Динамика подземных вод как фундамент специального гидрогеологического образования. Гидрогеологические задачи, решаемые с использованием методов динамики подземных вод. Необходимость схематизации гидрогеологической обстановки. Гидрогеомеханический подход к динамике подземных вод. Необходимость использования дифференциальных уравнений. Параметрическое описание гидрогеодинамических условий. Основные свойства воды как жидкости. Закон Паскаля. Закон Гука. Закон Ньютона для сил вязкого трения в жидкости. Гидростатический и гидродинамический напоры. Уравнение Бернулли. Ламинарный и турбулентный режимы движения воды, число Рейнольдса. Напряжения в водонасыщенных горных породах, основной закон гидростатики.
Тема 1.2 Емкостные свойства горных пород
Понятия пористости, коэффициента пористости, численные значения пористости для основных типов пород, эффективная пористость. Виды воды в горных породах. Водонасыщенные горные породы как сплошная среда.
Водообильность водоносных горизонтов. Гравитационная емкость.Коэффициенты гравитационной водоотдачи и недостатка насыщения, их численные значения Упругая водоотдача. Коэффициент упругоемкости горных пород и коэффициент упругой водоотдачи пласта как гидрогеологические параметры, их размерности и численные значения. Барометрическая эффективность как параметр.
Тема 1.3 Основной закон фильтрации
Закон Дарси. Понятия фильтрации, скорости фильтрации, действительной скорости движения воды в порах, уравнение связи между скоростями. Формулы для скорости фильтрации в однородных и анизотропных средах. Коэффициенты фильтрации и проницаемости как параметры, их размерности и численные значения. Связь между коэффициентами фильтрации и проницаемости. Ограничения на закон Дарси. Начальный градиент фильтрации. Напряженное состояние горных пород в фильтрационном потоке (гидродинамическое давление).
Тема 1.4 Потоки подземных вод
Понятие потока подземных вод. Вклад Г. Н. Каменского в общую теорию потоков подземных вод. Представления об областях питания и разгрузки, о направлениях движения подземных вод. Региональные и локальные потоки подземных вод. Водораздельные потоки. Места формирования водораздельных потоков, области питания и разгрузки. Роль А. Н. Мятиева в схематизации структуры водораздельных потоков. Потоки в речных долинах. Условия формирования потоков в долинах равнинных рек и в речных долинах межгорных и предгорных впадин. Потоки предгорного типа. Мегапотоки: места формирования, области питания, транзита, разгрузки. Мезопотоки: места и условия формирования мезопотоков. Линзы пресных вод на морских островах, подтакырные, приканальные, приречные. Питание и разгрузка линз пресных вод.
Тема 1.5 Основные дифференциальные уравнения геофильтрации
Дифференциальные представления исходных физических закономерностей: уравнение движения, уравнения состояния, уравнения неразрывности. Схемы к выводу уравнений неразрывности для напорного пласта: а) общий случай; б) случай плановой фильтрации. Расчетная модель жесткого режима фильтрации. Уравнение Лапласа для трехмерного, двухмерного и одномерного случаев. Физическое состояние водонапорной системы описываемой уравнением Лапласа. Область применения уравнения Лапласа в гидрогеологии. Расчетная модель упругого режима фильтрации. Параметры пласта, учитываемые при упругом режиме фильтрации. Вывод уравнения Фурье. Физическая интерпретация уравнения упругого режима фильтрации. Коэффициент пьезопроводности, его численные значения и размерность. Связь между коэффициентами пьезопроводность, упругоемкости и упругой водоотдачи пласта.
