Ведение

Динамика подземных вод (гидрогеодинамика) - наука о дви­жении подземных вод в геологической среде. Такое движение характеризуется ламинарным режимом, который подчиняется ли­нейному закона фильтрации.

Прикладное значение гидрогеодинамики определяется воз­можностью решать гидродинамические задачи в реальных при­родных условиях. Решение этих задач, как правило, заключается в оценке величин расходов, скоростей фильтрации, гидростатиче­ских напоров и гипсометрического положения уровня грунтовых вод в конкретных условиях. Это, в частности, необходимо для определения величин подземного стока, фильтрационных потерь водохранилищ, подпора подземных вод и т. д.

Решение гидрогеодинамических задач в реальных условиях связано с большими трудностями, которые вызваны неограничен­ностью природных фильтрационных потоков подземных вод, не­однородностью их состава и свойств вмещающих отложений, сложной конфигурацией линий токов и эквипотенциальных пло­скостей. Учет всех природных факторов, с целью достижения мак­симальной достоверности конечных результатов в этих условиях, не всегда целесообразен технически и экономически.

Поэтому большинство гидрогеодинамических задач решается путем аналитического моделирования, когда реальный природный объект подменяется моделью разумной сложности. Эти модели оформляются в виде расчетной схемы.

Формирование модели разумной сложности связано с существенным упрощением реальной природной обстановки.

Для этого все факторы применительно к изучаемому процессу делятся на главные и второстепенные. Второстепенные факторы затем выво­дятся из учета. Деление факторов на главные и второстепенные относительно и зависит от целевого назначения и требуемой до­стоверности конечных результатов, от сложности гидрогеологи­ческой обстановки и степени ее изученности и, наконец, от харак­тера изучаемых процессов.

Выделив главные факторы, проводят на их основе типизацию и схематизацию гидрогеологических условий с целью представ­ления их в виде расчетной схемы. На основе законов линейной фильтрации определяется функциональная зависимость между выделенными главными факторами в виде одного или нескольких уравнений.

Под типизацией гидрогеологической системы понимается вы­деление в ее объеме объектов с относительно однородными усло­виями фильтрации. Относительно однородными можно считать объекты гидрогеологической системы, в границах которых наблю­дается относительное постоянство плотности подземной воды, гра­диента изменения коэффициента фильтрации вдоль потока (ΔК/ΔX), градиента изменения мощности фильтрационного потока (Δm/ΔX), уклона водоупорного ложа (i), граничных условий.

Схематизация гидрогеологической среды заключается в под­мене приблизительно однородных объектов геологической среды однородными в условиях модели, с конкретными границами их распространения и со средними значениями характеризующих их гидрогеологических параметров.

Определив характер модельного потока, его параметры и расчетную схему, приступают непосредственно к решению поставленной задачи. Это решение зависит от целевого задания. Чаще всего приходится иметь дело с задачами, целевое задание которых заключается в оценке изменения режима и баланса подземных вод при естественном и искусственном изменении гидрогеологической обстановки.

Решение задач в конечном итоге сводится к расчету расхода, гидростатического напора или мощности потока, как функции координат пространства и времени.

Целью практических занятий по Гидрогеологии раздела «Динамика подземных вод» является изучение студентами основных закономерностей движения подземных вод, овладение навыками формирования расчетной схемы и расчет основных гидродинамических элементов потока подземных вод.

Задание №1