Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Динамика и режим подземных вод
1 Фильтрационный поток
Напор и напорный градиент. Движение гравитационных подземных вод осуществляется под действием силы тяжести и (или) градиента давления.
Общая энергия жидкости в любой точке потока может быть охарактеризована выражением: , где
H – это пьезометрический напор, Z – энергия положения относительно
единой плоскости сравнения, – энергия давления жидкости в данной точке потока, P – гидростатическое давление, γ – плотность единицы объема воды.
При погружении пьезометра (скважина, колодец) в любую точку потока вода под действием гидростатического давления Р в данной точке поднимется до верхней границы потока.
Высота, на которую поднимется вода под действием гидростатического давления в данной точке потока: (м, см), называется пьезометрической высотой.
В каждой точек общая энергия потока подземных вод определяется выражением , м.
В реальных условиях при сравнении напора подземных вод в различных точках потока в качестве единой плоскости сравнения обычно принимается уровень Мирового океана (Z=0). В этом случае величина напора (м) равна абсолютной отметке уровня, до которого поднимается вода под действием гидростатического давления.
При движении жидкости в пористой среде (фильтрация) или движении потока подземных вод в естественной среде напор (энергия потока) расходуется на преодоление сил трения, в результате пьезометрический напор уменьшается по направлению движения потока подземных вод. Движение подземных вод происходит от области с большим напором к области с меньшим напором.
Потеря напора подземных вод (ΔН, м) на участке между двумя сечениями потока, отнесенная к расстоянию между сечениям и (L – длина пути фильтрации, м), называется градиентом пьезометрического напора (напорным градиентом) и определяется из выражения
Значение напорного градиента I характеризует потерю пьезометрического напора на единицу длины пути фильтрации. Знак (–) указывает, что величина напора уменьшается по направлению движения подземных вод.
2 Закон Дарси и границы его применимости
Коэффициент водопроницаемости (коэффициент фильтрации) в законе Дарси имеет размерность скорости (м/сут, см/с и др.) и численно равен скорости фильтрации при единичном (I=1) напорном градиенте.
, где Т – проводимость пласта, м2/сут.
При очень малых скоростях фильтрации в тонкодисперсных породах нарушение закона Дарси (нижний предел применимости) связано с проявлением сил молекулярного взаимодействия частиц воды и породы при вязкопластичном характере течения воды в субкапиллярных пустотах.
3 Режим и баланс подземных вод
Потоки подземных вод. Под потоком подземных вод понимается ограниченный естественными границами элемент подземной гидросферы с единым направлением (едиными направлениями) движения подземных вод.
Все естественные границы потоков подземных вод подразделяются на границы двух типов: непроницаемые границы, изолирующие смежные потоки подземных вод, и условные естественные границы, через которые возможно взаимодействие (наличие расхода) двух смежных потоков подземных вод. Естественными непроницаемыми границами потоков являются водоразделы, под которыми аналогично поверхностным водоразделам понимаются линии с наиболее высоким положением поверхности подземных вод, разделяющие потоки с различными направлениями движения, дрены, и границы (контакты) водоносных и слабопроницаемых пород.
В качестве естественных границ второго типа рассматриваются границы геологических структур, геологических формаций, субформаций и литогенетических комплексов горных пород, границы геоморфологических элементов современной поверхности и др.
4 Гидродинамическая сетка потока подземных вод