Файл: Климентов П.П. Динамика подземных вод учеб. для геологоразведоч. техникумов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 262
Скачиваний: 0
Величина фильтрационного расхода потока на урезе водохрани лища (х = 0) в любой момент времени t определяется по формуле (VI 1,43):
|
|
|
2 |
^2 |
|
|
|
|
|
9х=о = * - ^ — î-[Sq(T)+l]+<7o. |
(VI М3) |
||
|
Значения функции 5q(t) приведены ниже [5] |
|
|
|||
1. |
. . |
О |
0 , 0 2 0 , 0 3 0 , 0 4 0 , 0 5 0 , 0 7 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 , 3 0 , 4 |
0,5 0,7 |
оо |
|
S |
(т) |
оо |
3 2, 251, 82 1 , 5 2 1 , 0 8 |
0 , 7 8 0 , 4 6 0 , 2 8 0 , 1 0 , 0 3 9 0 , 0 1 5 0 , 0 |
4 5 0 |
|
Если в условиях потока с открытой верховой границей происхо дит изменение уровня на обеих границах (подпор на обеих реках), то ординату кривой депрессии ух в расчетном сечении следует опре делять, учитывая влияние обеих рек на основе принципа сложения течений.
Так, например, при мгновенном изменении уровня воды на ле вой и правой границах ордината кривой депрессии ух в расчетном сечении определится следующей формулой, полученной из выраже ния (VII,42):
|
|
|
-------------\-------- |
|
+ (У2 — |
---------s ( |
L i - 2 — X VI |
||
т, |
(ѴІІ,44)^ |
|||
L ^1-2 |
' |
L i - 2 |
" ‘ |
|
Значение функции 5 (т, |
- — |
) определяется |
с учетом начала |
|
|
L i - 2 |
|
|
|
развития подпора на каждой из границ отдельно. Все обозначения формулы (VII,44) ясны из рис. 92.
Рассмотрим пример расчета по формуле (VII,42).
П р и м е р (по Н. Н. Биндеману). |
Требуется |
определить мощ |
ность грунтового потока при подпоре |
в сечении, |
находящемся на |
расстоянии %= 500 м от уреза водохранилища, через 100 суток пос ле наполнения водохранилища. Мощность водоносного пласта в этом сечении до подпора была h50о= 13,75 м, в начальном сечении /іі = 12 м. Превышение НПГ водохранилища над водоупором у\ — = 18 м. Водоупор горизонтальный. Коэффициент фильтрации плас та, сложенного среднезернистыми песками, равен £=10 м/сут, не достаток насыщения ц = 0,20. Расстояние уреза водохранилища до соседней реки Т[_2 = 200 м.
Определим /гср по формуле (VI 1,40): 2 X 1 8 + 1 2
hep — |
16 м. |
" |
3 |
Вычисляем значение т по формуле (VII,42), откуда:
= |
khcvî |
= 10 X 16 X 100 |
|
т |
(XL ^ 2 |
0 ,2 0 X 2 0 0 0 2 |
’ ' |
По графику (рис. |
103) |
при L1—2 |
|
500 |
= |
0,25 находим значе |
|
|
2000 |
||||||
ние функции: |
|
|
X |
\ |
|
|
|
|
S |
/ |
0,54. |
|
|
||
|
т, |
------) = |
|
|
|||
|
|
|
4-1-2 |
|
|
|
|
Определяем по формуле |
(VI 1,42) |
мощность водоносного пласта |
|||||
при подпоре в расчетном сечении ух: |
|
|
|
||||
у і = 1 3,752 + ( |
1 8 * - |
1 2 * |
) X ( ' ~ |
^ Ö |
5 Ö T ~ |
- |
° - 5 4 ) = 2 2 6 ’ 8 ; |
|
Ух = |
У 226,8 = |
15,06 м. |
|
|||
Следовательно, в указанном сечении за 100 суток уровень грун товых вод повысится на: ÿsoo—^5оо= 15,06—13,75=1,31 м.
Неустановившийся подпор грунтовых вод в ограниченном пото ке с наклонным водоупором. При наклонном залегании однородно го водоносного пласта и постоянстве расхода грунтового потока
до и после подпора мощность водоносного пласта ух в процессе развития подпора можно вычислять по формуле В. М. Шестакова (см. расчетную схему на рис. 95):
ух = |
hx -\- іх (/гх |
0,25іх) - f - (i/i |
hi) Fo{^ T , —j |
0,5ix, |
|
|
|
|
|
|
(VII,45) |
где I — уклон водоупора, |
принимаемый |
положительным при пони |
|||
жении его к водохранилищу и отрицательным при |
понижении от |
||||
»водохранилища; |
L — расстояние |
|
|
||
от уреза водохранилища до уда |
|
|
|||
ленной |
границы, |
где |
подпор |
|
|
практически затухает и мощность |
|
|
|||
потока hn является неизменной |
|
|
|||
(т. е. L — длина потока, |
hn — на |
|
|
||
пор на его границе).
Значение функции Fо (т’ т )
определяется по графику, изобра женному на рис. 104, причем ве личина % вычисляется по фор муле:
|
khçpt |
(VII,46) |
|
|
|
(lL2 ’ |
|
||
|
|
|
|
|
где |
/гСр — средняя мощность грунтового потока, |
|
||
|
|
, |
Уі + hi + hn |
(VII,47) |
|
|
«cp = |
--------- ------------• |
|
. |
Формула (VII,45) используется для расчетов |
при значении |
||
2hi |
|
|
|
|
1 < |
-J— (см. подробно работы [5, 27 и др.]). |
|
||
Неустановившийся подпор грунтовых вод в ограниченном пото ке с постоянным расходом на верховой границе. Такая схема отве чает условиям прислонения водоносных отложений речной доли ны к коренным слабопроницаемым отложениям берега или цо кольной террасы (рис. 105). Расход воды, поступающей через такую границу, является постоянным (в частном случае Q = const = 0). Расчетная формула для определения ординаты кривой депрессии при мгновенном заполнении водохранилища имеет вид:
= £ + |
т )], |
(VII,48) |
где 0 |
0 |
т) |
•специальная функция, значения которой |
оп- |
|
|
'Г-1-:1 |
' |
|
|
|
ределяются в |
|
X |
at |
по |
|
зависимости от параметров -,— |
и т = — --- |
||||
|
|
|
U-2 |
|
|
таблице, приведенной в приложении I [5, 98].
Фильтрационный расход на урезе водохранилища qx=о в любой
момент времени t определяется по формуле |
(VII,49): |
|
|
||||||
|
|
|
2 |
, 2 |
, |
|
|
|
|
|
<7х=о = |
Уі — iî-1 |
|
|
(VII,49) |
||||
|
k ——------<Pq(т) -4- q0 |
||||||||
|
|
|
-ГГ-1-2 |
|
|
|
|
|
|
где значения Фч(т) принимаются |
по |
приведенным |
ниже |
дан |
|||||
ным [5]. |
0,08 0,12 |
0,16 0,2 |
0,3 |
0,4 0,6 |
0,8 |
1зо |
|||
Т . . . |
О0,01 0,02 0,04 |
||||||||
фч(т) |
оо 5,64 4,52 2,82 |
2 |
1,63 |
1,41 |
1,24 |
0,965 0,744 0,455 0,278 0,17 0 |
|||
Рис. 105. Схема подпора грунтовых вод в ограни ченном потоке
Прогноз развития неустановившегося подпора грунтовых вод с помощью уравнений в конечных разностях. В более сложных гид рогеологических условиях, для которых аналитические решения отсутствуют, расчет подпора можно проводить по уравнениям неус тановившегося движения, представленным в конечных разностях. При этом представляется возможным учесть изменение уклона водоупорного ложа, неоднородность фильтрационных свойств водо носных пластов и любого характера колебания уровня воды в водо хранилищах. Уравнения неустановившейся фильтрации подземных вод в конечных разностях были рассмотрены в гл. VI. Там же дан пример применения уравнения в конечных разностях к прогнозу уровня грунтовых вод при изменении горизонта воды на урезе водохранилища. Основными расчетными формулами для прогноза неустановившегося подпора одномерного грунтового потока явля
