Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Этот метод мы впервые применили для прогноза подпора грунтовых вод в районах водохранилища канала им. Москвы в 1939 г., для анализа режима
грунтовых вод в различных гидрогеологических условиях, для расчета гидрогеологических параметров (водоотдача пород, коэффициент уровпепроводпости грунтовых вод), а также с целью составления баланса подземных вод в 1950— 1951 гг., что будет рассмотрено в четвертой главе. Этот метод развивался также для оценки элементов баланса грунтовых вод по данным о колебании их уровней П. А. Киселевым (1951 г.).
Среди расчетных методов определения величины питания грунтовых вод wAt по данным колебаний их уровня кроме метода конечных разностей и аналитического метода, которые рассматриваются ниже, заслуживают внимания и следующие:
1) методы определения инфильтрационйого питания грунтовых вод по данным наблюдений за уровнем воды в одной скважине (В. Г. Ткачук, Н. Н. Бин-деман, В. С. Ковалевский, Д. И. Абрамович, В. Е. Водогрецкий и др.);
2) метод уравнения связи, разработанный автором (1967 г.) для определения элементов баланса грунтовых вод по данным наблюдепйй за их режимом по группе одиночных скважин;
3) комплексный метод, учитывающий кроме колебания уровня в одиночной скважине элементы водного баланса на поверхности и в зоне аэрации (И. Б. Вольфцуи).
В. Г. Ткачук (1949) для грунтовых вод, отражающих сезонные изменения в их режиме, выделяет периоды повышения их уровня, в которые происходит основное питание сверху. В периоды понижения уровня это питание считается незначительным и не учитывается. Величина питания сверху определяется уравнением
wM = -^—\-Ty, (11.18)
^'эф
где АН — общая высота подъема уровня грунтовых вод, мм; кэф — коэффициент
ДЯ
эффективности осадков, равный —(здесь х —количество воды, поступившей
в водоносный горизонт, мм); Т — период подъема уровня грунтовых вод, сут; у — средний отток грунтовых вод за вычетом притока, мм/сут.
Коэффициент эффективности осадков кэф по существу является обратной
[
величинои недостатка насыщения или водоотдачи почвогрунтов —, взятых
М"
в пределах перемещения уровня грунтовых вод и подпертой капиллярной каймы. В. Г. Ткачук вычисляет этот коэффициент по разности между полной влагоемкостью и влажностью пород в пределах колебания уровня грунтовых вод, что значительно преувеличивает этот коэффициент, а недостаток насыщения преуменьшает. Будет более правильно, если учитывать влагозапас от минимального положения уровня до максимального положения верха подпертой капиллярной каймы за период наблюдений.
Величина оттока грунтовых вод у по существу представляет собой разность между оттоком и притоком грунтовых вод, что согласуется с (II.3) при 8 = 0. Определяется эта величина по данным о зимнем снижении уровня воды, когда пополнения грунтовых вод и их расходования в зоне аэрации практически не происходит.
Так, при понижении уровня грунтовых вод в осенне-зимний период на величину h (мм) за время At (сут) величина разности между оттоком и притоком вод составит:
h /ТТ.ГЛч
Как правильно отмечает В. Е. Водогрецкий (1973), зимний отток грунтовых вод на разгрузку в водоисточники принят тождественным оттоку в весеннелетний период высокого их стояния. Такое допущение не является оправданным, особенно в районах с довольно пересеченным рельефом и неравномерным распределением атмосферных осадков по площади.
Так как инфильтрационное питание грунтовых вод в этом методе определяется только для периода подъема их уровня, то при малых глубинах до воды остается неопределенной величина расходования этих вод на испарение. Поэтому задача составления баланса грунтовых вод в целом (например, за год) остается нерешенной.
Аналогичная методика расчета величины весенней инфильтрации атмосферных осадков предложена Н. Н. Биндеманом (1963 г.), по которому
где Ah — наблюдаемое повышение уровня грунтовых вод после снеготаяния за время At; Az — величина, на которую уровень грунтовых вод снизился бы за время At за счет оттока по водоносному пласту.
При этом последняя величина определяется по разности между минимальным предвесенним уровнем и тем экстраполяционным уровнем, который установился бы при продолжении зимнего спада кривой его до момента весеннего максимума.
Здесь так же, как и в предыдущем методе, допускается условность — постоянство во времени интенсивности подземного оттока за вычетом притока в периоды подъема и предшествующего спада уровня, а также не учитывается расход грунтовых вод на испарение в зону аэрации. Восходящий ток влаги от уровня при глубине до воды 2—4 м, для которых рекомендуется данный метод, может быть весьма существенным. Поэтому расчетное восполнение запасов грунтовых вод без учета их испарения летом и в другие сезоны года может быть значительно завышенным.
