НЕРАВНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ ГРУНТОВЫХ ВОД

Формула Дюпюи

Рассмотрим неравномерное безнапорное плавно изменяющееся движение грунтового потока воды в фильтрационном пласте грунта (рис. 11.3). Кривизна линий тока, изображенных на рисунке, весьма мала.

Рис. 11.3. Схема плавно изменяющегося движения фильтрационного потока

Так как кривизна линий тока невелика, то живые сечения можно считать плоскими. Расстояние между сечениями 1-1 и 2-2 для линий тока будет одинаковым и равным dl. Потери напора на участке dl относительно плоскости сравнения 0-0 равны dH. Для любой линии тока при переходе от сечения 1-1 к сечению 2-2 значение dH будет одинаково. Следовательно, при плавно изменяющемся неравномерном движении фильтрационного потока величина гидравлического (пьезометрического) уклона относительно всех точек рассматриваемых сечений, через которые проходят линии тока, является постоянной. Гидравлический уклон будет соответствовать уклону свободной поверхности воды в выбранной области фильтрации . Если гидравлический (пьезометрический) уклон постоянен, то и скорости u в различных точках выбранного живого сечения фильтрационного потока будут одинаковы. Таким образом, средняя скорость в данном живом сечении фильтрационного потока будет равна скорости и в любой его точке:

(11.15)

Фильтрационный расход Q через живое сечение , перпендикулярное линиям тока,

(11.16)

Формула (11.16) для определения средней скорости в плоском вертикальном сечении при плавно изменяющемся движении фильтрационного потока в грунтах называется формулой Дюпюи.

Формула Дюпюи является частным случаем закона Дарси.

Из всего изложенного выше следует, что при неравномерном плавно изменяющемся движении фильтрационного потока гидравлический уклон и средняя скорость фильтрации в пределах выбранного поперечного сечения остаются постоянными по направлению фильтрационного движения в определенной области.

Формула Дюпюи позволяет определять среднюю скорость фильтрации и расход в плоском вертикальном сечении фильтрационного потока жидкости при его плавно изменяющемся ламинарном движении.

ПРИТОК ВОДЫ К ВОДОЗАБОРНЫМ СООРУЖЕНИЯМ

Общие положения

Подземные воды, находящиеся в грунтах и горных породах на различных глубинах, являются одними из основных существующих и перспективных источников водоснабжения.

Подземные воды по сравнению с поверхностными водами (водохранилища, озера, реки) обладают лучшими потребительскими качествами. Они не так загрязнены различными веществами неорганического и органического происхождения, а также микроорганизмами. Поэтому, как правило, не требуют достаточно дорогостоящих операций по осветлению, обесцвечиванию, обеззараживанию и удалению отдельных видов солей и соединений (азотистые соединения, сульфаты, хлориды и т.д.).

В настоящее время на долю подземных вод приходится более 1/3 всего объема вод, используемых в хозяйственно-бытовом водоснабжении.

Для отбора подземных вод с целью водоснабжения применяются трубчатые колодцы (скважины), шахтные колодцы, горизонтальные трубчатые дрены, галереи, лучевые горизонтальные трубчатые скважины.

Трубчатые колодцы, нижним концом своим достигающие водоупора и вскрывающие пласт водоносного грунта, называются совершенными. Колодец, вскрывающий водоносный пласт и не доведенный до водоупора, является несовершенным. Вскрываемый трубчатым колодцем водоносный пласт может быть безнапорным или напорным.

Водозаборные сооружения применяются в различных гидрогеологических условиях. Эти условия включают: фильтрационную характеристику водоносного грунтового пласта; расстояние его до границы области питания; мощность пласта и расположение его относительно водоупора. Данные условия (параметры) водоносного пласта определяются в результате гидрогеологических изысканий.

Главной задачей при расчете водозаборных сооружений является определение притока к ним грунтовых или артезианских вод в зависимости от гидрогеологических условий.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: