Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Этот расчет имеет два аспекта: 1) получение величины аккумуляции грунтовой воды или величины ее убыли за промежуток времени At в расчетном элементе потока протяженностью Ах = (Zx + h) 2 и 2) оценка усредненной по площади водосбора величины тех же изменений запасов воды, которые учитываются при рассмотрении общего
водного баланса больших терри- - 1 м Z N 3
торий.
Для элементов грунтового потока в методе конечных разностей принимается в расчет изменение за время At уровня грунтовых вод АЯ по средней скважине п (2) (см. рис. 24). Водоотдача пород р, для однородных условий принимается общей для всего створа скважин.
Однако на практике часто встречаются случаи больших расстояний между расчетными скважинами и имеется неоднородное строение почвогрунтов в пределах колебания уровня грунтовых вод и подпертой капиллярной каймы.
В таких случаях (рис. 39) в пределах расчетного элемента потока целесообразно оборудовать несколько дополнительных наблюдательных скважин, что позволит уточнить величину среднего изменения уровня. Например, при двух дополнительных скважинах в средних сечениях М и N средневзвешенное изменение уровня грунтовых вод будет равно
Рис. 39. Расположение наблюдательных скважин для оценки величины изменения запасов грунтовых вод.
1 — почва; 2 — водоносная порода; з — водоупорное ложе; 4 — начальный уровень грунтовых вод « =» 0); 5 — уровень грунтовых вод в момент времени t > 0; 6 — наблюдательные скважины
А Я,
0.5
ср ¦
Zi+ z2
[(АНм~\~ 1\-\- (ДЯ2-|- ДHN) Z2],
(IV.119)
где ДЯм, АН^— изменение уровня грунтовых вод за время соответственно в сечениях М и N; ДЯ2 — изменение уровня грунтовых вод в сечении 2 за то же время At; ll7 Z2 — расстояния между скв. 1—2 и 2—3.
Если вдоль створа скважин изменяется водоотдача пород или недостаток их насыщения jx, то этот параметр учитывается в каждом сечении потока.
Для той же схемы и значениях указанного параметра соответственно в каждой скважине \iM, ц,2, (или для сечений М, 2 и N) изменение запасов грунтовых вод в элементе потока составит
(^д. ДЯ)ср = — КМ'М АНм -(- М"2 1\-\~ (^2 АН2 + [Xjv АН^) Z2]> (IV. 120)
tl I
где обозначения прежние.
При оценке усредненной по площади водосбора величины изменения запаса грунтовых вод используют данные наблюдений за режимом грунтовых вод по всей наблюдательной сети.
Так, например, располагая картой глубин до грунтовой воды данного водосбора в начале наблюдений и составляя аналогичную карту на конец наблюдений, на которых интервалы глубин сохраняются без изменений, и определяя приращения площадей Aco1_2, Дсо2_3, ..., и т. д. с различными градациями глубин z (0, 1, 2, 3, ..., м), получим
±(zl~rz.1) А<ог-2±(г2 + г3) Ат2-я ± • • • ? ^1)
АНср
2Q
где АНср — средневз вешенное изменение уровня грунтовой воды в районе z2, ..., и т. д. — градации глубин до воды, выделенные на карте; Q =
71
= 2 A^i-O'+l)
'1’
сумма
приращении
Рис. 40. Схема для вычисления среднего изменения запаса грунтовых вод в балансовом районе.
1—граница балансового района; 2 — границы типовых участков; з — гидроизогипсы в начальный момент; 4 — то же, в конечный момент периода наблюдений
площадей с различными градациями глубин до воды; п — число выделенных градаций глубины.
Положительный знак перед скобкой отвечает увеличению площади с соответствующей градацией глубины, отрицательный — уменьшению этих площадей.
При наличии карт гидроизогипс среднее изменение уровня грунтовой воды вдоль створа, нормального гидроизогипсам, по М. М. Крылову, равно
A hr
(IV. 122)
где ai — расстояние между одноименными гидроизогипсами, соответствующими началу и концу периода наблюдений; IL — средний уклон грунтового потока между одноименными гидроизогипсами, отвечающими начальному и конечному моментам времени (этот уклон равен полусумме уклонов в начале и конце периода наблюдений); п — число принятых в расчет интервалов расчетного-створа.
Зная аналогичные средние изменения уровня грунтовой воды по остальным створам Ahcp, Ah"CV), ..., и т. д., вычисляют средневзвешенное изменение уровня по площади района (рис. 40). Для этого не обязательно придерживаться направлений существующих створов скважин. Расчетные створы можно выбирать в любом месте, сообразуясь с особенностями зеркала грунтового потока. Каждый такой створ должен быть нормальным к гидроизогипсам и характеризовать более или менее однотипную форму зеркала воды.
Относя среднюю величину Ahcp, ( по каждому створу к тяготеющей ему площади сог (с одинаковой формой зеркала воды), можно вычислить окончательное значение средневзвешенного на водосборе изменения уровня грунтовых вод за данный интервал времени по формуле
П
2 ®г’ ДЬср, г
