Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Нп-1) М го7) N J(n-rl)
I,------------+¦-------h
План
I -' ¦: '¦ •]1 г ^$^33 ГГП * F —И—lg I—Н7I—Ч*
Рис. 27. Створ из трех наблюдательных скважин в одномерном потоке при горизонтальном
водоупоре.
1 — песок; 2 — водоупорные породы; з — расчетный балансовый элемент потока; 4 — интенсивность питания грунтовых вод сверху; 5 — уровень грунтовых вод на конечный s + 2); 6 — то же, на средний (s + 1); 7 — то же, на начальный (s) моменты промежутка времени Af; 8 — линии тока
применимости линейных уравнений, по Г. Н. Каменскому (1953), определяется по формуле, которую удобно представить в виде
<IV-79>
где АНп= Н,и s +2—HnjitS — изменение уровня грунтовых вод в элементе потока п, i за время At (по центральной скважине); Hj — уровень грунтовых вод (его отметка или напор воды) в боковых скважинах 7 (1, 2, 3, 4 или п, i + 1; п + 1, i; п, i—1; п—1, i, см. рис. 28), взятый на средний (s -f* 1) момент; Нп — уровень грунтовых вод (его отметка или напор воды) в центральной скважине п, i на средний (s -|- 1) момент промежутка времени At\ hcp — средняя мощность грунтового потока. Остальные обозначения прежние.
~*-л-
'S' [o]j
Рис. 28. Расположение наблюдательных скважин по сетке квадратов (заштрихованы элементы потока)
—~11 [ _°. ,IJ
Рис. 30. Построение элементов потока в условиях произвольного расположения наблюдательных скважин на балансовом участке.
1 — граница балансового участка; 2 — элемент потока; з — наблюдательная скважина
Рис. 29. Элемент грунтового потока при произвольном расположении наблюдательных скважин.
1 — элемент потока; 2 — линии тока; 3 — скважина
Рис. 31. Расчетная схема для определения усредненного по площади изменения уровня грунтовых вод в элементе потока.
1 — наблюдательная скважина; 2 — точка пере-сечения стороны элемента потока с перпендикулярной к ней линией, соединяющей боковую и центральную скважины
При расположении наблюдательных скважин не по сетке квадратов, а в виде произвольной группы так, что периферийные скважины находятся на огибающем контуре, близком к окружности (рис. 29), вначале выделяется расчетный элемент потока. Для этого все периферийные скважины соединяются с центральной прямыми линиями, которые делятся пополам. К серединам этих линий восстанавливаются перпендикуляры. Пересечение последних между собой образует многоугольник, ограничивающий расчетный элемент потока.
С учетом изменения мощностей потока при неустановившемся движении в общем случае для пяти скважин будем иметь расчетное уравнение в виде
тг - 4г [“ ^тг-'№-я*>+ьНг-(Яа~Н’] +
+ с»з±л« + (IV.80)
где F — площадь элемента потока, определяемая планиметрированием по чертежу крупного масштаба; hn — мощность водоносного горизонта в центральной скважине п на средний (s + 1) момент промежутка времени Аt\ hlt h2, h3, hi — мощности того же горизонта в боковых скв. 1, 2, 3 и 4 на тот же момент времени; Нп — уровень (отметка) или напор грунтового потока в центральной скважине п на средний (s + 1) момент промежутка времени; Нх, Hz, Н3, Н4 — уровни грунтовых вод в боковых скв. 1, 2, 3, 4 на тот же момент времени; а, Ь, с, d — длины сторон элемента потока; la, lb, lc, ld — расстояния между центральной п и боковыми скв. 1, 2, 3, 4.
Уравнение (IV.79) связано с усреднением мощности потока, а (IV.80) является нелинейным, т. е. более общим.
Если на изучаемой территории расположено несколько групп наблюдательных скважин, подобных рассмотренным (рис. 30), то, использовав указанный метод построения расчетных элементов потока, получают возможность применить (IV.80) к остальным элементам. В итоге можно получить несколько балансов грунтовых вод и более обоснованно вычислить средневзвешенную по площади величину питания грунтовых вод сверху w At.
При групповой схеме расположения наблюдательных скважин большое значение имеет определение средней величины изменения уровня грунтовых вод в элементе потока площадью F.
Для расчета усредненного по площади изменения запасов грунтовых вод поступают следующим образом (рис. 31). К вспомогательным линиям, соединяющим боковые скважины с центральной, восстанавливают перпендикуляры к серединам этих линий, а также к серединам их отрезков (или половинам их) между центральной скважиной и первой серединой. Пересечения перпендикулярных линий, как указано на рис. 31, позволяют найти те площади, на которые можно распространить показания соответствующих скв. 1, 2, 3, 4 и и. На основании такой интерполяции результатов режимных наблюдений усредненное по площади изменение запасов грунтовых вод составит
4
2 t ~ь п
