Файл: Коротков А.И. Основы климатологии, гидрологии, гидрогеологии и инженерной геологии морских побережий учеб. пособие.pdf

Скачать файл (3,74Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.08.2024

Просмотров: 78

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

—78

И И Н Н Н И { н U Н 5

Р и с . 12.	П ресны е	воды	на	иесмаиом	острове:
1 - зеркало грунтовых вод;			2 -	граница	раздела между прес-
нымн н солеными	водами;	3 -	инфильтрация

Приведенные формулы, характеризующие разгрузку пресных вод в море и глубину контакта пресных и соленых вод, спра ведливы для потоков, имеющих малые уклоны. В этих условиях можно пренебречь вертикальной составляющей скорости фильтра ции и принять напор не изменяющимся по глубине. При повышен ных градиентах потока, как показали исследования в Бельгии, Голландии и США, линии равных напоров (эквипотенциали) во гнуты в направлении к морю (рис.13), т.е. напор возрастает с глубиной.

Тогда(по Тодду| уклон зеркала грунтовых вод может быть

определен по формуле
S №G = d h	V_

d s

’

—79

анаклон контакта соленых и пресных вод по формуле

$ і п	ё	Рпр		d h
$ і п	ё	р	- р	d S
		1СОЛ	1пр
						т.е. чем меньше		раз
						ница в плотности		(ми
						нерализации) соленых
						и пресных вод, тем
						круче контакт.
						В	приморских райо
						нах,	где интенсивно
						откачиваются подзем
						ные	воды дуія водо
						снабжения, уровень
						их	постепенно па
						дает, во многих слу
						чаях даже ниже уровня
						моря. Это способству
						ет резкому усилению
						поступления соленых
						морских вод в водонос
						ные горизонты. Подоб
						ные явления наблюда
Рис. 13. Соотношение между уклоном зеркала грун-						лись в США (Калифор
товых	вод и уклоном контакта 'пресная					ния) , Голландии,		Анг
вода -		соленая	вода'(но Тодду);			ния) , Голландии,		Анг
вода -		соленая	вода'(но Тодду);			лии,	Швеции, СССР,
1 - зеркало грунтовых вод;				2 - граница	разде	лии,	Швеции, СССР,
ла между пресными и солеными				водами; 3 -	экви-	Израиле, Марокко. Ши
потенциала						Израиле, Марокко. Ши
потенциала						рина	зоны засолонения
						рина	зоны засолонения

достигает в отдельных случаях нескольких километров.

Для борьбы с вторжением морских вод предпринимаются раз личные меры, в том числе: сокращение количества откачиваемой воды из колодцев и скважин; искусственное пополнение пресных подземных вод; раздельная откачка пресных и соленых вод; со здание подземной плотины вдоль береговой линии.

Наиболее эффективным методом борьбы с Вторжением морских

—80 ----

вод является искусственное пополнение пресных подземных вод. Из существующих методов искусственного пополнения подземных вод для предотвращения внедрения морской воды наиболее перс пективны самотечная инфильтрация из поверхностных водохрани лищ и нагнетание в поглощающие скважины.

Самотечная инфильтрация исследовалась в США, в Южной Ка лифорнии, на площади развития песчаных дюн. На участке, где дюны были покрыты слоем песчаной глины, строились водоприем ные шахты, заполнявшиеся мелким гравием. Опыты показали, что образование бугра пресных вод при самотечной инфильтрации происходит очень медленно и не обеспечивает достаточно высо ких градиентов пресной воды, задерживающих вторжение морских вод. Необходимы дальнейшие исследования в этом направлении.

Метод напорной инфильтрации, видимо, более перспективен. Поверхностные воды подвергаются специальной обработке хлором иди медным купоросом с целью предупреждения бактериологичес кого загрязнения грунта вблизи колодца. Кроме того, опыты по казали необходимость деаэрации воды, так как присутствующий в ней кислород воздуха стимулирует жизнедеятельность бактерий.

На создание стабильного напорного градиента, обеспечивающего вытеснение соленой воды и предупреждающего ее дальнейшее внед рение, требуется несколько месяцев.

Высота, которой может достигнуть бугор в процессе инфильтрации, зависит от расхода подаваемой воды., времени по дачи, водопроницаемости породы, глубины залегания подземных вод, мощности водоносного пласта и расстояния до границы с солеными водами. Методика расчетов искусственного питания грунтовых вод для создания барьера пресных вод описана в

работах П.Баумана	(1953 г.) и Н.Н.Фаворина (1961, 1967 гг.).
Л е к ц и я	16 . Разгрузка напорных вод в море

Потоки подземных вод, разгружающихся в море, могут быть встречены и на значительных глубинах. Как правило, такие по токи являются напорными. Известны крупные источники у Пири-

нейского полуострова (Ла-Фалъконьере, Сан-Ремю), в Черней но ре (район Гагр, Байдарских ворот), в Средиземном море.

Для расчета разгрузки напорных вод в море при малых укло нах водоносных пластов можно пренебречь вертикальной или нор мальной в напластованию составляющей скорости движения подзем ных вод; уровень моря принимается постоянным.

Рассмотрим решение задачи о расходе потока напорных вод в однородных пластах морских побережий (по Н.К.Гиринсвону, 1950 г.).

Рнс.14. Расчетная схем л для напорного потока прес ных вод, разгружающихся в море (по Н.К.ГЙрннсхому):

1 - уровень моря; 2 - кровля водоносного горнзонта; 3 - контакт 'пресная вода ~ морская вода'

На линии контакта "соленая морская вода - пресная вода" выделяется площадка d F (рис.14). Давление морской воды на площадку

	Рт	= «PcM* ' ?dJ?l	(1)
где	- глубина площадки от уровня моря; р		- плотность
морской	воды;	Q - ускорение силы тяжести. ' .СОД

Давление пресной вода

Z » p P n J d F ’

(2>

где znp - высота напора пресной подземной воды от контакта со леной и пресной воды; р - плотность пресной воды.

Согласно принципу гидростатического равновесия

/>„.= Рпп

ИЛИ

2conPC M d F

2npPnpd F

( 3 )

СОЛ

пр

Отсюда

— 2

— —

(4)

пр

иол

»Iпр

или

= h

пр

■1«Д---—22_ ,

Асол

*сол

(4а)

1 пр

где

- напор потока пресных вод над уровнем моря.

Из

рис.16 видно,

что

2сол=

+ m c o s d

(5 )

где

мощность потока пресных вод в данном сечении;

- глубина водоупора от уровня моря; d - угол наклона

водоупора.

Из формул

(4а) и

(5) легко получить

ЛЯ-

h -

(6)

cosot

'п р

Формула (6) является уравнением связи между глубиной по тока пресных вод и его напором над уровнем моря.

Вывод уравнений движения подземных вод в пологопадащем слое приводится в статье Н.К.Гнринского (I960 г.). Основные.

		83
из полученных ш решений:
а)	пласт падает в	сторону		суши,	т?	и	і}	больше 1 (ри
15,а):				'				'
	- ^	[ Ѵ	^ Ѵ	^ И	Ѵ	^	Ѵ	1) ] і		(7)
	б) пласт падает в сторону						суши,		і/(	и
	*7 меньше'1 (рис.15,б):
	7 ^ - = r v ln(1_1?J]-r7/lri(1- ,?)) J ;
	в) пласт падает в сторону моря								(рис.І5£):
	^ - =	[ -	Н	1+ \ Л - [ -		V	Ітг(1+ ^ ) ] -(9 )

Обозначения:

Рн с.15 . Р а зн ы е варианты
соотнош ения водоупора		н кон	глр
т а к т а 'п р е сн а я	вода -	м ор с
			т о = т р -р
кая в о д а ' (по	Н .К .Гнрш гском у)
			‘сод 1лр