16.Общие сведения о фильтрации . Ламинарная и турбулентная фильтрация . Законы фильтрации.

Фильтрацией называется движение жидкости в пористой среде. Частным случаем фильтрации является движение грунтовых вод. Грунтовой или гравитационной называется вода, которая заполняет крупные поры грунта и перемещается под действием силы тяжести. В зависимости от размеров и формы частиц и , следовательно пор грунты обладают различными фильтрационными свойствами , и движение грун7товых вод в них может быть ламинарным или турбулентным. Вследствие малых значений скоростных напоров при расчётах ламинарной фильтрации гидравлический уклон принимают равным пьезометрическому.

При ламинарном режиме фильтрации потери напора линейно зависят от скорости, что выражается формулой Дарси, называемой законом ламинарной фильтрации или линейным законом фильтрации:

V=kl или Q=vω=kωl v-скорость , к- коэффициент фильтрации , l- гидравлический уклон , Q –расход фильтрационного потока, ω-площадь поперечного сечений фильтрационного потока.

При турбулентном режиме фильтрации в области квадратичного сопротивления , что практически наблюдается в порах каменой наброски, потери напора пропорциональны квадрату скорости

Q=kω   и v=k 

17.Определение притока воды к горизонтальной дрене на водоупоре.

Понижение уровня грунтовых вод с целью осушения котлованов, полотна транспортных магистралей , земельных участков и т.д. осуществляется с помощью горизонтального и вертикального дренажа.

Горизонтальный дренаж применяется при неглубоком залегании грунтовых вод и относительно небольшом требуемом понижении уровня. Он может быть открыты и закрытым. Горизонтальный дренаж может быть осуществлён в виде одиночных дрен или системы дрен.

Зависимость для построения кривой депрессии 

Формула для определения расхода притока грунтовых вод на 1 м дрены с одной стороны

 ; 

Полный расход длены при ее длине lo 

18.Расчет вертикального дренажа.

Вертикальный дренаж - вид дренажа, позволяющий с помощью дренажных скважин управлять водным и солевым режимами почв; один из новых способов мелиорации. Применение вертикального дренажа позволяет автоматизировать процесс управления водным режимом почв, что обеспечивает более стабильные и высокие урожаи, полностью механизировать строительные работы, в 3-5 раз увеличить производительность труда, более экономно расходовать водные ресурсы.

19)Измерение уклонов свободной поверхности

20)Определение скоростей течения вертушками

21)Определение расхода по скоростям, измеренным вертушкой

22. Определение скоростей течения поверхностными поплавками

Определение  скорости тече­ния реки поверхностными поплавками. Выбрав прямолинейный участок реки, устанавливаем на обоих берегах по 8 реек (вех) попарно, одну позади другой; каждая пара реек должна быть поставлена пер­пендикулярно к направлению течения реки; расстояние между рейками, составляющими пару, должно быть у всех пар одинаковое (например, по 5 м). Таким образом, мы устанавливаем четыре створа: I—пусковой, II — верхний, III — главный, IV — нижний по течению, реки. Эти створы находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, величина которого зависит от размеров реки, например на расстоянии 15 м друг от друга. Прежде чем забрасывать поплавки, нужно записать время начала работы, а после окончания — время конца работы; затем отметить обстановку работы: 1) состояние реки на гид­рометрическом створе (чистая, местами покрыта расти­тельностью); 2) состояние погоды (ясно, пасмурно, ту­ман, дождь); 3) характеристику ветра (штиль, слабый, средний, сильный; по течению, против течения; от лево­го или правого берега); 4) характеристику поверхности потока (спокойная, покрыта рябью, волнение).

Особенно большое влияние на скорость течения реки оказывает ветер: увеличивает (попутный ветер) или уменьшает (встречный ветер) скорость потока, поэтому для большей точности определения скорости течения делают поправки.

Далее, расставив наблюдателей по створам, можно приступить к забрасыванию поплавков. Поплавки обыч­но применяют в виде кружков, отпиливаемых от сухих бревен диаметром 10—25 см и толщиной 5—6 см.Чтобы поплавок был лучше виден на реке, его окрашивают бе­лой краской, а иногда ярко-красной. На пусковом створе поплавки забрасываются последо­вательно: сначала ближе к правому берегу, потом на се­редину реки, затем ближе к левому берегу. На верхнем створе подается сигнал. Когда поплавок окажется в створе, наблюдатель, стоящий у главного створа, засе­кает время, т. е. пускает секундомер или просто замеча­ет время по часам с секундной стрелкой. Наблюдатель, стоящий у нижнего створа, при прохождении поплавка через створ, подает сигнал наблюдателю у главного створа, а он останавливает секундомер или замечает время по часам.

Если расстояние между створами 15 м, то расстояние между верхним и нижним створами будет равно 30 м. Бросаем с пускового створа в разных местах реки четыре поплавка поочередно.Путь поплавка делим на время его движения и узнаем скорость поплавка, а для опре­деления средней скорости течения складываем скорости всех поплавков и делим на их количество

Определение средней скорости для небольших рек по максимальной повер­хностной скорости. Наибольшую скорость V_макс умножаем на поправочный коэффициент К, кото­рый зависит от степени шероховатости русла. В резуль­тате получаем среднюю скорость реки. Для горных рек с валунным дном К=0,55, для рек с гравелистым дном К = 0,65, для рек с неровным песчаным и глинистым ло­жем К=0,85.