Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
т — ^ д
Ьг ' 1 -
здесь Fr,2, Vr, 0 — объемы гравитационной влаги, проходящей за время t соответственно сечения z >> 0 и z = 0 (промежуточное и начальное сечения); Уд.2, УД(0 —объемы диффузивной и термодиффузивной влаги, проходящей за время t соответственно сечения г>0 и z = 0; kw, ср, 2 — усредненный за время t коэффициент влагопроницаемости в сечении z; kw, ср, о —то же, но в сечении z = 0; kw, z, kw, о — коэффициенты влагопроницаемости соответственно в сечениях z >> 0 и z — 0 для данного момента времени t.
Безразмерная величина для полуограниченного потока может быть найдена с помощью выражений (V.14), (V.15) при kw, ср, о = 0 и kw, ср = 0 по следующей формуле:
VW, 2
l/ w, о
Fo~3/2 (-]-c36 + p-2Fo/rt)=/(Fo), (V.17)
где обозначения прежние.
Обычно эта величина предварительно вычисляется для разных параметров В и изображается графически (рис. 47).
Для вычисления объема влаги, передвигающейся на глубине z диффузив-ным путем Уд, г, требуется знать величину влагопереноса тем же путем в начальном сечении z = 0 (Уд, 0)- Обычно последняя определяется экспериментально на опытных балансовых участках с помощью лизиметров или расчетным путем по методу элементарных балансов.
Кроме того, для применения (V.16) необходимо знать:
1) обобщенный параметр влагопереноса В, зависящий от влажности, что позволит с графика ?г = / (Fo) снять значение величины ?2 (Fo);-
2) отношение коэффициентов фильтрации при полном насыщении пород соответственно взятых сечений z 0, z — 0, что позволит найти ?Г;
3) гравитационный влагоперенос в начальном сечении Уг, о> определяемый по значению влажности в том же сечении и по формуле (V-6).
Значение влажности на той или иной глубине можно найти по аналогии с ранее наблюденным распределением ее по глубине на опытном участке.
При расчетах влагопереноса на глубинах, превышающих 1/3 мощности зоны аэрации, требуется учитывать влияние условий на второй границе 2 = I (например, на уровне грунтовых вод, где ДW — 0). Это влияние приближенно учитывается введением поправочного коэффициента 8qz, который равен
О
10 го 30 W7 50 ВО 10 80 30 ?,?,,%
1 — зависимость ? (г) при t = = 30 сут, В = 1300* 10-4 м*/сут;
2 — то же, при t = 20 сут; 3 — то же, при t = 10 сут; 4 — зависимость ?, (г) при t = 244 сут, В — = 16,4-10 4 м2/сут; 5 — зависимость ? (г) при t = 334 сут, J3*= = 134-10~4 м2/сут; 6 — зависимость Si (г) при t — 30 сут, В = = 1300-10“ 4 м2/сут; 7 ¦— то же, при t = 334 сут, В — 134-10— 4 м2/сут; ? — для полуограниченного потока; ?, — для ограниченного потока
сительных объемов диффузив-ной влаги (2%), прошедшей за разное время на различ-
ных глубинах зоны аэрации.
Рис. 47. Распределение отно-
(V.18)
где q0t Zii — расход ограниченного с двух сторон потока влаги на глубине z в момент времени р, qn/o,z,t— расход полуограниченного потока влаги на топ же глубине и в тот же момент времени;
г — е Я^-|-е Л = (1—erf А,) А,— 0,565е~^2;
5 = А-4 4- А,5) А-4 — , _ -; Я-5
2 1 ' т ’ 2 Ут
г] = А-4 erf А-4 + Хъ erf К5; К = YvW; Fo = 'IP' ‘
Вычислив таким же путем по (V.18) значение 6^ при 2=0, т. е. Sgo, получим возможность определить безразмерный влагоперенос в сечении z по формуле
?. = -rf = т‘та1-~5*т = ч’(т« Fo)’ (V'19)
'0,0 Чо, 0, ср ' \ t /
где У0, z, VQt 0 — суммарные объемы влаги, передвигающейся в ограниченном потоке за время t, соответственно в сечениях z 0, z = 0 под влиянием диф-фузивности и термодиффузивности; q0iZ,cp, q0,0.ср — средние расходы того же потока влаги соответственно в сечениях z и z = 0; ?z — безразмерный объем передвигающейся влаги в полуограниченном потоке, определяемый по формуле (V.17);
. 1 ^п/о z, t
Н-б. <7о,г, /
Остальные обозначения прежние.
Получив по (V.19) уточненное значение безразмерного расхода влаги для ограниченного потока, подставляем его в (V.16) вместо ?г.
Использование граничных условий второго рода
Эти условия очень часты в практике и заключаются в задании па дневной поверхности (точнее, в сечении z = 0) постоянного во времени расхода потока влаги, т. е. qw, о = const.
Вместе с этим имеет вместо Agiv, о — qw, о — qw = const, где qw — также постоянный во времени естественный расход потока влаги в начальном сечении ^ = 0 при t = 0, Agw', о— приращение расхода потока влаги в начальном сечении при t 0. При этом расход потока влаги при t = 0 и z = 0 изменяется мгновенно.
