Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
где Ф (X) — интеграл вероятности, значения которого определяются по прил. 2; остальные обозначения прежние.
Эта формула также является решением линейного дифференциального уравнения в частных производных для одномерного неустановившегося движения при w = 0 или w — const, и следовательно, при Aw = 0 во время изменения уровня воды. При этом на границе потока изменение уровня воды мгновенное.
На постоянство интенсивности питания грунтовых вод сверху w — const в течение времени t может указывать почти равномерный во времени подъем или спад уровня грунтовых вод в скважине.
Постоянство по длине потока величины питания грунтовых вод сверху обычно наблюдается при одинаковой глубине до воды и в одинаковых условиях увлажнения на дневной поверхности.
При постоянстве питания потока во времени, w (хг, t) = const за время tx ж t2 можно написать уравнение
Ц-Л(Ц](1
AH°„R (К2) — АН2 [1 —Д(Л*)]*2 ' ' ' '
где Хх =
х\
Х2 — t Х} ; А Нх, А Н2 и A Нх, А Н2 — изменения уровня
* Vat-! iVati
грунтовых вод в скважине хх соответственно на моменты времени tx и t2 и изменения уровня воды в начальном сечении потока (х = 0) на те же моменты времени.
Для второго случая постоянства питания по длине потока, w (х, tx) = = const на пути хх и х2, действительно уравнение
АП (х 1, td— AIT (0,ti) D ^ АН (х-2, tx) — AH (0, h) D ^ . л /1Лг0/л
АН(хх, tx)-AU(x,, ц) АН (х1; «,) —ДП (х2, tx) Л ^ ~ а>
где АЯ (а?х, tx), АН (х2, tх), АН (0, tx) — изменения уровня грунтовых вод соответственно в сечениях хх, х2 и х = 0 за время tx;
Я,
XI
2 ]/a<i
а:2
2 ‘
Уравнения (IV.33), (IV.34) относительно «а» решаются способом подбора.
Если дренирующая река или канал неполностью прорезают водоносный горизонт, то к расстоянию х добавляют величину АI, эквивалентную сопротивлению ложа водоема. Примерно на расстоянии, равном 1,5—2 величинам мощности потока, движение
грунтовых вод становится параллельно-струйчатым и «несовершенство» рек или каналов на нем не сказывается.
При необходимости учесть сопротивление ложа водоема это сопротивление рассчитывается по формуле В. М. Шестакова, имеющей вид
Рис. 19. Схема грунтового потока в прибрежной зоне
АI
Н 1-Яр
Н2-Нр
(х2 х±)
(IV. 35)-
где АI — длина потока, эквивалентная сопротивлению ложа водоема, неполностью прорезающей водоносный пласт (рис. 19); Нх, Н2 — отметки уровня воды соответственно во второй и третьей наблюдательных скважинах; #р — отметка уровня воды в реке или канале; хх, х2 —расстояние от реки до второй и третьей наблюдательных скважин.
При этом вторая — дальняя наблюдательная скв. 3 должна находиться от реки на расстоянии, равном 1,5—2 значениям мощности грунтового потока и более.
Зная коэффициент уровнепроводности а —
kh
ср
II
и водопроводимость
грунтового потока khcp, можпо вычислить величину водоотдачи или недостатка насыщения грунтов в пределах изменения верха подпертой капиллярной каймы и уровня воды по формуле
kh г
где к — коэффициент фильтрации водоносных пород, который оценивается с помощью опытной откачки; hcp — средняя мощность водоносного горизонта (по данным гидрогеологического разреза и режимных наблюдений).
Болсо надежно параметр [л определяется по величине изменения запасов влаги в нижней части зоны аэрации, считая ее от самого высокого положения верха подпертой капиллярной каймы до самого низкого положения уровня грунтовых вод за время t, а также по данным об изменении этого уровня ДН за то же время (см. третью главу).
При расположении наблюдательных скважин вблизи водораздела грунтовых вод (в нескольких десятках или не более 200—300 м) для расчета коэффициента уровнепроводности можно воспользоваться формулой (IV.10) или (IV.11). При этом возможны те же случаи расчета, когда wt = 0 или w = const на протяжении потока 0—хг—х2.
Аналогично можно поступать при коротких потоках с двумя дренирующими или питающими реками, когда необходимо использоЬать формулу (IV.9), или, наконец, при наличии крутых бровок, высоких террас либо коренных берегов долин, где применима формула (IV. 12). Во всех этих случаях параметр а определяется способом подбора.
Расчеты с учетом перетекания вод
Для последующего учета перетекания грунтовых вод в подстилающие напорные потоки по данным режимных наблюдений вначале определяются
кл
коэффициент вертикального водообмена с = —и коэффициент фильтрации
v-rno
пород раздельного слоя к0.
В первую очередь принимается во внимание возможное изменение вертикального водообмена между грунтовым и подстилающим напорным потоками Aet, а также изменение во времени интенсивности питания сверху Aw. Для неограниченного потока вод в схемах отсутствует горизонтальный водообмен, так
