Ly_Dang_Thai_Thinh-1513253_Bt_Giua_Ky.pdf

Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM

ĐỀ THI: GIỮA KỲ HK I71

Khoa Kỹ Thuật Địa Chất và Dầu Khí

MƠN: CƠ SỞ THỦY ĐỊA CƠ HỌC

Bộ môn Địa Kỹ Thuật

MSMH: GE2021

HỌ VÀ TÊN: LÝ ĐẶNG THÁI THỊNH
MSSV: 1513253

ĐỀ BÀI
Bài 1: (2 điểm)
Xác định lưu lượng của một giếng nước đường kính 168mm, khoan qua tầng đất
khơng đồng nhất gồm 2 lớp có hệ số thấm khác nhau như trong hình vẽ, khi trị số
hạ thấp mực nước S là 10m. Ống lọc xuyên suốt toàn bộ bề dày tầng chứa nước.
Các số liệu khác cho trong hình vẽ.

Hình 1: Giếng hồn chỉnh trong tầng chứa nước không đồng nhất


Bài 2: (3 điểm)
Một tầng cát nằm ngang chứa nước áp lực có bề dày khơng đổi m = 30m cách mặt
đất 10m, mực áp lực cách mặt đất 2.5m, có hệ số thấm k=30m/ngđ. Xác định lưu
lượng của giếng có đường kính d = 0,22m đào cắt qua tồn bộ tầng chứa nước với
trị số hạ thấp mực nước S = 6m. Hỏi, với trị số hạ thấp mực nước S nào, lưu lượng
của giếng đạt Q = 20l/s. Các thơng số khác cho trong hình vẽ.

Hình 2: Giếng khoan khơng hồn chỉnh trong tầng chứa nước có áp
Bài 3: (5 điểm)
Thực hiện thí nghiệm bơm hút hiện trường trong tầng chứa nước ngầm với cụm
giếng gồm 1 giếng bơm hút và 2 giếng quan sát như trong hình vẽ, trong đó đường
kính giếng bơm hút là 220mm, lưu lượng bơm hút là 20l/s.
1. Yêu cầu xác định hệ số thấm cho tầng chứa nước;
2. Tính tốn lưu lượng cần thiết để bơm hút tháo khơ cơng trình có tiết diện hình
chữ nhật kích thước 30x50m khi đào tầng hầm sâu 10m.
3. Bố trí giếng bơm hút với lưu lượng Qw = 25l/s trong chu vi cơng trình, tính
tốn kiểm tra độ hạ thấp tại góc và trung điểm của vách cơng trình.


Hình 3: Sơ đồ bơm hút thí nghiệm trong tầng chứa nước khơng áp

BÀI LÀM

Bài 1:
Tóm tắt:
0,168
rg 
 0,084m (bán kính giếng)
2
k1  15m / ng (hệ số thấm lớp 1)

k2  30m / ng (hệ số thấm lớp 2)
Sg  10m (độ hạ thấp trong giếng)

He1  18  3  15m (bề dày tầng chứa nước trước khi bơm)

He2  15  20  35m (cột áp trước khi bơm)
m  20m (bề dày tầng chứa nước có áp của lớp 2)
H g  25m ( cột nước trong giếng khi bơm của lớp 2)
HCKB  5 ( cột nước trong giếng khi bơm của lớp 1)
Tính Q = ?


Bài giải:
Vì phễu hạ thấp nằm trên lớp trên cùng, do đó giả thiết rằng vận động của nước
dưới đất đến lỗ khoan trong mỗi lớp độc với nhau và lưu lượng của lỗ khoan bằng
tổng lưu lượng của mỗi lớp chảy đến lỗ khoan: Q = Q1 + Q2
Lớp 1: giếng hồn chỉnh khơng áp.
Cơng thức kinh nghiệm tính bán kính ảnh hưởng R:

R1  2Sg k1He1  2 10  15 15  300m
Q1  1,366k1

(2H e1  Sg )Sg
(2  15  10)  10
 1,366  15 
 1153m3 / ngd
R
300
lg
lg 1
0,084
rg

Lớp 2: giếng hoàn chỉnh có áp.
Cơng thức kinh nghiệm tính bán kính ảnh hưởng :

R 2  2Sg k2 He2  2 10  30  35  648m
Q2 

2,73k 2 mSg 2,73  30  20  10

 4214m3 / ngd
R
648
lg
lg 2
0,084
rg

Q  Q1  Q2  1153  4214  5367m3 / ngd
Bài 2:
Tóm tắt:
m = 30 m
k = 30m/ngđ

rg  0,11m
S=6m


R = 500m

lo  8m
Tính Q ?
Với Q = 20 l/s tính S = ?
Bài giải:

Xác định lưu lượng giếng theo công thức của Verigin N.N:
Q  2,73k

mS
R
lg  0,217g
rg

(1)

Để xác định hệ số hiệu chỉnh g tìm tỷ số lo / m và m / rg :
lo 8

 0,27 0,3
m 30

m
30

 273 200
rg 0,11


Tra bảng 9.1 trang 81 sách hướng dẫn thực hành địa chất thủy văn, ta được:
g  17,7 , thay giá trị vào cơng thức (1) ta có:

30  6

Q  2,73  30 

lg

500
 0,217  17,7
0,11

 1966m3 / ngd

Khi Q = 20 l/s =1728 m3 / ngd , Tính S = ?
Đối với giếng có áp: S 


Q  R
 ln  1  (I)

2km  rg


Để xác định hệ số 1 ta tìm tỷ số lo / m và m / rg rồi tra đồ thị hình 9.3 trang 79
sách hướng dẫn thực hành địa chất thủy văn.
Như trên ta đã tính lo / m 0,3 và m / rg
trị vào cơng thức (I) ta có:
S

200 , tra đồ thị ta có: 1  9 , thay giá

1728
 500

ln

 9   5,33m

2  3,14  30  30  0,11


Bài 3:
Tóm tắt:

rg  0,11m (bán kính giếng bơm hút)
S0  12m (độ hạ thấp mực nước giếng BH)

S1  5m,S2  2m (độ hạ thấp mực nước của giếng QS1, QS2)

He  28,5m (bề dày tầng chứa nước)
lo  12m (chiều dài ống lọc của giếng BH)
Q = 20 l/s = 1728 m3 / ngd
1. R1= 5 m (khoảng cách từ giếng quan sát 1 đến giếng bơm hút)
R2= 15 m (khoảng cách từ giếng quan sát 2 đến giếng bơm hút). Tính k ?


2. S=10 m
F= 30x50 𝑚2
Tính Qbh ?
3. Qw= 25 l/s = 2160 𝑚3/ng
Bố trí giếng và tính dộ hạ thấp mực nước S tại góc và trung điểm vách.
Bài làm:

1. Ta có S0= 12 m; S1= 5 m; S2= 2 m
Ta dùng hiệu chỉnh Verigin để tính tốn vì đây là giếng bơm hút khơng
hồn chỉnh.

Do giếng nước ngầm nên độ dày tầng chứa nước bị giảm 1 nửa giá trị
độ hạ thấp mực nước tại giếng trung tâm m’=m-0.5S.
l
l
12


 0.53  0.5
m ' m  0.5S 28.5  0.5*12

Giếng trung tâm:
m ' m  0.5S 28.5  0.5*12


 204.5  200
r
r
0.11

Giếng quan sát 1:
m ' m  0.5S 28.5  0.5*12


 4.5  3
R1
R1
5

Giếng quan sát 2:
m ' m  0.5S 28.5  0.5*12



 1.5  1
R2
R2
15


Tra bảng 9.1 trang 81 sách” Hướng dẫn thực hành địa chất thủy văn” ta
được:
ξg=7.86, 1  0,656 , 2  0,0494
Ta dùng công thức 9.40 và 9.41 trong sách “Hướng dẫn thực hành địa
chất thủy văn” để tính hệ số thấm:
 Giếng quan sát 1 và giếng quan sát 2:
15
lg  0,217  (0,656  0,0494)
k  0,732  1728  5
 5,07m / ngd
(2  28,5  5  2)(5  2)
Tương tự ta có :
 Giếng trung tâm và giếng quan sát 1: k=14.55 (m/ngđ)
 Giếng trung tâm và giếng quan sát 2: k=11.3 (m/ngđ)
Khi đó ta có:
K tb 

5.07  14.55  11.3
 10.3 (m/ngđ)
3

2. Phương pháp giếng lớn: rg 

F
1500

 21,86m

3,14

Bán kính ảnh hưởng: R  rg  10S k  21.86  10*10 10.3  342.8 (m)
Lưu lượng cần bơm hút để tháo khô cơng trình:
Q  1,336k

(2H e  S)S
(2  28.5  10) 10
= 1.336 10.3 
 5410.4 (m3/ngđ)
342.8
R
lg
lg
21.86
rg

3. Số lượng giếng cần bố trí : n 

Q 5410.4

 3 (giếng)
Qw
2160

A

P

H

C

B

o

Q

K

D

Bố trí 3 giếng tại 3 điểm M,N,O như hình vẽ trên
Khi đó AB = 50m, AC = 30m.
Đặt:
Khoảng cách AM, AO, AN lần lượt là d1, d2, d3
Khoảng cách HM, HO, HN lần lượt là d4, d5, d6
Khoảng cách QM, QO, QN lần lượt là d7, d8, d9
d4 =HM=12.5 m, d8 =AH=15 m, d5 =HO=25 m, d6 =HN=37.5 m
d1  d7  d9  AM  AH 2  HM 2  152  12.52  19.53 m
d2  AO  AH 2  HO2  152  252  29.15 m
d3  AN  AH 2  HN 2  152  37.52  40.39 m

Kiểm tra độ hạ thấp mực nước tại các đỉnh A, B, C, D và trung điểm các vách cơng
trình tiết diện hình chữ nhật.
Vì tính đối xứng của cơng trình có tiết diện hình chữ nhật nên ta có:


SA=SB=SC=SD=he – hA = he  he 2 

R3
)
d1 * d 2 * d3
 * Kth

Qw *ln(

342.83
2160*ln(
)
2
19.53*
29.15*
40.39
 28.5  28.5 
=10.7 (m) > mực hạ thấp yêu cầu (10 m)
3.14*10.3

R3
)
d 4 * d5 * d 6
 * Kth

Qw *ln(

SH = SK = he-hH= he  he 2 

342.83
2160*ln(
)
2
12.5*25*37.5
 28.5  28.5 
=12.11 (m) > mực hạ thấp yêu cầu
3.14*10.3
R3
)
d 7 * d8 * d 9
 * Kth

Qw *ln(

SP=SQ=he-hQ = he  he 2 

342.83
2160*ln(
)
2
19.53*15*19.53
 28.5  28.5 
=13.64 (m) > mực hạ thấp yêu cầu
3.14*10.3

Kết luận: Vậy cách bố trí các giếng như trên cho ta giá trị hạ thấp mực nước đạt
yêu cầu.