Комбинированный водобойный колодец.

Комбинированный водобойный колодец устанавливается в виде углубления в дне отводного канала и водобойной стенки на выходе из него.

H

c

h_c d

σ h_c² = d+ c + H

В уравнении две неизвестные c и d, обычно, одно из них задается, а другое находят из этого уравнения. Такая конструкция применяется в тех случаях, когда колодец получается слишком глубокий, а водобойная стенка слишком высокая.

Фильтрация. Основы теории движения грунтовых вод.

Грунтовыми называются воды, находящиеся в почве, грунтах, скальных породах (подземные воды).

Движение жидкости в пористой среде называется фильтрацией. Движение происходит не по всем, а только связанным друг с другом достаточно крупными порами.

Такое движение может быть:

а) - напорным

- безнапорным

б) -равномерным

- неравномерным

в) - ламинарным

- турбулентным

Если на поверхности воды давление равно атмосферному, то такое движение будет называться безнапорным.

При равномерном безнапорном движении линия свободной поверхности параллельна уклону дна.

Напорное движение наблюдается, когда грунтовая вода движется между двумя водонапорными пластинами, а свободная поверхность отсутствует, Такое движение будет напорным, а также воды будут называться артезианскими.

Ламинарное движение наблюдается при малых спорах и крупных порах в таких грунтах как гравий, галька, щебень. Турбулентное движение наблюдается в мелких порах при больших скоростях в песках, супесях, суглинках.

Скорости при фильтрации.

Истинная скорость – скорость движения в порах грунта. U = Q/S_n

Скорость фильтрации – фиктивная скорость, с которой двигалась бы жидкость, если бы она проходила через всю площадь грунта ν = Q/S.

Коэффициент поверхностной пористости – отношение площади пор ко всей площади грунта.

Коэффициент объемной пористости

m = V_n/V

в однородных грунтах m=n

U = Q/S_n = Q/ nS = ν/n

Основной закон фильтрации:

ν = ki^α

где k – коэффициент фильтрации (м/с)

i – уклон (безразмерная величина), потеря напора на единицу фильтрационного потока

α = 1 при ламинарной фильтрации

α = 0,5 при турбулентной фильтрации.

Физический смысл коэффициента фильтрации: Он показывает ν при гидравлическом уклоне равном 1.

Re = ν_d/υ

ν – скорость

d - диаметр частиц грунта

υ – пнем-я вязкость

При ламинарном движении Re от 1 до 7.

Скорость при фильтрации величина малая. В расчетах скоростью напора пренебрегают. Полный напор считается равным пьезометрическому, а гидравлический уклон - равным пьезометрическому уклону.

Коэффициент фильтрации измеряется в см/с, колеблется от 10^-7 для глины до 10 для гальки и графия.

Методы определения коэффициента фильтрации.

1. Полевой.

На местности бурят несколько колодцев. В один из них добавляют подкрашенную жидкость, в другом засекают ее время появления и замеряют уровень воды, откачивая жидкость.

Достоинств: Грунт в естественном состоянии.

D l h₂ h₁

сетка

2. Лабораторный.

В цилиндр с диаметром D помещают испытываемый образец. Сверху вниз пропускают воду. Уровни в пьезометрах поднимаются на определенную высоту. Замеряя разность уровней и деля на расстояние между пьезометрами получаем гидравлический уклон.

Расход замеряют объемным методом.

k = ν/i ; ν = Q/S=4Q/πD²

3. Аналитический.

Определяют коэффициент фильтрации с помощью формул через другие коэффициенты.

Пр.: С=kν/g коэффициент проницаемости грунта.

4. Табличный.

По соответствующим таблицам, справочникам для определенного вида грунта находят коэффициент фильтрации.