ОСНОВЫ ДИНАМИКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД - раздел Образование, Инженерная геология План Лекции
12.1. Общие Положения О Движении Подземных Вод.
...
План лекции
12.1. Общие положения о движении подземных вод.
12.2. Расход естественных потоков подземных вод.
12.3. Искусственные дрены.
12.4. Приток воды к совершенным дренам и несовершенным дренам.
12.5. Взаимодействующие дрены.
12.1. Общие положении о движении подземных вод
Динамика подземных вод - самостоятельный раздел гидрогеологии. Он изучает закономерности движения подземных вод в природных условиях и при искусственных изменениях этих условий, устанавливает количественные зависимости водопритоков от других параметров движения воды. В основу расчетных формул почти всегда принимается закон Дарси, согласно которому: , где Q - расход (приток, дебит) воды в единицу времени, м3/час, см3/сек;
I - напорный градиент (гидравлический уклон), представляющий собою отношение разности напоров (уровней воды) к длине пути фильтрации:
F - площадь поперечного сечения потока, м2, см2;
К - коэффициент фильтрации,
Если обе части указанной зависимости разделить на площадь
поперечного сечения:
;
. То получим V – скорость фильтрации.
Она находится в линейной зависимости от напорного градиента. Поэтому закон Дарси часто называют линейным Законом Фильтрации. При I=1, V=K. И коэффициент фильтрации имеет размерность скорости (м/сут.).
Однако V - величина фиктивная, т.к. движение воды происходит не по всему сечению потока, а только в порах и трещинах. Действительная скорость движения
na - активная пористость.
Закон Дарси остается справедливым при очень большом интервале изменения водопроницаемости пород и напорного градиента. Однако если движение воды вместо ламинарного (параллельноструйчатого) становится турбулентным (с завихрением струй), то линейная зависимость нарушается, и для расчетов используют зависимости Краснопольского:.
12.2. Расход естественных потоков подземных вод.
Расход плоского потока грунтовых (безнапорных) вод исходя из закона Дарси, можно приближенно определит по данным замеров уровня в двух тохтках следующим образом:
, где B – ширина потока.
Расход напорного потока подземных вод будет:
При наклонном водоупоре необходимо ввести соответствующие
поправки.
12.3. Искусственные дрены
Искусственные дрены - это сооружения для захвата воды или для откачки. Они весьма разноообразнь и подразделяются на горизонтальные (канавы, галлереи, штреки, траншеи) и вертикальные (колодцы, шурфы, шахты, скважины и т.д.). К горизонтальным
дренам приток воды обычно происходит в виде плоского потока с двух сторон. Вокруг вертикальных дрен формируется радиальный поток. Вертикальные дрены в расчетных схемах обычно именуют колодцами (грунтовый колодец, артезианский колодец). Для расчета водопритока важно учитывать пересекает ли дрена водоносный горизонт на полную мощность до водоупорного ложа (совершенная дрена) или скрывает только часть водоносных пород (несовершенная дрена).
При откачке воды из дренеы уровень воды снижается и затем постепенно устанавливается на определенной отметке. Первоначалный ненарушенный уровень называют статическим, а установившийся динамическим. Разность между ними - это величина понижения (S). Изменение уровня воды происходит и вокруг дрены. Чем ближе к дрене, тем больше снижение, а дальше от нее уровень все больше приближается к первоначальному. Образуется так называемая депрессионная воронка (кривая депрессии у плоского потока). В зависимости от водопроницаемости и величины понижения радиус воронки (радиус влияния R) изменяется в значительных пределах (от десятков до сотен метров и даже нескольких километров).
12.4. Приток воды к совершенным и несовершенным дренам
Приток воды к искусственным дренам также рассчитывается на основе закона Дарси. При выводе формул для вертикальных дрен необходимо учитывать, что через любое цилиндрическое сечение вокруг дрены в направлении к ней поступает одинаковое количество воды. Площадь поперечного сечения потока, поэтому рассчитывается как площадь боковой поверхности цилиндра, а напорный градиент изменяется в каждой точке и на элементарном интервале будет равен
Для совершенного грунтового колодца:
Разделим переменные:
Проинтегрируем это выражение для интервала изменения X от r до R,
( r - радиус дрены и у от h до H):
(h - Остаточный столб воды, HН - мощность водоносного);
Получим: . Дальше преобразуем:
;
Тогда:
Эта зависимость известна как формула Дюпюи для расчета притока воды к совершенному грунтовому колодцу.
Вывод формулы для расчета водопритока к совершенному артезианскому колодцу производится аналогичным образом, но а данном случае , где М - мощность артезианского водоносного горизонта.
; ;
Эта формула также известна под названием формулы Дюпюи для расчета притока воды к артезианскому совершенному колодцу.
Таким образом, водоприток в дрену из артезианского горизонта имеет линейную зависимость от величины понижения. А для безнапорного горизонта эта зависимость параболическая.
Величина R определяется опытным путем, но она может быть рассчитана приближенно по формуле И.П. Кусакина:.
Приток воды в совершенную горизонтальную дрену с одной стороны определяется аналогично расходу потока подземных вод:
Приток воды в несовершенные дрены определяется по более сложным схемам с учетом поступления воды снизу. Для безнапорных
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации... Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального обучения...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
ОСНОВЫ ДИНАМИКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ.
План лекции
1.1.Форма и основные параметры Земли.
1.2. Гравитационное поле Земли.
1.3. Тепловое поле Земли.
1.4. Магнитное поле З
СТРОЕНИЕ И СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ
План лекции
2.1. Строение Земли.
2.2. Строение земной коры.
2.3. Химический состав земной коры.
2
МАГМАТИЗМ И МЕТАМОРФИЗМ.
План лекции
3.1. Причины зарождения и миграции магматических расплавов.
3.2. Эффузивный магматизм.
3.3. Интрузивный магматизм.
3.
ВЫВЕТРИВАНИЕ, ЭОЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
План лекции
5.1. Общие черты экзогенных геологических процессов.
5.2. Физическое выветривание.
5.3. Химическое выветривание.
5.4.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ЛЕТОИСЧИСЛЕНИЕ.
План лекции.
7.1. Основные этапы эволюции Земли.
7.2. Относительный возраст горных пород и методы его определения.
7.3. Понятие об абсолют
План лекции
9.1. Содержание курса «Гидрогеология». Распределение и баланс воды на Земле
9.2. Виды воды в горных породах. Происхождение подземных вод. Понятие о водоносном горизонте
9.3. Водно
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
План лекции
11.1. Классификация водоносных горизонтов.
11.2. Воды зоны аэрации.
11.3. Грунтовые воды.
11.4. Артез
Взаимодействующие дрены
Взаимодействующими дренами называются такие дрены, депрессионные воронки которых перекрываются, т.е. дрены расположены на расстоянии меньше 2R. Приток к взаимодействующим дренам меньше, чем к обычн
I. Объекты, методы и задачи инженерной геологии
Инженерная геология изучает природную геологическую обстановку местности (участка строительства) до начала строительства, а также определяет те возможные изменения, которые произойд
Грунтов
Грунты - это горные породы и почвы, которые залегают в верхней части земной коры, находятся в сфере производственной деятельности человека и могут быть использованы в качестве оснований, среды и ма
Физические свойства
К числу физических свойств относится удельный и объемный вес грунтов, пористость, теплофизические, электрические и магнитные свойства. Некоторые из них были рассмотрены ранее.
Удельным вес
Механические свойства.
Механические свойства грунтов являются наиболее важными характеристиками для проектных расчетов. К ним относятся:
1) предельное сопротивление на сжатие.
2) предель
План лекции
14.1. Оползни (движение грунтовых масс на склонах).
14.2. Суффозионные явления.
14.3. Карстовые процессы и явления.
14.4. Плывуны.
I. Движение грунтовых масс на склонах
Склоны могут быть природными и искусственными. При определенных условиях горные массивы, слагающие склон или откос, могут терять устойчивость и смещаться вниз. Различают три основны
Суффозионные явления
Процесс механического выноса частиц из толщ грунтов называют суффозией. В результате суффозии возникают подземные пустоты, воронки, происходит оседание поверхности за счет доуплотне
Карстовые процессы и явления
Химическое растворение горных пород вызывает в земной коре и на ее поверхности совокупность физико-геологических явлений, называемых карстом. Явление карста выражается в образовании
Плывуны
Плывунами в строительной практике называют водонасыщенные рыхлые породы» преимущественно пески, которые при вскрытии котлованами и траншеями разжижаются, приходят в движение и ведут
Подземные воды в криолитозонах
Мерзлые породы независимо от своего состава водонепроницаемы. И соответственно строению вечномерзлых пород в разрезе различают три основных типа вод : подмерзлотные, межмерзлотные и надмерзлотные,
В криолитозонах
В зависимости от конкретных условий района распространения многолетней мерзлоты и особенностей сооружений, их проектирование и строительство осуществляют по одному из двух принципов:
1) С
Водоснабжения
Поиски и разведка подземных вод для водоснабжения ведутся в основном специализированными гидрогеологическими организациями. Проводятся они в три этапа (стадии): поисковые работы, пр
Инженерно-геологическая и гидрогеологическая съемка.
Инженерно-геологическая съемка заключается в визуальных и экспериментальных исследованиях, измерении, описании и нанесении на карту всех природных и искусственных факторов, определяющих инженерно-г
Стационарные наблюдения
Стационарные наблюдения при гидрогеологических исследованиях проводят за развитием неблагоприятных геологических процессов (карстом, оползнями и др.), режимом подземных вод и за тем
Основные цели и задачи инженерно-геологических изысканий
При строительстве важнейшим является прогноз взаимодействия проектируемого сооружения с природной средой. Инженерно-геологические условия строительства на нашей территории весьма разнообразны.
Состав и объем инженерно-геологических исследований
Инженерно-геологические исследования включают: проходку разведочных выработок по трассе и на площадках сооружений; дополнительные исследования участков индивидуального проектировани
Инженерно-геологические изыскания для объектов трубопроводов
Большая протяженность и пересечение различных природных препятствий (горы, реки, болота и т.д.) вынуждают строить как подземные (в траншеях), так и подводные (на дне рек) и надземные (на опорах). П
Изыскания месторождений естественных строительных материалов
В комплекс инженерно-геологических изысканий входят поиски и разведка естественных строительных материалов, необходимых для строительства объектов водоснабжения.
Изыскания проводят в два о
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов