Вопрос 19. Фильтрационные параметры горных пород и водоносных пластов.

Коэффициент фильтрации (К) – хар-ет водопроницаемость г/п, величина кот-ой зависит от размеров промежутков между порами в зернистых породах и ширины трещин в скальных породах. Коэффициент фильтрации (из закона Дарси) равен скорости фильтрации при напорном градиенте равном единице (м/сутки). Конкретные его значения получают в рез-те проведения лаб работ. У глин самый маленький, у галечника, песка с галькой – самый высокий.

Коэффициент водопроводимости (Т) – равен произведению коэффициента фильтрации и мощности водоносного горизонта Т = К h , h – средняя мощность напорного или безнапорного водоносного горизонта (м кв/сутки). Выражает способность водоносного горизонта мощностью h и толщиной 1 м фильтровать воду в единицу времени при напорном градиенте, равном единице.

К и Т опред-ют количественную хар-ку водопроницаемости г/п.

Коэффициент пьезопроводности (α) – показатель перераспределения напоров в водоносном напорном пласте в усл-ях неустановившейся фильтрации. Зависит от упругих свойств подземных вод, пористости, К и упругих свойтсв водоносной породы.

Α = Кф/n_акт βв + βп, глее Кф – коэффициент фильтрации пород, n_акт – активная пористость; βв, βп – коэффициенты объемной упругости воды и породы. Используется в том случае, когда влиянием упругих деформаций воды и водоносных пород в напорном пласте нельзя принебречь. Пример – расчет дебета водозабора.

Коэффициент уровнепроводности (α_у) – отражает способность водоносного горизонта изменять уровни подземных вод по свободной поверхности в процессе неустановившейся фильтрации. Отношение водопроводимости безнапорного пласта к гравитационной водоотдаче пласта: α_у = Кф hср/µ, глее Кф и hср – произведение коэф-та фильтрации и средней мощности водоносного безнапорного пласта, м кв/сутки; µ – коэф-нт гравитационной водоотдачи, активная пористость водоносных пород.

Если фильтрация установилась, достаточно иметь только данные о коэф-те фильтрации. При неустановившемся движении необходимо опред К, α_у.

Вопрос 20. Понятие об установившейся и неустановившейся фильтрации подземных вод.

Неустановившееся движение проявляется в изменениях уровня подземных вод, что обуславливает изменения напорных градиентов, скоростей фильтрации, расхода подземного потока. В районах, где условия питания и разгрузки подземных вод изменяются во времени незначительно, движение подземных вод можно рассматривать как установившееся.

Расход потока. Это кол-во воды, протекающее в единицу времени через площадь поперечного сечения водоносного слоя.

Для потока безнапорных грунтовых вод, направленных к реке в однородных породах.

Движение воды здесь подчиняется закону Дарси, так как малые скорости. Для установления расхода потока надо знать коэф-ент фильтрации, уклон зеркала, площадь сечения потока.

Коэф равен К. средний уклон зеркала между рекой и скважиной, отстоящей от реки на расстоянии l, будет равным: Jср = (h1-h2)/l, где h1, h2 – глубина воды до водонапорного слоя в скважине и у сечения реки. Средняя мощность потока грунтовых вод на отрезке l между рекой и скважиной вычисляется по формуле: hср = (h1+h2)/2. Согласно закону Дарси в полосе шириной 1 м (вдоль по реке) расход Qбн безнапорного грунтового потока можно выразить след формулой: Qбн = Кф J F = Kф Jср B hср, где Кф – коэф-нт фильтрации водоносного плата,м/сутки; В – ширина потока, м; hср – средняя мощность потока, м; Jср – средний напорный градиент потока. Расход плоского потока удобнее выражать на единицу его ширины, т.е. в виде единичного расхода: q = Q/B, где Q – единичный расход плоского потока (кол-во воды, протекающей в единицу времени через сечение потока шириной 1 м). q = Кф [(h1² – h2²)/2l]. Расход безнапорного потока пропорционален разности квадратов глубин до водоупора.

Водоупор наклонный.

Единичный расход грунтового потока опре-ся также из закона Дарси: q = Kф [(h1+h2)/2][(H1-H2)/l], где Н1, Н2 – пьезометрические напоры воды в сечениях, отсчитанные от условной плоскости сравнения или уровня моря.

Расход напорного потока в однородных пластах.

Коэф-нт фильтрации (К), мощность потока (m) здесь постоянные, не меняются на участке l. Пьезометрическая пов-сть представляет собой плоскость (в разрезе прямую линию). J = (H1-H2)/l – постоянный гидравлический уклон. Расход потока шириной 1 м равен – q = K [(H1-H2)/l] m, где Н1, Н2 – отметки пьезометрических уровней в скважине и в сечении реки.

Расход безнапорных потоков пропорционален разности квадратов глубин воды до водоупора, а напорных – разности пьезометрических уровней, взятых по первой степени.