Фильтрация жылдамдығы мен гидровликалық градиенті арасындағы

Байланыс графигі.

Көптеген практикалық мәселелерді шешуде (тоған, өнеркәсіптік және аэаматтық ғимараттар, темір және автомобиль жолдары құрылысы және басқа) жер асты суының қозғалыс заңдарын білу қажет.Тау жыныстарына ауырлық күшінің арқасында еркін (бос) сулар қозғалады, солардың салдарынан бір нүктеден, екінші нүкте аралығында жер асты суларының (сурет 5.2) әртүрлілігінен қысым пайда болады.

Осы қысымның (Δh) арқасында АА₁ нүктеден (кесіндіден) ВВ₁ бағыт бойынша су ағады.

Жер асты суының жылдамдығы (V) осы қысыммен (Δh) фильтрация жолының ұзындығына (L) байланысты.

Δh/ L=і қатынасы гидравликалық қиялылық немесе гидравликалық градиент деп аталады (суретке қара).

Егер жер асты суы кезекті тау жыныстарынан шағал тас, құм тәрізділердің арасынан сүзілсе (өтсе) он қозғалыс ламинарлы болады, яғни тура сызық бойынша қозғалатын заңға бағынады (Дарси заңы):

Q=kAi

Мұнда: Q – ағын судың мөлшері

A – ағын су өтетін кесіндінің ауданы

i – ылдилық (қиялылық)

k – фильтрация коэффициенті

Жарығы немесе кеуектігі үлкен тау жыныстарында қозғалыс құбылыстағы немесе каналдағы қозғалысқа ұқсас ағады. Мұндай қозғалысты алай-дүлей (құйын) қозғалыс деп атайды.

Мұндай қозғалыста жер асты суының жылдамдығы төмендегі формуламен анықталады:

V=c/Ri

Мұнда: с – қабырға немесе басқалардың одыр-бұдырына байланысты коэффициент.

R – гидравликалық радиус.

І – қиялық (ылдилық).

Көбінше әртүрлі ғимараттар құрылысында жер асты суының деңгейі жоғарыда болса, онда ондай сулардың деңгейін төмендетуге тура келеді. Мұндай жағдайларда судың деңгейін терең орналасқан дрендер, скважиналар, құдықтар жер асты суының деңгейінің төмендеу жылдамдығы, осы құдықтардан дрендерден суды қаншалықты тез сорып сорып алуына байланысты болады.

Су өткізбейтін қабаттан жоғары орналасқан төртбұрышты жыра арқылы қозғалатын жер асты суын қарастырамыз (сурет 5.3).

Мұнда: Н – жер асты суының су өткізбейтін қабатқа дейінгі қалыңдық.

h – төртбұрышты жырадағы судың биіктігі.

Судың қозғалысы жоғары орналасқан жер асты суынан төмен орналасқан жырадағы суға қарай болады, яғни жыраға су келеді (құйылады).

Жыраның екі жағындағы су жинағыш қабатта жер асты суының деңгейінің төмендеуінен біраз уақыттан кейін қисық ойпат тәрізді шұңқыр пайда болады. Бұл қисыұ депрессиялық қисық деп аталады.

Жыраға екі жағынан келіп түсетін (құйылатын) L арқалықтағы су төмендегіге тең болады.

Q=KL*H²-h²/R

 

Мұнда: – грунттың фильтрация коэффициенті:ірі құмдарда 10м/сек, орташа құмда 5-10м/сек, майда құмда 1-5м/сек, құмдақта 0,1- 1м/сек, саздақ пен сазда 0,1м/сек.

- жыраға әсер ететін радиус немесе су деңгейінің төмендейтін (депрессиялық) радиусы.

Жыраға келетін суды есептеуге керекті мәліметтер К, және Н гидрогеологиялық зерттеулерден алынады.

Егер осы өлшеулерден жыраға келетін судың мөлшері анық болса, онда радиус (жыраға дейінгі қашықтық суретке қара) төмендегі формуладан анықталады.

R=KL*H²-h²/Q

Жер асты суы деңгейінің төмендеу радиусы (депрессия) құмдақ үшін 50м шамасында, майда құмдар үшін 100-200м, орташа құмдар үшін 200-400м, ірі құмдар үшін 400-600м, шағал тастарда 500-1000м.