Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Указанные расходы воды принимаются средними на границах элемента потока за данный промежуток At. Это условие выполняется, если распределе-
Y' 1 ' ' ' 7
ts
''vj
I /
N 1. -------Г".....
V
-1
j ' ) '
~о~1;
ЕЕЭ'&&
S
Рис. 24. Створ из трех наблюдательных скважин щ одномерном потоке при наклонном водоупоре. 1 — уровень грунтовых вод на конечный момент времени >(s -Ь 2) промежутка Д*; 2 — то же, на средний (s + 1) момент; з — то же, в начальный (s) момент; 4 — интенсивность питания грунтовых вод; 5 —¦ расчетный балансовый элемент потока
Рис. 25. Створ наблюдательных скважин при одномерном потоке.
1 — наблюдательная скважина; 2 —
створ наблюдательных скважин; 3 — гидроизогипсы; 4 — линии тока; 5 — элемент грунтового потока
Ш2
тэг
iJ ЕЕ!''
Рис. 26. График динамики элементов баланса грунтовых вод на расчетном участке.
1 — инфильтрация атмосферных осадков до уровня грунтовых вод; 2 — испарение этих вод; 3 — разность между боковыми притоком и оттоком грунтовых вод; 4 — график колебания уровня грунтовых вод
ние напоров воды взять за средний (s -f- 1) момент промежутка времени At [см. (IV.71) ].
Так как расходы воды Qx и Qz вычисляются по формулам, отвечающим установившемуся движению, то возникает вопрос о правомерности заменять
таким путем неустановившееся движение серией установившихся (стационарных движений). G. Ф. Аверьянов (1956) выявил, что отношение % расходов при неустановившемся Qliy и установившемся Qy режимах зависит от критерия
Фурье Fo = ^ (где а — коэффициент уровнепроводности, t — расчетное
время, х — расстояние от границы потока до скважины). При Fo >¦ 0,80 величина х находится в пределах 1,00 <С X 1,10. Отсюда следует, что в прибрежных зонах рек, каналов условием применения формул для установившегося движения, при котором погрешности расчета расхода будут менее 10%, является неравенство
аг == 1,12 Vat. (IV.76)
При больших расстояниях х необходимо в расчет величин Qy вводить поправки Х^>1,1, зависящие от критерия Fo.
Вычисление расходов потока при различных схемах движения его вносит некоторое разнообразие в решение задач по анализу режима и баланса грунтовых вод.
Однородный водоносный пласт
Одномерный в плане поток встречается на междуречьях, дренируемых параллельно текущими реками, и в других местах. С боков элемент потока ограничивается параллельными плоскостями тока, отстоящими друг от друга (по ширине потока) на расстоянии 1 м. Расход потока в горизонтальном направлении принимается единичным, т. е. отнесенным к единице ширины. Изменение уровня грунтовых вод в элементе потока определяется по средней скважине п (см. рис. 24).
Для общего случая наклонного водоупора с учетом (IV.75) и выражений расходов воды для данных условий, по Г. Н. Каменскому (1943), для одномерного потока будем иметь
Нп, S+-2 ' ап, S_______________ f hfi-1, S + l - - hn, S+l Hn~ 1, 5 + 1- Hn, 9+1
At n -f- In, /1 + 1 \ 2 ln-l, n
_ ^ln’ S+l S-И Hn¦ S+l S+A ^j-y
2 In, n+1 /
где s + 1, h,u s + 1, hn +1, s +1 — мощности грунтового потока в скважинах
п—1, п, п -j- 1 на средний момент промежутка времени At] ln.1>n =^; ln,n + i~ = 1% — расстояния между смежными скважинами п—1, п и п, п + 1; к — коэффициент фильтрации водоносных пород.
Остальные обозначения прежние.
При горизонтальном водоупоре отсчет мощностей и напоров производится от водоупорного ложа потока (рис. 27). Поэтому при расчете интенсивности питания грунтовых вод при одномерном движении их действительно уравнение
hfi 9+2 — hn, s ^ —h^ h2 —h? \
и? —\Х—^-------- -----;-----—-----I П-1, S+l ия,Я-1 nn,s+1 пп+1, s-1 \ ,Т\г чо\
^ At ln-\,n + ln,n+i ------j------------------J—-------- > (IV./5)
\ Ln-1, n Ln, Л+1 J
где hn,s + 2, hnjS — мощность грунтового потока в средней скважине п на конечный s + 2 и начальный s моменты времени; остальные обозначения прежние.
Уравнения (IV.77) и (IV.78) являются нелинейными, они применяются в общем случае, когда условия (IV.72), (IV.73) не соблюдаются. При соблюдении этих условий применяется линейное уравнение (IV.71).
Двухмерный в плане поток. Этот вид движения характеризуется тем, что линии тока располагаются в вертикальных плоскостях или криволинейных поверхностях, не параллельных между собой. Встречается он около излучин рек, каналов и других водотоков, водоемов с изогнутым в плане урезом воды.
При расположении наблюдательных скважин по правильной сетке квадратов с шагом АI (рис. 28) интенсивность питания грунтовых вод в случае
