Файл: Климентов П.П. Динамика подземных вод учеб. для геологоразведоч. техникумов.pdf

И. А. Скабалланович для определения мощности потока грунто­ вых вод в произвольном сечении, расположенном на расстоянии I от водохранилища, при подпоре предлагает следующие расчетные формулы:

при учете смещения уреза водохранилища:

Рис. 96. Схема подпора грунтовых вод при наклон­ ном залегании водоупора и смещении уреза воды в водохранилище

в которых hi и у\ — мощность потока грунтовых вод на урезе водо­ хранилища до и после подпора (hx и ух — то же самое в сечении, расположенном на расстоянии / от первоначального уреза водохра­ нилища); Я j — отметка горизонта воды в водохранилище; I' — рас­ стояние до сечения, в котором определяется подпор от смещенно­ го при подпоре уреза водохранилища; I — уклон грунтового потока на участке между рассматриваемым сечением и урезом водохрани­ лища до подпора; — отметка водоупора в сечении, для которого определяется подпор (рис. 96).

При значительных уклонах водоупорного ложа (г> 0,05) расчет подпора следует выполнять по формулам Н. Н. Павловского. Мето­ дика и примеры расчета подпора по способу Павловского изложе­ ны в некоторых работах [37, 65, 94, 95].

Стационарный подпор грунтовых вод в неоднородных пластах

Для расчета стационарного подпора грунтовых вод ана­ литическими методами неоднородные по фильтрационным свойст­ вам водоносные пласты чаще приводятся к условно однородным, и

Приравнивая значения расхода до и после подпора, получим:

(VII,21) относительно величины г2 или уравнения (VII,22) относи­ тельно у2.

При подстановке числовых значений всех известных величин оба эти уравнения превращаются в квадратные и легко решаются.

Если в уравнении (VII,21) принять k2 = 0, что соответствует примеру, когда верхний слой является водоупорным, то оно прини­ мает вид:

2 k i t n ( h i — h 2 ) = 2 k i t n [ ( h i - \ - Z i ) — (ft2 + z2)], (V II,23)

откуда следует, что Z \ = z 2 и hi—h2 = y\—у2.

Указанные равенства означают, что в напорном пласте величи­ на гидравлического градиента в пределах участка между сечения­ ми до и после подпора оказывается одинаковой и, следовательно, кривые депрессии до и после подпора подобны. В самом деле, в на­ порном потоке мощность и коэффициент фильтрации водоносного пласта после подпора остаются неизменными, поэтому при посто­ янстве расходов до и после подпора пьезометрические уклоны должны оставаться постоянными. Однако, как показывает практи­ ка, в напорном потоке отмечается уменьшение величины подпора по мере удаления от уреза водохранилища, что обусловлено неко­ торой (часто весьма слабой) фильтрацией воды через кроющие и подстилающие водоупорные пласты.

Следует указать, что на величину подпора оказывает влияние мощность водоносного пласта: величина подпора будет тем больше, чем больше мощность водоносного пласта.

Учитывая сказанное, а также основываясь на приведенном выше уравнении (VII,21), Г. Н. Каменский пришел к следующим выво­ дам:

1)в случае большей водопроницаемости нижней части водонос­ ного пласта подпор будет иметь при прочих одинаковых условиях большую величину, чем при однородном строении всей толщи;

2)в случае же меньшей водопроницаемости нижней части плас­ та, наоборот, подпор будет иметь меньшую величину, чем при од­ нородном строении всего пласта.

Эти выводы показывают, насколько существенно' изучать по­ слойную водопроводимость водоносных толщ при расчетах величи­ ны подпора грунтовых вод.

П р и м е р . Долина реки, где проектируется водохранилище, сло­ жена в основании крупнозернистыми песками с коэффициентом фильтрации 25 м/сут, перекрытыми мелкозернистыми песками с коэффициентом фильтрации 2 м/сут. Подъем горизонта воды в ре­ ке после сооружения плотины должен достигать 5 м.

Определить подъем и абсолютную отметку уровня грунтовых вод в скв. 2, пройденной на расстоянии 400 м от уреза реки, а так­ же расход потока подземных вод в условиях подпора, если мощ­

—h i) =2 к\ш{у\—у2) + k2( y i —y22) .

Подставляя исходные данные, получим:

2 X25 x 5(1—2) + 2(12—22) =2 x25 x 5(6—у2) +2(62—у22),

Знак минус здесь указывает на то, что движение подземных вод осуществляется в сторону начального сечения, т. е. в сторону во­ дохранилища (движение по направлению противоположно оси л:).

Стационарный подпор грунтовых вод в условиях общей неодно­ родности. При общей неоднородности водоносной толщи, т. е. в слу­ чае, если эта толща представлена слоями и линзами неодинаковой мощности и состава, сравнительно мало отличающимися по водо­ проницаемости одна от другой, расчет подпора может проводиться по формуле Г. Н. Каменского:

(kihi -f- k2h2) [Hi — H2) = \k\ (hi -f- Zi) -f- k2 (h2-(- z2) ] X

после подпора (с учетом коэффициентов фильтрации слоев в пре­ делах новой депрессионной кривой) ; h\ и h2 — мощность водонос­ ных слоев до подпора в каждом из рассматриваемых сечений (у\ и