Литература

В.А. Всеволожский Основы гидрогеологии. М.: МГУ,1992

П.П. Климентов Гидрогеология, М.: Госгеолтехиздат, 1955

К.Е. Питьева Гидрогеохимия. М.: МГУ, 1988

С.Н. Чернышов и др. Задачи и упражнения по инженерной геологии. М.: Высшая школа, 2002

В.М. Щвец Основы геологии и гидрогеологии. М.: 1985

Задание 5. Определение направления, скорости фильтрации и единичного расхода грунтового потока.

Задача 1. При бурении трех скважин, расположенных (в плане) в углах равностороннего треугольника со стороной 160 м, встречены водоносные пески, подстилаемые водоупорными глинами. Используйте данные, приведенные в таблице 5.1, постройте колонку одной из скважин и определите направление, скорость фильтрации и действительную скорость потока грунтовых вод*. Вычислите единичный расход грунтового потока.

Пример решения. В качестве примера воспользуемся следующими данными:

Данные для расчета	№№ скважин
	1	2	3
Устья скважины (абс. отм., м)	24,3	22,1	29,4
Уровня воды (абс. отм., м)	22,4	19,9	27,3
Кровли водоупора (абс. отм., м)	19,5	16,7	24,1
Мощность Н водоносного горизонта, м	2,9	3,2	3,2
Глубина залегания уровня воды, м	1,9	2,2	2,1
Коэффициент фильтрации k, м/сутки	3,4	3,4	3,4
Пористость n песка, %	38	38	38

Рис. 5. 1. Колонка буровой скважины и план-схема определения направления потока.

Колонка скважины приведена на рисунке 5.1. Для определения направления потока составляют (в масштабе) план расположения скважин (рис. 5,1), указывают их номера и абсолютные отметки уровня грунтовых вод (УГВ) в каждой скважине (или их касательным, если поток криволинейный). При наличии только трех скважин криволинейность потока не может быть учтена, и все гидроизогипсы – линии, соединяющие точки с равными абсолютными отметками УГВ, будут параллельны, поэтому достаточно провести одну из них. С этой целью между скважинами с максимальной (27,3 м) и минимальной (19,9) отметками УГВ путем линейной интерполяции находят точку с отметкой, равной, 22,4 м (точка А на рис. 5,1). Через точку А и точку, соответствующую скважине 1(отметка уровня 22,4 м), проводят гидроизогипсу (жирная линия). Направление потока перпендикулярно гидроизогипсе и показано на рисунке стрелкой.

Скорость фильтрации вычисляют между любыми двумя точками, расположенными по направлению потока по формуле: V=k×I, где I=(h₁-h₂)/l – гидравлический уклон; h₁ и h₂ - соответственно напоры в двух точках, расположенных по направлению течения воды; l – расстояние между точками, в которых определялись напоры h₁-h₂. Для вычисления скорости фильтрации опускают перпендикуляр на гидроизогипсу (рис. 5,1) и определяют по масштабу расстояние от скважины 3 до точки Б; l=104 м. Разница в напорах в скважине 3 и точке Б принимается равной абсолютным отметкам уровня грунтовых вод, т. е. h₁=27,3 м, а h₂=22,4 м, тогда V=3,4(27,3-22,4)/104 ≈ 0,16 м/сутки или 1,9×10^-4 см/с (значение пересчетного коэффициента: 1м/сутки = 12×10^-4 см/с).

Действительная скорость потока u = V/n = 0,16/0,38 ≈ 0,42 м/сутки.

Единичный расход вычисляется по закону Дарси: q=kIH, где H – средняя мощность водоносного горизонта.