Указания к решению задачи




Томский политехнический университет

 

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой гидрогеологии

и инженерной геологии

______________ М.Б.Букаты

ДИНАМИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД

 

Методические указания к выполнению лабораторной работы

 

Определение направления фильтрации и скорости движения подземных вод

 

ТОМСК * 2001


Методические указания составлена на основе типовой программы дисциплины «Динамика подземных вод» для специальности «Гидрогеология и инженерная геология», утвержденной УМО 5 июня 1989 г.

 

Программа рассмотрена, соответствует действующему плану и одобрена на заседании обеспечивающей кафедры гидрогеологии и инженерной геологии

«_____» _______г., протокол № ______

 

 

Разработчик

доц. кафедры гидрогеологии

и инженерной геологии, к.г.-м.н.

_______________________ К.И. Кузеванов

 

 

Зав. обеспечивающей кафедрой

проф., д.г.-м.н. ___________________ М.Б.Букаты

 

Разработчик: Кузеванов К.И., доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии факультета геологоразведки и нефтегазодобычи ТПУ,

E-mail aqua @ gig.fgn.tpu.edu.ru.


Определение направления фильтрации и скорости движения подземных вод

В задаче рассматриваются естественные условия напорного водоносного горизонта однородного по фильтрационным свойствам.

 

Условие задачи

Напорный водоносный горизонт вскрыт тремя наблюдательными гидрогеологическими скважинами с координатами Х и У. В скважинах определены абсолютные отметки пьезометрической поверхности Н. Мощность (М) и коэффициент фильтрации (К) пласта по пространству не изменяются.

 

2.Требуется:

1. Построить фрагмент карты гидроизопьез.

2. Определить направление движения подземных вод.

3. Вычислить скорость фильтрации и время движения частицы жидкости в контуре скважин.

4. Определить единичный расход потока.

 

Теоретическая основа фильтрационных расчетов

 

Задача решается с использованием основных фундаментальных зависимостей, описывающих фильтрацию в напорном водоносном горизонте на горизонтальном водоупоре.

 

Схематизация гидрогеологических условий

 

Режим потока во времени

 

По условию задачи, на границах фрагмента области фильтрации, напоры заданы как постоянные величины, не изменяющиеся во времени. В процессе фильтрации не рассматривается дополнительное питание водоносного горизонта через зону аэрации или подстилающий водоупор. Это исключает возможность искажения депрессионной кривой под действием внешних факторов и позволяет рассматривать поток как стационарный, все параметры которого постоянны во времени.

 

Мерность потока

 

По условию задачи фильтрация происходит в соответствии с соотношением величин напоров в направлении от скважины №1 к скважине №2. Пространственно поток можно рассматривать как плоско параллельный, состоящий в плане (вид сверху) из бесконечного набора плоских полос, представленных на разрезе (вид сбоку). Поскольку, выделенные полосы одинаковы по своим геометрически и физическим параметрам, то можно ограничиться рассмотрением одной из них, которая и представлена на расчетной схеме в виде схематического гидрогеологического разреза. Поток можно рассматривать плоский (двумерный) профильный.

 

Пространственное распределение фильтрационных параметров

 

По условию задачи водовмещающие породы характеризуются разными значениями коэффициентов фильтрации. Но однородность фильтрационных параметров сохраняется в пределах выделенных блоков, ограниченных наблюдательными скважинами. Фильтрационные сопротивления изменяются монотонно в пределах блоков и скачкообразно на границах фрагментов с различной проницаемостью.

 

Условия однозначности аналитического решения

 

По условию задачи, на границах области фильтрации существует постоянный во времени напор, т.е. обеспечивается условие границ первого рода на скважинах №1 и 2. Начальные условия в задаче (распределение величин напоров в области фильтрации) не сформулированы, поскольку служат предметом решения.

 

Распределение источников и стоков

 

Поток рассматривается как не получающий дополнительного питания за счет инфильтрации или процессов перетекания. Следовательно, описание источников, стоков и их количественная оценка отсутствуют

 

Указания к решению задачи

 

1. Построение карты гидроизопьез выполняется поэтапно. Гидрогеологический разрез и схема расположения скважин показаны на рис.1.

1.1. Использовать интерполяцию трех значений напора вдоль сторон треугольника.

1.2. Фрагмент карты гидроизопьез представить изображением плоскости в изолиниях.

1.3. Шаг значений гидроизопьез может быть произвольным.

1.4. Масштаб фрагмента произвольный и выбирается с таким расчетом, чтобы изображение занимало не менее половины тетрадного листа.

1.5. При выполнении интерполяции избегать неоправданного округления величин напора.

1.6. Для выполнения интерполяции возможно применение программного комплекса EXCEL. Внешний вид рабочего листа приведен а приложении № 1. Содержание расчетов раскрывает приложение № 2.

2. Определение направления фильтрации подземных вод выполнить графически на карте.

3. Для определения пути движения частицы жидкости в контуре скважин построить вектор скорости потока через скважину с экстремальным значением напора.

4. Для расчета величины гидравлического уклона допускается использовать фрагмент длины пути фильтрации, ограниченный соседними гидроизопьезами.

5. Для расчета времени движения воды использовать значение пористости водовмещающих пород и скорости фильтрации.

6. Все графические построения должны сопровождаться введением соответствующих условных обозначений.

 

 

Рис. 1. Схема расположения скважин и гидрогеологический разрез

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-07 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: