Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
В методических указаниях по гидрогеологической съемке в масштабах 1 : 500 ООО и 1 : 50 ООО (1968 г.) мы рекомендовали приближенных! метод определения питания грунтовых вод, сущность которого близка к методике
В. Г. Ткачук и Н. Н. Биндемана.
Для равнинных территорий и мест, значительно удаленных от поверхностных водотоков, водоемов, с которыми гидравлически связаны грунтовые воды, а также при одинаковых условиях увлажнения на поверхности, относительно глубоко залегающие (более 5—6 м) грунтовые потоки можно рассматривать как неограниченные в плане. При отсутствии перетекания этих вод по вертикали величина питания их сверху за время At составит:
где АН — величина непрерывного подъема уровня от его минимума до максимума за время At.
Для пересеченной местности или при неравномерной по площади инфильтрации осадков
где АН — изменение уровня грунтовых вод за расчетный промежуток времени At; АН3 — изменение уровня грунтовых вод за зимний отрезок времени продолжительностью Аг3.
w At = fx АН,
(11.21)
(П. 22)
При этом допускается, что интенсивность зимнего подземного оттока за вычетом подземного притока остается постоянной в течение всего года. Применять (11.22) можно ко всем промежуткам времени At годового цикла.
Метод уравнений связи нами разработан (1967 г.) в связи с необходимостью использования разрозненных одиночных наблюдательных пунктов (скважин), по которым ведутся наблюдения за режимом грунтовых вод.
При сравнительно однородной дневной поверхности, одинаковых условиях увлажнения ее, однородных условиях подземного стока (примерно одинаковых расстояниях до дрен или очагов инфильтрации), отсутствии подпора грунтовых вод местное восполнение подземного стока ('>л будет зависеть главным обрзом от величины питания потока сверху. Принимая действительным равенство
а‘р°' •(¦/а'».рСР °eonst' (IL23)
где аср — усредненный (региональный) коэффициент пополнения подземного стока, взятый с обратным знаком; в числителе и знаменателе величины с индексом «ср» — элементы баланса, усредненные по району расположения группы скважин, а также (II.3) при е = 0, получим
^ АЯ = (1 + аср ± рг) w At, (11.24)
где ДН — изменение уровня грунтовых вод по скважине за время At; (3t- — отклонение коэффициента а, аналогичного аср, но взятого для данной скважины, от усредненного значения аср. Остальные обозначения прежние.
Возможные погрешности расчета величины питания wAt, возникающие при пользовании одним коэффициентом аср при водораздельном типе режима грунтовых вод, не превышают 25%.
Далее используем эмпирическую связь величин изменения уровня грунтовых вод АН за одно и то же время At по всем скважинам данной группы со средней за At глубиной до воды z. Например, при наличии указанной связи, описываемой уравнением
АН — azb, (11.25)
где а, Ъ — параметры связи АН с г, вместо (11.24) при р, = 0, получим
(11.26)
l-|-a v ’
где обозначения прежние.
Значения а и Ъ находим способом наименьших квадратов, который применяем к выражению (11.25). Величины АН и z принимаем по данным фактических наблюдений.
Окончательно величина питания может быть представлена в виде
w At = pz~c,
где
_ \ia ц АЯ] — Л#2
1-1-а с z 2
с — —Ъ,
са (г2-а —--------------
(ЛЯх-ДЯ,)
(IT.27)
7С+-1 (11.28)
ср ’
(11.29)
zc+1
ср (11.30)
>
где AHlf АНг — наименьшие значения изменения уровня в разных скважинах за одно и то же время At, приходящиеся на нисходящую ветвь кривой связи АН с z, где эта кривая приближается к прямой; zlt z2 — соответствующие
глубины до воды; zcp —. -’'.Х-г;-..
Таким образом определяются параметры с, а, Ь, а, с помощью которых описываются связи величины питания с глубиной до воды типа (11.27); далее с учетом (II.3) находим
QljQ2At-----rxwAt^f{z), (11.31)
где обозначения прежние.
Рассмотренный метод для указанных условий позволяет составить баланс грунтовых вод по сезонам и за годовой период.
Методы математического моделирования базируются на аналогии ряда природных процессов, проявляющейся в отношении физических законов, описывающих дифференциальных уравнений, и на возможности воспроизвести численные решения этих уравнений на моделях. В гидрогеологии используются математические аналогии между фильтрацией подземной воды и движением воды в системах сообщающихся сосудов, соединенных гидравлическими сопротивлениями (гидравлические интеграторы В. С. Лукьянова), между той же фильтрацией воды и движением электрического тока в сплошных электропроводных средах (метод ЭГДА), а также в сеточных моделях, составленных из системы электрических сопротивлений (электроинтеграторы типа УСМ-1, МСМ-1, ЭИ-12, БУСЕ и др.). На таких аналоговых устройствах решаются задачи установившейся и не установившейся фильтрации.
