Р.С.Шенгелов
Теперь рассмотрим особенности расчетов неупорядоченных площадных систем. Очень часто системы водозаборных скважин имеют именно такой характер: в силу особенностей условий строительства и землепользования, исторически сложившиеся и т.д. Их точный расчет всегда возможен по принципу суперпозиции (суммирования взаимодействий), но это может быть очень громоздко и трудоемко при выполнении многовариантных расчетов, так как количество скважин в системе может достигать десятков и даже сотен. Поэтому нередко используют методику приближенного расчета крупных площадных систем взаимодействующих скважин, который бывает вполне достаточен для решения двух важных задач:
а) расчет влияния таких систем на некоторые удаленные от них точки (почему-либо интересные - например, на соседний водозабор);
б) предварительная оценка возможного суммарного дебита таких систем.
Для приближенного расчета площадных систем используют идею "БОЛЬШОГО КОЛОДЦА", под которым понимается одна-единственная скважина с большим радиусом 
, эквивалентная всей системе, т.е. имеющая тот же суммарный дебит и дающая те же понижения в области влияния. Наиболее чисто этот прием обосновывается при отсутствии близкорасположенных границ - например, для "схемы Тейса".
Возможно вы искали - Статья: Расчет взаимодействия скважин по принципу "сложения решений"
Система состоит из 
скважин с разными дебитами 
и разным временем ввода в действие 
для каждой скважины (рис.1).
 |
| Рис. 1. |
Определим по принципу сложения решений понижение уровня в некоторой точке 
в момент t, полагая, что расчетное время достаточно для наступления квазистационарного режима в точке:
(введем долевые коэффициенты дебита 
)
.
Похожий материал - Статья: Нестационарный режим опытно-эксплуатационной откачки (ОЭО)
Учитывая, что
, а две подчеркнутые группировки однородных членов можно свернуть по свойствам логарифма:
,
,
получим окончательное выражение в виде:
.
Очень интересно - Статья: Гидродинамический метод расчетов водозаборных сооружений
Видно, что полученное выражение для 
по форме аналогично действию одной скважины, находящейся на расчетном расстоянии 
от точки и действующей с суммарным дебитом 
в течение расчетного времени 
. Такая скважина и называется "большим колодцом". Некоторые комментарии:
В частном случае равнодебитных скважин (
) долевые коэффициенты также равны между собой
; тогда 
Очевидно, что при такой методике расчета физическое положение "большого колодца" в принципе безразлично; важно только, что он находится на расчетном расстоянии. Можно использовать и другую методику, не требующую специального вычисления : предварительно рассчитывается положение центра (оси) "большого колодца" как центра тяжести системы скважин по их расходам, от которого и измеряется расчетное расстояние до точки (рис. 2).
Координаты центра "большого колодца" в произвольной системе декартовых координат {X,Y} вычисляются с учетом координат и долевых коэффициентов дебита каждой скважины:
.
Вам будет интересно - Статья: Стационарный режим опытно-эксплуатационной откачки (ОЭО)
По численным оценкам, погрешность расчетов понижений не превышает 3-5% для точек, удаленных от площадки системы скважин на расстояние, превышающее ее наибольший размер.
Другая полезная практическая задача: оценка возможного суммарного притока к системе скважин. Для этого рассчитывается радиус "большого колодца" 
, т.е. точка перемещается на стенку "большого колодца". При этом одна из скважин принимается за опорную и от нее рассчитываются расстояния до всех остальных; после этого оценивается 
 |
| Рис. 2. Определение координат центра "большого колодца" |
Теперь можно рассчитать потенциальный суммарный дебит системы как дебит "большого колодца" с радиусом по любой формуле, отвечающей расчетной схеме; например, в "схеме Тейса":
Конечно, такая оценка будет приближенной, так как приходится принимать некоторое единое для системы значение
.
Похожий материал - Реферат: Оценка естественных ресурсов
В завершение характеристики гидродинамических расчетов коротко остановимся на МОДЕЛИРОВАНИИ РАБОТЫ ВОДОЗАБОРОВ. Оно применяется, если необходимо учесть выявленные при разведке особенности неоднородного распределения параметров, сложные граничные условия, структуру потока и др., которые явно не удается безболезненно упростить для аналитических расчетов. Принципиально моделирование "водозаборных" задач ничем не отличается от других. Специфика состоит лишь в обязательном наличии водозаборных скважин (хотя они могут быть и в других задачах - дренажи, закачка промстоков, подземное выщелачивание и т.п.).
Основная особенность моделирования скважин: если в блок модели подать дебит скважины 
, то в нем при решении будет получен напор 
(или понижение
), не отвечающий реальному напору (понижению) в скважине
. Почему ?
В природе поток в непосредственной близости от скважины имеет практически радиальный характер, а распределение напоров подчиняется логарифмике Дюпюи:
(1) 