- •Вопрос №1.Предмет гидрогеологии и его связь с другими геологическими дисциплинами.
- •Вопрос №5.Верховодка
- •Вопрос №6. Геологический круговорот воды в земной коре.
- •Вопрос №7. Виды воды в горной породах
- •Вопрос №8.Климатический круговорот воды в природе(Wikipedia)
- •Из лекции.
- •Вопрос №9. Понятие о водоносных горизонтах, комплексах и артезианских бассейнах.
- •Вопрос №10.Артезианские воды
- •Вопрос №11.Происхождение подземных вод
- •Вопрос №12.Питьевые воды. Требования к их качеству
- •Вопрос №16 Классификация подземных вод по величине общей минерализации
- •Вопрос №17 Режим подземных вод. Типы и факторы формирования режима.
- •Вопрос №18 Основные элементы водоносного горизонта.
- •Вопроси №19 Закон Дарси и пределы его применения.
- •Вопрос №20 Жесткость воды. Классификация по величине общей жесткости.
- •Вопрос № 21 Нелинейный закон фильтрации.
- •Вопрос №22 Границы фильтрационного потока. Плоский и радиальный поток.
- •Вопрос №24 Грунтовые воды, условия их образования их образования и залегания.
- •Вопрос №25 Микрокомпонентный состав подземных вод. Что он определяет?
- •Вопрос №26 Органическое вещество и микроорганизмы в подземных водах.
- •Вопрос №27 Газовый состав подземных вод
- •Вопрос №28 Термальные воды. Гейзеры. Фумаролы.
- •Вопрос №29 Подземные воды мерзлой зоны литосферы.
- •Вопрос №30 Химический состав подземных вод
- •Вопрос № 31 Основные элементы фильтрационного потока.
- •Вопрос № 32 Формула Курлова.
- •Вопрос №39. Генетические типы подземных вод
- •3 Генетических цикла образования воды:
- •Вопрос №40. Отличия геологического круговорота воды от климатического.
- •Вопрос №41. Трещинные и карстовые воды
- •Вопрос №44. Гидрогеологические структуры.
- •Вопрос №45.Минеральные воды.
- •Вопрос №46. Промышленные воды.
Вопрос № 31 Основные элементы фильтрационного потока.
Фильтрация – движение одно- или многофазных капельножидких подземных флюидов через горные породы, обусловленное наличием перепада напоров. Водоносные горизонт, через который идет фильтрация воды, называется сответствено фильтрационным потоком. Наряду с основными элементами водоносного горизонта, фильтрационный поток характеризуется рядом гидродинамических элементов.
Основными гидродинамическими элементами фильтрационного потока являются: пьезометрический напор, напорный градиент, линии тока и линии равных напопров. При этом для простоты расчетов под фильтрационным потоком понимается не реальный поток жидкости, движущийся только через поровое пространство, а фиктивный поток, занимающий весь водоносный горизонт, включая поровое пространство и скелет породы.
Пьезометрический напор. Понятие о напоре воды введено в науку русским ученым Д. Бернулли. По его определению, величина напора выражается следующим уравнением:
где Р – гидростатическое давление в исследуемой точке потока; t – объемная масса воды; Z – высота исследуемой точки потока над выбранной плоскость сравнения напоров; v2/2g – скоростной напор, который в потоке подземных вод весьма мал и обычно приравнивается к нулю. В этом случае:
Первая часть уравнения известна под названием пьезометрического напора, а отношение , как пьезометрическая высота. Последняя представляет собой высоту, на которую должна подниматься вода над выбранной точкой потока под влиянием гидростатического давления Р в этой же точке. В случае безнапорного оттока пьезометрическая высота равно глубине погружения данной точки от зеркала грунтовых вод, а в случае напорных вод – глубине погружения точки от пьезометрической поверхности этих вод. Из изложенного видно, что пьезометрический напор слагается из двух величин: пьезометрической высоты h и высоты данной точки поток над выбранной плоскостью сравнения напоров Z.
Для подземных вод с горизонтальным залеганием водоупорного основания за плоскость сравнения берется обычно подошва водоносного слоя, тогда пьезометрический напор H равняется мощности потока h. Для подземных вод с наклонным залеганием водоупорного основания за плоскость сравнения берут любую горизонтальную плоскость, проходящую ниже водоупорного основания, и по отношению к ней рассчитывается напор.
Напорный градиент. При движении воды через поры горных пород часть напора теряется на трение, что создает уклон поверхности подземных вод в сторону их движения. Если сделать вертикальный разрез по направлению движения подземных вод, то получим кривую движения напора: у вод со свободной поверхностью она называется кривой депрессии, а у напорных вод – пьезометрической кривой.
Линии тока и линии равных напоров. Линия тока представляет собой линию, которая касательна в каждой своей точке к вектору скорости частицы жидкости, находящейся в этой точке. При установившемся движении в каждой из точек фильтрационного потока скорости остаются во времени постоянными по величине и направлению. Следовательно, постоянными остаются и линии тока. Говоря другими словами, при установившемся движении линии тока совпадают с траекториями частиц жидкости.
Следовательно, в зависимости от поведения линии тока надо различать установившееся и неустановившееся движение. При установившемся движении параметры потока – мощность, напорный градиент и расход – не изменяются во времени, в то время как при неустановившемся эти параметры беспрерывно изменяются.
Линии, перпендикулярные к линиям токов, представляют собой линии равных напоров, или эквипотенциали. Проекция этих последних на горизонтальную плоскость представляют собой гидроизогипсы (для безнапорных вод) или гидроизопьезы (для напорных вод).