11. MONTAREA APEI GROUND
Apa în sol poate fi în următoarele tipuri:
- vapori (sub formă de abur);
- higroscopic (adsorbit pe suprafața particulelor);
- film (sub forma unui film pe suprafața particulelor);
- gravitațional, umple porii pământului și se mișcă în pământ sub acțiunea gravitației.
Vom studia mișcarea apei gravitaționale, de aici se va numi apele subterane. Capacitatea solurilor de a trece prin apă se numește permeabilitate la apă.
Mișcarea apei în porii solului se numește filtrare. În timpul filtrării, apa subterană se deplasează în stratul permeabil la apă de-a lungul suprafeței stratului impermeabil al solului (stratul de reținere a apei), care formează stratul fluxului de filtrare (Fig.11.1).
În Fig. 11.1 prezintă mișcarea fără presiune a apei subterane, care se caracterizează prin prezența unei suprafețe libere, în toate punctele a căror presiune este atmosferică. Linia formată la intersecția unei suprafețe libere cu un plan vertical paralel cu viteza mișcării apelor subterane se numește curba de depresiune (curba depresivă).
Debiturile de apă subterană pot fi, de asemenea, cap de presiune (Figura 11.2), când un acvifer este situat între două straturi impermeabile ale solului. Dacă perforați stratul superior de apă al solului și conectați fluxul de filtrare a presiunii cu atmosfera, apa din puț va crește (ca într-un tub piezometric) la o anumită înălțime. Apa produsă de un astfel de fantă sau fântână dintr-un acvifer sub presiune se numește apă arteziană, iar puțul este un puț artezian.
Legile de circulație a apelor subterane sunt utilizate în construcția de baraje, canale, rețele de drenaj, săpături etc. Aceasta determină costurile, localizarea suprafeței (curbei) depresiei.
Mișcarea apei subterane, precum și fluxurile de fluid pot fi:
- constant și instabil;
- mișcarea constantă a apelor subterane poate fi uniformă și neuniformă;
- laminar și turbulent.
Vom lua în considerare fluxul laminar constant al apelor subterane. Mișcarea turbulentă a apelor subterane poate avea loc în soluri cu granulație grosieră (pietriș, pietricele) și în diguri de piatră și se întâlnește mult mai rar laminar.
Debitul apei filtrată prin secțiunea w este determinat de legea lui Darcy
,
unde: K - coeficientul de filtrare;
I - panta piezometrică corespunzătoare pierderii capului H
când apa curge prin sol la o lungime L:
Debitul puțului de sol (Figura 11.2)
ecuația curbei de depresie
unde: H este grosimea acviferului;
h - adâncimea apei în puț;
r0 este raza godeului;
R este raza fântânii, aproximativ egală cu
- 250 ... 500 m pentru solurile obișnuite;
- 700 ... 1000 m pentru nisipurile cu granulație grosieră;
Z și r sunt coordonatele oricărui punct al curbei de depresiune.
Fluxul de apă pe o lungime de-a lungul întregii lungimi a galeriei
ecuația curbei de depresie
unde: q - intrarea unilaterală la galerie, pe unitate de lungime
;
b0 - jumătate din lățimea galeriei;
h - adâncimea apei în galerie;
L - limita acțiunii galeriei, aproximativ egală cu 250 ... 300 m;
x și Z sunt coordonatele oricărui punct de pe curba depresiei.
Determinați debitul de fantă perfect, deschis în nisip fin la dispozitivul de reținere a apei. Diametrul godeului d0 = 1,2 m, adâncimea apei în godeu h = 0,8 m. Grosimea acviferului este H = 6,3 m.
Coeficient de filtrare pentru nisip fin K @ 10 -5 m / s @ 1 m / zi. Raza de lucru a puțului pentru sol nisipos (vezi mai sus) R = 250 ... 500 m, acceptăm R = 400 m.
Distingeți următoarele tipuri de drenaj: sistematic, cap, coastă, inel, rezervor. Partea de reglare a sistemului de drenaj este canalizarea tubulară. Drainul se numește perfect dacă baza este pe un impermeabil și imperfecți dacă baza nu ajunge la impermeabil.
Consumul specific de apă de filtrare dintr-o scurgere orizontală perfectă pe o canal de apă orizontală cu un flux de apă într-o singură direcție în scurgere este determinat de formula
m 3 / zi la 1 pm,
unde: K - coeficient de filtrare, m / zi;
H - înălțimea nivelului neinfectat de apă subterană (GWP) sau grosimea acviferului, m;
h0 - adâncimea apei în scurgere;
L este lățimea benzii de acțiune (raza de acțiune) a scurgerii, m.
Ordonatele Z ale curbei de depresiune la o distanță x față de axa canalului de scurgere
Lățimea intervalului de acțiune (raza de influență) a scurgerii poate fi determinată din tabelul A2.9 al datelor de referință sau din formula
unde: S0 = H - h0 - reducerea necesară a GBS în scurgere, m.
Consumul specific de apă de filtrare a scurgerii orizontale imperfecte a secțiunii transversale circulare cu intrarea într-o singură direcție de apă în canalul de scurgere se calculează prin formula
m 3 / zi la 1 pm,
și ordonatele curbei de depresie
,
unde: H1 - adâncimea de scufundare a centrului canalului în sol saturat cu apă, m;
r este raza scurgerii, m;
A este coeficientul calculat prin formula
.
Consumul specific de drenaj perfect în sistemul de drenaj inelar
Fluxul total de apă din drenaj este
Curba de depresie de-a lungul limitelor exterioare ale drenajului inelar este construită conform ecuației simplificate
Curba de depresiune din interiorul zonei drenate este setată aproximativ la nivelul apei din canalizare.
Consumul specific de scurgere imperfectă în sistemul de drenaj inelar este calculat prin formula
m 3 / zi la ora 1 pm
Aici, ca mai sus, H1 este adâncimea drenajului de scurgere din UGW, m.
Calcularea drenajului capului este redusă la calcularea unui singur canal de scurgere, în funcție de dependențele de mai sus, cu excepția descărcării specifice a scurgerii imperfecte, determinată de formula
m 3 / zi la ora 1 pm
Timpul de scurgere a zonei protejate poate fi calculat din formula pentru raza de influență a scurgerii
de unde pentru drenaj perfect
Pentru scurgere imperfectă
unde este grosimea medie a zonei drenate m.
Pentru a proteja împotriva inundării subsolului structurii, este prevăzut un dispozitiv de drenaj inelar din țevi de azbociment.
Determinați costurile specifice și totale de filtrare, efectuați un calcul hidraulic al scurgerii.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: