Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
(летнее снижение уровня). При этом величина —г-~гAt отрицательная и выражает собой слой воды, вытекшей из данного элемента потока F за вычетом слоя воды, притекшей в тот же элемент.
Таким образом, при глубинах до воды более 3 ~ 4 м условия неограниченности потока соблюдаются лишь в периоды непрерывных и значительных по величине подъемов уровня. Эти условия существенно нарушаются в периоды продолжительного спада уровня.
2. Для полуограниченного потока используется формула (IV.6).
Обычно в периоды спада уровня грунтовых вод отмечается расход их на испарение, включающее восходящий ток влаги в зону аэрации; в периоды подъема уровня происходит инфильтрация атмосферных осадков.
(IV.63)
(IV. 4а).
Однако такая закономерность нарушается в условиях весьма высоких подъемов или больших спадов уровня на границе потока (когда АЯ° АЯ или | АЯ°| > | АЯ|), что наблюдается, например, при кратковременных и больших паводках в реке и расположении наблюдательных скважин в прибрежной зоне.
При удалении наблюдательной скв. 2 от границы потока или от скв. 1 (при х = 0) на расстояние
где wt — усредненное на расстоянии х питание грунтовых вод сверху (между скв. 1—2); АН2 — изменение уровня грунтовых вод в скв. 2 за время t.
Если усредненное изменение уровня грунтовых вод АЯср на том же створе
принять равным АЯср = ^#2 Где д^— изменение уровня грунто-
вых вод в скв. 1 за время t, то разность между притоком и оттоком грунтовых вод на участке х будет составлять
Расчет по (IV.65) и (IV.66) основных элементов баланса позволяет составить его в весьма элементарной форме — в виде усредненных величин инфильтрации и местного пополнения подземного стока для больших расстояний х. Приближенность этого метода связана с элементарностью усреднения исходных данных АН из-за отсутствия промежуточных (на пути х) наблюдательных скважин.
3. Для ограниченных (коротких) потоков применяются формулы (IV. 9)— (IV.12), различающиеся характером, граничных условий.
В условиях междуречий или водораздельных пространств, на которых четко устанавливается водораздел грунтовых вод, первая наблюдательная скважина (при х = 0) желательна на месте этого водораздела. Вторая скважина размещается на расстоянии I ^ У at от первой, что позволяет применить более простую формулу (IV. 11) и получить наиболее достоверные результаты расчета.
Для каждого расчетного участка потока вычисленные элементы баланса грунтовых вод изображаются в виде диаграммы (см. рис. 22), по вертикальной оси которой отмечаются интенсивность величин питания (инфильтрации, испарения) грунтовых вод, местного пополнения подземного стока и колебание уровня этих вод.
При наличии перетекания грунтовых вод в подстилающий напорный водоносный горизонт применяются формулы для неограниченного в плане потока — (IV. 16) и для полуограниченного потока — (IV.28). Неизвестной в указанных формулах является интенсивность питания грунтовых вод сверху.
До применения этих формул должны быть определены параметры с
kh
а = —|л и колебание уровня воды Ah (в скважине неограниченного потока),
то же в скважине на расстоянии х от начального сечения х = 0 и в этом сечении Ah0 = bt (для полуограниченного потока).
х ^ (4 -f- 5) У at вместо (IV.6) можно применять формулу
wt — (х АН 2,
(IV.65)
(IV. 64)
(IV.66)
До применения всех рассмотренных выше формул должны быть выбраны по данным разведочного бурения и годичного цикла предварительных наблюдений за режимом грунтовых и напорных вод соответствующие расчетные схемы формирования режима и баланса подземных вод.
Главный вопрос о том, существует ли перетекание вод из одних водоносных горизонтов в другие, должен решаться на основе совместного рассмотрения для этих горизонтов (грунтовых и напорных вод) соотношения по вертикали напоров, графиков колебания уровней воды во времени t и, наконец,
после определения параметров с = , к0 для раздельных слоев шород,
JX/n0
которые совместно с данными напоров вод позволят количественно оценить величину их перетекания. Для последнего расчета удобны формулы (IV. 17)— (IV.20).
Если величина интенсивности перетекания вод составляет менее 5—10% интенсивности питания грунтовых вод сверху, то перетеканием этих вод в подстилающий водоносный горизонт можно пренебречь.
По указанным формулам для соответствующих расчетных схем и каждого расчетного периода t вначале вычисляется дополнительное питаиие грунтовых вод сверху за единицу времени Aw — w—we [например, по (IV. 16)], затем размер средней интенсивности дополнительного перетекания е [по формуле (IV.17)] и после этого — объем суммарного перетекания по (IV.20). Величина интенсивности первоначального перетекания ее устанавливается по (IV.18), причем падение напора по вертикали Ah (при переходе от грунтовых вод к напорным) принимается по данным замера уровней тех и других вод накануне их изменения, т. е. при t = 0.
