ứng lưu lượng bơm hút nêu trên
Giải
a) Xác định hệ số thấm của tầng chứa nước:
• Tính theo giếng khoan quan trắc
Tầng chứa nước áp