Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
В качестве исходных данных для расчета величины wt принимаем вели-
к!г
ср
чины: |х, АН (х, t)% АЯ?, х, I, t, а =
Несомненно, что формулой (IV. 10) можно пользоваться при неизменности положения водораздела грунтовых вод, по данным колебания уровня в скважине вблизи этого водораздела.
При а: = 0, АН (0, t) = АН° из (IV-10) получим более простую формулу
АЯо —2А//?Л (А.)
“" = 1*----1-2 Я(М '
где А Я0 — изменение уровня воды на водоразделе; X = —1-г=; остальные
2 У at
обозначения прежние.
Имея данные о колебании уровня грунтовых вод на их водоразделе АЯ0 и в сечении х = I (АЯ?), с помощью (IV.11) вычисляем величину питания грунтовых вод на участке от водораздела (х = 0) до расчетной скважины (х = I).
Схема пласт-полоса с особым граничным условием (см. рис. 12, д) встречается в долинах рек, ограниченных бровкой высокого коренного берега или высокой террасы. Под этой бровкой разность между притоком и оттоком вод в горизонтальном направлении обычно равна нулю (Q1 = Q2) и подпор от реки до бровки не распространяется. Такое условие предопределяется весьма крутым склоном коренного берега, значительной (более 5—6 м) глубиной до воды и большим расстоянием от реки. Все это является причиной отсутствия местной инфильтрации атмосферных осадков из-за наличия склонового стока дождевых вод, а также из-за отсутствия испарения благодаря глубокому положению уровня воды. Изменение уровня грунтовой воды под бровкой вызывается лишь питанием этих вод на низкой террасе.
При краевых условиях
* = 0, АЯ = 0; t>0.,-0. ^ = 0. (-1=0);
'?>0, х — 1, АЯ = bt = АЯ?
решением уравнения (IV.3) является формула
АН (х, t) - АН® [R (К2) -R (Х3)]
^ 1 — [R (^)— R (Я*)] ’ (IV. 12)
где обозначения прежние и указаны на схемах (см. рис. 12, д).
Для применения этой формулы необходимо знать величины АН (х, t),
АЯ?, I, t, а = ц.
г
Порядок расчета величин питания грунтовых вод для ограниченных потоков тот же, что и для полуограниченного.
При анализе режима напорных вод в сравнительно однородных водоносных пластах пород можно воспользоваться уравнением (IV.3), в котором АН — изменение напора в водоносном пласте за время t в сечении х\ вместо а принимается а* — коэффициент пьезопроводности; вместо ц принимается ц* — упругая водоотдача пород. Величина w заменяется величиной — 'интенсивностью поступления перетекающих сверху вод или (ех—s2) — разнобтью интенсивностей перетекания сверху (ех) и оттока вниз (ег). Все это действительно при условии отсутствия перетока вод в начальный момент времени t = 0. При наличии перетока вод по вертикали в начальный момент времени указанные величины 8!, (st—е2) будут представлять собой приращения соответствующих интенсивностей перетекания вод после t = 0 в связи с изменением напора АН.
Решения дифференциального уравнения для напорных вод при соответствующих граничных условиях будут аналогичны решениям, полученным для потока грунтовых вод.
Неустановившееся движение подземных вод в условиях перетекания их через раздельные слои пород
Если раздельные слои пород, подстилающие грунтовые воды (относительные водоупоры) или разделяющие напорные воды на отдельные водоносные горизонты, представлены слабопроницаемыми разностями (супесь, суглинок, песчаная глина), то при наличии разности напоров вод по вертикали устанавливается вертикальная фильтрация воды через эти слои пород.
Размер этой фильтрации или перетекания вод будет зависеть от коэффициента фильтрации слабопроницаемых пород в вертикальном направлении к0, градиента вертикальной фильтрации /в и начального градиента /0.
Рассмотрим взаимосвязь грунтовых и подстилающих напорных вод в естественных условиях при неустановившемся одномерном движении в неограниченном и полуограниченном потоках. В качестве исходных положений для обеих схем движения подземных вод примем следующие:
1) напор воды в подстилающих напорных водоносных горизонтах постоянен во времени, в общем случае считаем его ниже уровня грунтовых вод, однако он может быть и выше их уровня как в начальный (при t = 0), так и в данный (при t ]> 0) моменты времени;
2) интенсивность инфильтрации атмосферных осадков, достигающих зеркала грунтовых вод, постоянна во времени и в пространстве; возникает или изменяется при t = 0 мгновенно;
3) водоносные пласты и раздельные слои пород однородны по водопроницаемости, кровля последних горизонтальна;
4) фильтрация воды по вертикали через раздельные слои пород наступает при заметной для обычных наблюдений разнице напоров вод грунтовых и напорных; подчиняется закону Дарси,
