Гідрогеологічний прогноз. Підпір

Гідрогеологічний прогноз – прогнозування зміни рівня і балансу підземних вод, їх складу і властивостей. У практиці найчастіше приходиться зустрічатися з прогнозом зміни рівня підземних вод і величин фільтраційних витрат при будівництві гребель, створення водойм і каналів.

Підпір – підйом рівня ґрунтових вод внаслідок підйому рівня ґрунтових вод. Це явище приведе до підтоплення або обводнювання території ґрунтовими водами. Розрізняють сталий і несталий підпір. Сталий підпір характеризує стабільну відмітку, до якої прагне несталий підпір через тривалий час.

Прогноз сталого підпіру полягає в оцінці найбільшої зміни глибини залягання ґрунтових вод, як функції відстані від урізу річки чи водойми. Очевидно, що відповідно до рівняння (9) (Завдання 1) одиничні витрати підземного стоку до створення водосховища q₀ і після q_В будуть не однакові.

До створення водосховища підземний стік визначається рівнянням

(1)

де h і H_P -товщина потоку підземних вод і його гідростатичний напір у вертикальному перерізі урізу річки; h і H_X – те ж на відстані x від урізу.

Після створення водосховища і досягнення сталого режиму

(2)

де Dh – різниця між сталими рівнями води в річці і водосховищі; Dh – величина підпору; l – горизонтальний зсув контуру водосховища внаслідок затоплення прибережної території.

Рис. 1.Схема означення сталого підпору (q₀=q_B)

Якщо величина зміни фільтраційних втрат незначна і нею можна знехтувати, то q₀ ≈ q_B.

Тоді, (h + h )(H_X - H_P)(x - l) = (h +Δ h + h +Δ h )(H_X +Δ h -- H_P - Δ h )x (3)

Вирішуючи це рівняння відносно Δh, одержимо

(4)

Якщо водоупорне ложе горизонтальне (i=0) і (l=0), ( Рис.1), то можна прийняти H_P = h і H_X = h _. Тоді маємо

(5)

Підпір у межирічному масиві, що супроводжується помітною зміною підземного стоку вимагає іншого рішення.

Згідно рівняння (11)(Завдання 3), до підпору при горизонтальному заляганні водоупору і при відсутності горизонтального зсуву урізу річок (l=0) (Рис.2)

Рис.2.Схема означення сталого підпору при q₀ ≠ q_В

L – відстань від урізу водосховища до яру; h₂ – висота потоку ґрунтових вод до підпору під яром; Δh₂ – висота можливого підйому рівня ґрунтових вод у яру, як мінімум, дорівнює висоті дна яру під первісним рівнем ґрунтових вод.

Якщо рівень поверхневих вод по іншу сторону межиріччя не міняється (Δh₂ = 0), тоді

(9)

Завдання.

Задача 1.( Початкові дані для варіанта 1)

Визначити підпір ґрунтових вод у трьох свердловинах, розташованих на крутому березі річки, якщо при створенні водосховища рівень води в ній піднімається з відмітки 122,0м на 2,0м. Водоупорні глини розташовані на відмітці 119,4м. Свердловини розташовані в створі. Свердловина 1 розташована в 23м від річки і розкрила рівень ґрунтових вод на відмітці 122,9м, а водоупорне ложе на відмітці 119,4м. Свердловина 2 розташована в 225м від річки і розкрила рівень ґрунтових вод на відмітці 123,2м, а водоупорне ложе на відмітці 122,8м. Свердловина 3 розташована в 367м від річки і розкрила рівень ґрунтових вод на відмітці 123,7м, а водоупорне ложе – на відмітці 123,6м. Коефіцієнт фільтрації водоносного шару складає 11м/доб. Визначити ординати кривої депресії між свердловиними до і після підпору і побудувати розрахункову схему.

Таблиця 1.Початкові дані по варіантах для задачі 1.(K = 11м/доб.)

Задача 2.(Початкові дані для варіанта 1)

Визначити сталий рівень ґрунтових вод у свердловинах 1 і 2, розташованих відповідно в 100 і 800м від каналу А, якщо в каналах А і Б розташованих у 1700м одна від іншої, води піднялися відповідно на 4і 5м. До підйому абсолютні відмітки рівнів води були 107,0м у каналі А, 105,0м у каналі Б, 107,5м у свердловині 1, 108,4м у свердловині 2. Абсолютна відмітка горизонтального водоупорного ложа 99,0м. Коефіцієнт фільтрації водоносного шару складає 17 м/доб. Визначити ординати кривої депресії (між свердловинами, між каналами і свердловинами) до і після підпіру і побудувати розрахункову схему.

Таблиця 2.Початкові дані по варіантах для задачі 2

Література

1.Михайлов Л.Е. Гидрогеология, Л.,Гидрометеоиздат, 1985.

2.Тихомиров В.В. Практикум по инженерной гидрогеологии, Л., ЛГМИ, 1990.

3.Чугай М.И., Чебанов А.В. Инженерная геология и гидрогеология в примерах и заданиях, Киев, УМК ВО, 1990.

Методичні вказівки для проведення практичних занять з курсу “Гідрогео-логія”, для студентів 3 курсу гідрологічного факультету денної форми навчання.

Укладачі : Селезньова Л.В, ст.викл., Балан Г.К., ст.викл

___________________________________________________________________

Поиск по сайту: