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

можно получить следующие расчетные формулы для определения постоянных фильтрационных потерь в ограниченных потоках [22]:.

при безнапорной фильтрации

где і — уклон водоупорного ложа потока (со знаком плюс при ук­

Эта формула (VIII,27) справедлива для любой из схем фильт­ рации (см. рис. 119) независимо от наличия или отсутствия инфиль­ трации. Однако в случае наклонного водоупора она является при­ ближенной и ее применение возможно лишь при условии, что ІУі + h\) > Az, где Az — разность отметок водоупорного ложа в се­

хранилище, сложен относительно слабопроницаемыми породами по

фильтрационных потерь в формулы (VIII,26 и VIII,27) может быть введена поправка, учитывающая неоднородность ложа водохрани­ лища и степень его несовершенства, путем увеличения ширины междуречья L j_2 на величину АL, методы определения которой из­ ложены в гл. VII, стр. 218.

Определение постоянных фильтрационных потерь из водохрани­ лища в условиях, когда поток подземных вод прибрежной части имеет весьма удаленную границу (полуограниченные потоки), мож­ но проводить по указанной формуле (VIII, 18).

Определение временных фильтрационных потерь

В период наполнения водохранилища и вплоть до фор­ мирования стационарной кривой подпора происходит расход воды на насыщение горных пород ложа и бортов водохранилища, а сле­

довательно, имеют место и временные фильтрационные потери. При этом в отсутствии подземного (преимущественно грунтовыми вода­ ми) питания водохранилища или при отсутствии потока подзем­ ных вод вообще, вода из водохранилища фильтруется в вертикаль­ ном направлении вплоть до смыкания с нижележащим потоком грунтовых вод или водоупором (стадия свободной фильтрации). После этого в условиях смыкания фильтрующегося потока из во­ дохранилища с грунтовым потоком происходит постепенное его расте­ кание в стороны (стадия подпертой фильтрации). При стадии свободной фильтрации на расходование воды оказывают преобладающее влияние параметры зоны аэрации и горизонт воды в водохранилище. При подпер­ той фильтрации наиболее сущест­ венное влияние оказывает положе­ ние горизонта воды в водохранили­ ще и параметры грунтового потока.

Ниже даются формулы для опре­ деления временных фильтрацион­

ных потерь при отсутствии питания грунтовыми водами и при его наличии.

Определение временных фильтрационных потерь из водохрани­ лища при отсутствии питания грунтовыми водами. При отсутствии грунтовых вод или глубоком залегании их под дном водохранили­ ща происходит насыщение пород ложа водохранилища и его бор­ тов.

Время Т, необходимое для насыщения пород дна водохранили­ ща, находят из формулы:

глубина залегания уровня грунтовых вод от дна водохранилища или водоупорного ложа при отсутствии грунтовых вод (рис. 120); hK— капиллярное давление менисков, развивающееся на границе пород, насыщенных водой, и «сухой» зоны; это давление примерно составляет 50% высоты капиллярного поднятия (см. гл. II, стр. 18); р — недостаток насыщения пород, залегающих под дном водохра­ нилища.

Объем воды Vt, израсходованный на насыщение пород под во­ дохранилищем к моменту смыкания фильтрационных вод с грунто­ вым потоком (или с водоупором), приходящийся на единицу дли­

Фильтрационные потери на насыщение пород дна водохранили­

Фильтрационные потери на насыщение бортов водохранилища

определяются по H. Н. Биндеману следующим образом.

Общий объем воды, расходуемой на насыщение пород берега на единицу его длины за время t, определяется выражением:

Определение временных фильтрационных потерь из водохрани­ лища при наличии питания грунтовыми водами. Если расчеты по формулам стационарного подпора показывают, что после устрой­ ства водохранилища возобновляется его питание за счет грунтовых вод, то временные фильтрационные потери, расходуемые на насы­ щение берегов в период неустановившегося подпора определяются по формулам Н. Н. Веригина [5, 33] (см. также гл. VIII, стр. 222).

Время, в течение которого происходит фильтрация из водохра­ нилища (с момента его заполнения), определяется по формуле:

где I — расстояние от уреза водохранилища до сечения, в котором уровень грунтовых вод до подпора имел отметку НПГ водохрани­ лища, т. е. /гх=і= уі (это расстояние, если оно неизвестно, вычисля­ ется исходя из значения уклона естественного потока); /іср — сред-

Общий объем воды, профильтровавшейся из водохранилища за время Т на единицу длины берега, составляет Vt = qcvT\ здесь

qCp — средний фильтрационный расход на урезе водохранилища за весь период Т, по величине равный расходу грунтового потока до подпора. Он определяется по уравнению:

С учетом выражений (VIII,34 и VIII,35) объем воды на насыще­ ние берега Vt определяется выражением:

Принимая во внимание, что в период, когда происходит насы­ щение водой пород берегов, водохранилище не получает питания за счет поступления грунтовых вод, фильтрационные потери состав­ ляют удвоенную величину расхода потока, имевшего место до под­ пора, т. е.:

потерь из водохранилища, проектируемого на реке А при подъеме

речья, определяем предварительно величину инфильтрационного