ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 23
Скачиваний: 0
лучена из предыдущей, если взять вместо F полусумму
Нг + н * .
2
Q = К
2/,
Приведем таблицу значений некоторых коэффициен тов фильтрации.
|
|
Таблица 2 |
К а т е г о р и я |
|
К о э ф ф и ц и е н т - |
в о д о п р о н и |
Х а р а к т е р и с т и к а п о р о д |
ф и л ь т р а ц и и , |
ц а е м о с т и |
|
м ! с у т к и |
1
и
ш
IV
V
Хорошо водопроницаемые: галечники,
крупнозернистые пески, |
карстовые |
п о р о д ы ................................................. |
>10 |
Водопроницаемые: пески, трещиноватые |
|
породы ................................................. |
10—1 |
Слабопроницаемые: песчаники, супеси, |
|
мергели .................................................. |
1— 0,01 |
Почти не проницаемые: глинистые пес- |
|
чаники, супеси, суглинки |
0,01— 0,001 |
Практически непроницаемые: |
плотные |
ГЛ ИНЫ .............................................................................. |
< 0,001 |
Отметим, что для некоторых галечников коэффи циент фильтрации может достигать значения 100 м/сутки, а почти не проницаемые породы с коэффициентом фильтрации 0,001 м/сутки все же могут давать слабые перетоки из одного пласта в другой.
В Кулундинской степи во многих местах для верхних горизонтов грунтовых вод наблюдаются коэффициенты фильтрации порядка 20 м/сутки, в Голодной степи встре чаются более высокие их значения — 40—50 м/сутки, в галечниках дельты Нила,— до 100 м/сутки.
При откачке воды из вертикальной скважины дебит ее будет тем больше, чем больше коэффициент фильтра ции грунта. В напорном пласте (рис. 14, а) дебит про-
4 0
Рис. 14. Скважина в напорном и безнапорном пласте.
4 Подвомные воды
порционален разности напора Нj на некотором расстоя нии R от центра скважины и напора Н2 у самой скважи
ны. Кроме того, этот дебит |
пропорционален мощности |
|
(средней толщине) пласта |
и обратно |
пропорционален |
натуральному логарифму |
отношения |
расстояния R к |
радиусу скважины г, а не длине пути фильтрации, как в
формуле Дарси. |
дебита колодца в напорном пласте: |
||
Формула для |
|||
Q — |
2К т- (Я, — Я,) М |
Чтобыполучить формулу для де |
|
In Rjr |
|
||
|
|
|
|
бита скважины в безнапорном пласте (рис. 14, б), доста точно заменить мощность пласта М полусуммой напоров
Тогда получим Q = |
Кт.(н\-Н%) |
В послед |
|
2 |
In Rjr |
них двух формулах фигурирует число «пи», равное 3,14. Дебит скважины зависит от понижения, т. е. разно сти между первоначальным уровнем воды в скважине и получившимся в результате откачки (Н \— Н2) . Наи большее понижение зависит от глубины залегания под земных вод и от технических условий их эксплуатации, в частности, от мощности насосов. Дебиты скважин мо гут достигать величины 300 м3/час (проектный дебит скважин в дельте Нила). В верхнем.водоносном горизон те Кулундинской степи они бывают от 150 м3/час (пони жение Юм) до 1 м3/час. Для питьевых и хозяйственных нужд последние достаточны, но для целей орошения не обходимы дебиты порядка 60 м3/час. Таков средний де бит, принятый в проекте орошаемого участка, который предполагается построить на территории Ключевского
совхоза в Ключевском районе Алтайского края.
Для подземных вод характерно залегание в слоистых грунтах, в которых, как уже замечалось, хорошо прони
42
цаемые пласты перемежаются со слабо проницаемыми (рис. 15). Если бы подземные воды были неподвижны, то во всех пластах установился бы один и тот же напор.
у1J| |
U n cp u yio m p o ц и я |
U с п а р е н и е |
^t | | | |
Рис. 15. Многослойный грунт.
Предположим, что есть область усиленного испаре ния и область инфильтрации, т. е. усиленного выпадания осадков. Тогда возникнут перетоки из одного пласта в другой в вертикальном направлении, а также скорости в горизонтальном направлении. Вертикальную скорость w подсчитывают по формуле Дарси, принимая за длину
4*. 43
Пути фильтрации толщину слабо проницаемого пластЗ
M : w = K h' ~ — , где К — коэффициент фильтрации
м
слабо проницаемого пласта, hi и hi — напоры соседних пластов. Направлены w от пласта с большим напором к пласту с меньшим. Скорости w очень малы. Если, напри мер, /(=0,01 м/сутки, что является довольно большой величиной, hi — h2= 1 м, а /И=10 м, то ш= 0,001 м/сутки. Но перетоки распространяются на большие площади и, действуя в течение длительного времени, могут пере носить различные растворы из хорошо проницаемого в слабо проницаемый пласт. В нем накапливаются раз личные соли и переносятся в соседние проницаемые пласты.
Грунтовая вода движется в пластах от областей пита
ния— водоразделов, |
горных |
мест, к областям разгруз |
ки — рекам, озерам, |
морям, |
скважинам. Это создает |
еще более сложное распределение напоров и скоростей. Каким же путем образовалась такая слоистость грунтов? На.этот вопрос дает ответ историческая гео
логия.
Изменения поверхности Земли, происходившие на протяжении свыше четырех миллиардов лет ее существо вания, делят на эры и периоды, главным образом, по ха рактеру флоры и фауны.
Различают кайнозойскую, мезозойскую, палеозой скую эры и совокупность самых древних эр — так назы ваемый докембрий. Эти названия содержат корень сло ва «зоэ», что значит «жизнь». Кайно-, мезо- и палеоозначают, соответственно, «новая», «средняя» и «старая» эры. Их продолжительности в миллионах лет указаны на рис. 16. Продолжительность периодов определяют ра диоактивными методами, по содержанию радиоактив ных элементов и их изотопов, зная продолжительность радиоактивного распада, в результате которого одни эле
менты переходят в другие (уран — в свинец, калий и то рий— в аргон и т. д.).
В пределах Кулундинской степи с помощью скважин эксплуатируются подземные воды отложений, соответ ствующих трем периодам: четвертичному, третичному и меловому, принадлежащим двум эрам — кайнозойской и мезозойской. Породы палеозоя являются фундаментом Кулунды, они представлены глинистыми сланцами и гранитами, залегающими в восточной части на глуби нах 300—600 м, в центральной и северной— на глуби нах 800—1300 м (см. рис. 11).
Наиболее перспективным для целей орошения в на стоящее время считается нижнечетвертичный водонос ный комплекс (четвертичный период, как и другие, имеет
Рис. 16. Возраст Земли (в миллионах лет).
свои дальнейшие подразделения), включающий два, местами три водоносных горизонта. Всего же установ лено до 15 водоносных горизонтов, еще мало обследо ванных.
45
Пестрота залегания водоносных и водоупорных про слоек объясняется сложными процессами, происходив шими в геологической истории земли. Так, Западно-Си бирская низменность была дном океана в период Силура, на ней откладывались рыхлые осадки. Затем подымались участки земли, отступали моря, деформи ровались горные складки, происходили разломы коры и смещения пластов, возникали и исчезали ледниковые периоды и т. п.
Орошение речными и подземным и водами
Общие сведения. Есть места в Советском Союзе, ко торые природа щедро наделила и солнечным светом, и теплом, и влагой. Таковы южные побережья Черного и Каспийского морей: в районе Батуми выпадает около 3000 мм, в Колхиде около 2000 мм осадков в год. и жар кое южное солнце не успевает испарить всю эту влагу. Буйная зелень покрывает эти районы.
Однако далеко не всегда сочетаются такие прекрас ные условия. Самые жаркие места нашей страны нахо дятся в Туркмении, где летом в тени температура дохо дит до 45, а на поверхности почвы — до 75 градусов и вы ше, и нигде не бывают так редки дожди, как в этой республике. Там огромные территории занимают пусты ни, на них никакие культурные растения не могут жить без орошения.
На равнинах Средней Азии, в степях Сибири — Ку-
лундинской, Ишимской |
и |
других, выпадает |
осадков |
от 200 до 300 мм в год, |
но |
испаряется влаги |
гораздо |
больше.
Районы, в которых выпадает в среднем более трехсот миллиметров осадков, испытывают засуху в отдельные годы, когда эта средняя величина не выполняется или распределяется невыгодно во времени. К таким районам
