Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
М-А#ср = ц,—-------------------------------------и-, (IV.81)
где АНср — усредненное по площади элемента потока изменение уровня грунтовых вод за промежуток времени Д?; — часть площади элемента потока
на которую распространяются данные наблюдений по боковой скважине i (1, 2, 3, 4);
д//ср,, = А
(здесь i = l, 2, 3, 4) — средняя величина изменения уровня грунтовых вод в средних точках на соединяющих линиях, т. е. в точках 1', 2', 3', 4' за время Af; AHt — изменение уровня грунтовых вод за то же время в боковой скважине
i (1, 2, 3, 4); АНп — то же, но по центральной скважине п); со,г — часть площади элемента потока, соответствующая величине изменения уровня по центральной скважине п (т. е. величине АНп).
В случаях переменной по площади величины водоотдачи пород или недостатка их насыщения (Лу последняя величина определяется около каждой наблюдательной скважины (например, по методике, указанной в главе третьей). Затем этот параметр подставляется в (IV.81) под знак суммы (для скв. 1, 2,
3, 4) и перед величиной со„ (для скважины п).
Неоднородная толща водоносных пород
Общий случай неоднородного состава пород по их водопроницаемости может встретиться на подгорных шлейфах, в области распространения ледниковых отложений и в других местах при больших расстояниях (более нескольких сотен метров) между скважинами. В таких условиях необходимы данные о коэффициенте фильтрации водоносных пород по каждой наблюдательной скважине.
В рассматриваемом случае водопроницаемость изменяется как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях без видимой закономерности. Расходы потока в этом случае легко вычисляются по Г. Н. Каменскому (1943) с использованием средневзвешенных по вертикали коэффициентов фильтрации. Последний определяется по формуле Г. Н. Каменского
y.kh
k^ = ^FT> (IV-82>
2jh
где kcp — средний коэффициент фильтрации в горизонтальном направлении; к — коэффициент фильтрации пород в пределах интервала h по высоте; 2/г — общая мощность водоносной толщи.
G учетом вычисленных таким способом коэффициентов фильтрации в каждом сечении потока кп_г, кп, /сл + 1 и соответствующих мощностей потока hn_1, Ki hn+i (в первом п—1, во втором п и в третьем п -f 1 сечениях) находят величину интенсивности питания грунтовых вод для одномерного потока
¦Нп, s+2 Hn,s 1 Vlh Ъ I Ь h \ Нп-1, s+l Нп, ы-г
w = tl - 1------п--------Г•« + k«hn..«)
in-\, п ~r 1п, л+1 L
1п-1, п
- (КК.«+«) , (I v.83)
<'П, п+1
где обозначения прежние.
Часто бывает целесообразным вначале исследовать возможность приведения неоднородного водоносного пласта к однородному, который более просто рассчитывается по (IV. 77), а еще целесообразнее учесть влияние изменчивости водопроводимости водоносной толщи 2 kih{ = Т на расчетную величину w.
В случае возможности усреднить эту водопроводимость по площади можно воспользоваться простой формулой (IV.71).
Для выполнения такого исследования достаточно найти относительную погрешность расчета величины w, возникающую от замены (IV.83) формулой (IV.71) для различных значений изменения запасов грунтовых вод за единицу
ДНп . тт
времени, т. е. значении \х , где АНп — изменение уровня в центральной скважине.
Двухслойная толща водоносных пород часто встречается на аллювиальных террасах, в предгорных равнинах, на подгорных шлейфах и т. п. Верхний слабопроницаемый пласт обычно представлен суглинками, супесями, а нижний — песками, галечниками и другими обломочными породами.
Грунтовые воды со свободной поверхностью (рис. 32) находятся в верхнем слое пород, водоотдача которых р,. В подстилающих песках — напорная вода, пьезометрический уровень которой может быть выше и ниже зеркала грунтовых вод, в зависимости от направления перетекания вод с интенсивностью 8. При нисходящем перетоке грунтовых вод в напорный поток величина 8 >>0 и уровень напорных вод ниже высоты стояния уровня грунтовых вод. И наоборот, при 8 < 0 имеет место восходящий ток напорных вод в грунтовый поток и пьезометрический уровень этих вод выше уровня грунтовых вод.
Расчет интенсивности питания грунтовых вод для одномерного потока производится по формуле
Рис. 32. Схема движения грунтовых вод в двухслойной толще водоносных пород.
1 — почва; 2 — суглинок; 3 — песок; 4 — водоупорные породы; 5 — уровень грунтовых вод в суглинках в начальный момент времени (s); б — уровень напорных вод, заключенных в подстилающих песках; 7 — уровень грунтовых вод на конечный момент (s + 2) данного промежутка At; 8 — наблюдательная скважина; 9 — пьезометрическая высота напора в кровле нижнего пласта
W = I*^ («-2« + М")-^({*-2{' + (IV.84)
где h[, h{, h[" — уровни грунтовых вод, считая от горизонтальной подошвы верхнего слоя, в первом, втором и третьем сечениях неглубоких скважин на средний (s + 1) момент промежутка времени At; — разности напоров
