Формы потоков грунтовых вод

ДВИЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Движение подземных вод подчиняется определенным законам и им присущи определенные формы передвижения.

Законы движения. Подземные воды могут передвигаться в горных породах как путем инфильтрации, так и фильтрации. При инфильтра­ции передвижение воды происходит при частичном заполнении пор воздухом или водяными парами, что обычно наблюдается в зоне аэрации. При фильтрации движение воды происходит при полном заполнении пор или трещин водой. Масса этой движущейся воды создает фильтрационный поток.

Фильтрационные потоки подземных вод различаются по характеру движения и подчиняются двум законам. Если движение грунтового потока в водоносных слоях (галечнике, песке, супеси, суглинке) имеет параллельно-струйчатый или так называемый ламинарный характер; то и он подчиняется закону Дарси. Ламинарный характер движения воды наблюдается также в трещиноватых породах, но при скорости движения не более 400 м/сут. При наличии крупных пустот и трещин движение воды в породах носит вихревой или турбулентный характер. но это наблюдается сравнительно редко. Это второй закон.

Движение подземных вод может быть установившимся и неустановившимся, напорным и безнапорным.

При установившемся движении все элементы фильтрационного потока (скорость, расход, направление и др.) не изменяются во време­ни. Во многих случаях эти изменения настолько малы, что для прак­тических целей ими можно пренебречь.

Фильтрационный поток называется неустановившимся, если основ­ные его элементы изменяются не только от координат пространства,

Ненапорные грунтовые воды имеют водоупор снизу и свободную поверхность сверху. Ненапорные подземные воды в зоне полного насыщения передвигаются при наличии разности гидравлических на­поров (уровней) от мест с более высоким к местам с низким напором (Уровнем). Это можно видеть на рисунке. Разность напоров DН=Н₁-Н₂ сечениях I и II обусловливает движение воды в направлении сечения II.Скорость движения грунтового потока зависит от разности напора (чем больше DН, тем больше скорость) и длины пути фильтрации l.

Отношение разности напора DН к длине пути фильтрации / назы­вают гидравлическим уклоном (или гидравлическим градиентом I) I= DН/ l

Формы потоков грунтовых вод

На строительных хозяйственных площадках при решении практических задач по водоснабжению или устройству дренажей почти всегда необходимо знать направление движения потоков воды. Грунтовые воды совершают сложные движения в зависимости от местных геологических рельефа местности и других факторов. Различают потоки радиальные (сходящиеся и расходящиеся) и криволинейные.

Рисунок. Форма потоков грунтовых вод: плоский; б — радиальный расходящийся; в — радиальный сходящийся; г — криволинейный

Р и с. 49. Форма потоков грунтовых вод: ___ ддоский; б — радиальный расходящийся; в — радиальный сходящийся; г — криволинейный

новленное направление может быть справед­ливо лишь для сравнительно офаниченной территории (участка). Ниже приводятся неко­торые способы определения направления дви­жения фунтовых вод.

По карте гидроизогипс направление потока устанавливается по высотным отметкам гидро­изогипс (рис. 50). Более точные данные для отдельного участка получают методом трех скважин. Берут отметки уровней воды трех скважин, расположенных на вершинах равно­стороннего треугольника, например, 128, 138 и 126 м (рис.51). Между наибольшей и наименьшей отметкой, т. е. 138 и 126 м путем линейной интерполяции находят точку с отметкой воды 128 м. Две одинаковые отметки соединяют линией. На эту линию с наибольшей отметки опускают перпендикуляр, который и указывает направление потока ^в°Ды. Можно также использовать метод красителей (или солей). Для ^этого необходимо иметь несколько скважин. В центральную скважину