Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
(i.
Можно также воспользоваться литературными данными о значении коэффициента упругоемкости (J* = тг(}ж + (}с) с учетом литологии пород и пористости п.
Здесь (3/К — коэффициент объемной упругости пластовых вод, по В. Н. Щел-качсву, равный (2,7-^5) 10"5 1/кгс/см2; (}с — коэффициент объемной упругости пористой среды (скелета пород пласта), находящийся в пределах (0,3 2) X
X 10-5 1/кгс/см2, округленно равный 10“5 1/кгс/см2.
По В. Н. Щелкачеву, коэффициент упругоемкости (изменения упругого запаса жидкости в единице объема пласта) при изменении пластового давления на 1 кгс/см2 для известняков при пористости п = 2% р*'= 1,06 X X 10-5 1/кгс/см2 = 1,06-10” 6 1/м.
При значении пористости п =0,20 (J* = 1,6-10" 51/кгс/см2.
Зная величину (3*, легко найти коэффициент упругой водоотдачи по формуле
где у — объемная масса воды, принимаемая за единицу; т — мощность водоносного пласта, м.
зонта.
ц* — 7 т$*,
(IV.57)
Определение интенсивности питания и других элементов баланса
грунтовых вод
Эта задача решается в такой последовательности.
1. Годовой график колебания уровня грунтовых вод разбивается на отрезки между отчетливо выраженными экстремальными значениями уровня. При этом небольшие изменения уровня, обусловленные влиянием атмосферного давления (величиной менее 5—10 см с различными знаками) во внимание не принимаются (рис. 22).
2. В каждый момент отчетливо выраженных максимумов или минимумов уровня помещается начало координат АН, t, от которого ведется отсчет изменений уровня и времени. Если условие (IV.7) не выполняется, то применяют метод
Рис. 22. Расчленение годового цикла колебания уровня грунтовых вод на расчетные периоды и динамика элементов баланса грунтовых вод.
Графики колебания уровня: 1 — в начальном (эс = 0) сечении, 2 — в расчетном (эс > 0) сечении; элементы-баланса: 3 — инфильтрация осадков, достающих грунтовые воды, 4 — испарение грунтовых вод, 5 — разность между притоком и оттоком грунтовых вод в горизонтальном направлении
сложения течений, и начало координат помещается в тот последний момент экстремального значения уровня, > который отвечал окончанию установившегося движения грунтовых вод.
3. Результаты наблюдения за колебанием уровня грунтовых вод сводят в расчетную таблицу.
4. В зависимости от выбранной для расчета схемы движения грунтовых вод применяют одну из ранее рассмотренных формул — (IV.6), (IV.8) —(IV.12). Расчет питания грунтовых вод выполняют отдельно для каждого подъема или спада уровня (между смежными экстремумами).
Положительные значения величины w указывают на имеющую место инфильтрацию осадков или поливных вод, достигающих зеркала грунтовых вод wx, отрицательные значения — на расход этих вод на испарение (или передвижение влаги в зону аэрации) — и.
Основное уравнение баланса грунтовых вод в отсутствие их перетекания в подстилающие водоносные пласты пород для горизонтальной площадки размером F, вместо (IV. 1) можно записать в виде
где wAt — wt = югАт—иЛф — величина питания грунтовых вод сверху за время t = At — Ат + ДФ; АН — усредненное для расчетного элемента изменение уровня грунтовой воды,, равное Agl~^ ^Н-~- (здесь АНи АН2 — изменения уровня воды за время t в скв. 1 и 2).
Из (IV.58) находим разность между притоком и оттоком Qz грунтовых вод, соответственно поступающих и оттекающих с расчетной площади F, в виде
At = ц АН-wt. (IV.58а)
Положительное значение этой разности выражает расходование части притекающих грунтовых вод на аккумуляцию их в данном элементе потока площадью F, сопровождаемую повышением уровня воды, или расход этих вод на суммарное испарение или передвижение влаги в зону аэрации\при неизменном или понижающемся уровне. Отрицательное значение той же разницы будет указывать на формирование на данной площади подземного стока. Абсолютное значение такой разности выражает собой местное пополнение подземного стока, происходящее за счет инфильтрации осадков, поливных вод или за счет сработки статических запасов грунтовых вод. В последнем случае будет отмечаться понижение уровня вод.
Кроме вышеуказанных исходных данных о колебании уровня вод АН, АН0 для расчета wt используются ранее вычисленные параметры: коэффициент уровнепроводности грунтового потока а = -^2-; водоотдача пород или
недостаток их насыщения в зоне колебания подпертой капиллярной каймы и уровня воды |я; расстояние х от расчетной скважины до начального сечения потока и расчетное время t.
Таким образом, в данной методике мы широко применяем метод последовательной смены режимов движения вод во времени — установившегося — не-установившимся и последнее снова установившимся. Только в случаях применения способа сложения течений длительные колебания уровня принимаем за один непрерывный неустановившийся процесс.
Как уже было указано, такой кусочно-непрерывный метод мы применяем и в отношении пространственной координаты х.
