Движение подземных вод

Оглавление

1. Особенности движения рассолов

2. Верхний предел применимости Дарси

3. Нижний предел применимости закона Дарси

4. Фильтрация воды в глинистых породах

5. Структура фильтрационного потока

6. Понятие об установившейся и неустановившейся фильтрации подземных вод.

7. Определение направленности и скорости движения подземных вод.

8. Геофизические методы определения направления движенияподземных вод

9. Индикаторные методы определения направления и скорости движения подземных вод

10. Радиоиндикаторные методы

11. Определение скоростей фильтрации по одиночным скважинам

12. Метод радиоактивных изотопов

13. Термометрический метод

Ростовский Государственный Университет

Факультет Геологии

Курсовая работа

на тему:

«Движение подземных вод»

Выполнил: студент 3 к. 4 гр.

Скребец П.С.

Руководитель:

Ростов-на-Дону

2005г.

Особенности движения рассолов.

В пределах одного и того же водоносного комплекса минерали­зация, соответственно, плотность и вязкость могут существенно ме­няться как в вертикальном направлении, так и по простиранию пласта. При этом скорость движения потока может быть выражена из

(1)

Анализируя записанную формулу устанавливаем, что при неиз­менном градиенте напора скорость фильтрации может быть различной в результате изменения плотности и вязкости. При увеличении мине­рализации рост вязкости происходит быстрее, чем плотности. Как указывает А. И. Силин-Бекчурин, в интервале температур 5-20°С ско­рость фильтрации пресных вод в 1,5-2 раза выше, чем рассолов. С увеличением температуры эти различия нивелируются.

Неоднородность плотности вод необходимо учитывать при опре­делении напора или давления. Для пресных вод, обладающих плотно­стью равной I, гидродинамическую картину можно оценивать, ограни­чиваясь лишь данными статистических уровней в скважинах. Однако, для минерализованных вод, отличающихся к тому же различной плот­ностью в разных точках пласта по результатам замеров статических уровней установить гидравлический уклон, построить карты гидроизопьез невозможно, т.к. величины уровней зависят от плотностей.

В этом случае выбирается плоскость сравнения и аналогично определению приведенного напора рис.2 расчет приведенного давле­ния можно вести по формуле:

рис.1

Вместе с тем в практике исследований известны примеры, фик­сирующие отклонения от закона Дэрси. Нарушение прямой пропорцио­нальности между скоростью фильтрации и напорным градиентом отме­чено прежде всего при больших скоростях движения подземных вод (верхний предел применимости).

Верхний предел применимости Дарси. Этот предел применимости линейного закона фильтрации связан с так называемой критической скоростью фильтрации, при достижении которой не соблюдается прямой пропорциональности между скоростью фильтрации и напорным градиен­том. Количественный признак определения верхнего предела примени­мости линейного закона фильтрации был предложен Н.Н.Павловским (1922г.), а затем ВЛ1.Щелкэчевым.

По В.Н.Щелкачеву, критическое число Рейнольдса R_Lкр , уста­навливающее границу между ламинарным и турбулентным движениями подземных вод, определяется по формуле:

(2)

а отвечающая этому числу критическая скорость фильтрации соответственно из выражения:

(3)

В формулах (2), (3): n- пористость; ν -кинематический коэффициент вязкости, где μ- динамический коэффициент вязкости ,ρ-плотность воды, г/см³); -коэффициент

проницаемости горных пород.

Рассчитанные по формуле (2) критические значения числа Рейнольдса оказались в пределах 4-12. Такой большой диапазон изме­нения критического значения числа Рейнольдса объясняется тем, что отклонение от линейного закона фильтрации происходит постепенно и в разных условиях неодинаково в зависимости от структуры порового пространства и от свойств фильтрующейся жидкости.

Отклонения от линейного закона Фильтрации объясняются тем, что с увеличением скорости движения воды в пористой среде возра­стает роль сил инерции. При движении воды по поровым каналам с большой скоростью величины и направления скоростей жидких частиц значительно изменяются вследствие извилистости каналов и непостоян­ства их поперечных размеров. Большое изменение скоростей фильтра­ции обусловлено существованием значительных сил инерции, что при­водит к нарушению закона Дзрси.

Нарушение линейного закона фильтрации может происходить, например, при интенсивных откачках подземных вод» На большей площади депрессионной воронки, созданной откачками, вследствие малых уклонов должен сохраняться ламинарный режим .движения: в зоне же, которая непосредственно примыкает к водозаборному сооружению, могут иметь место отклонения от ламинарного движе­ния, обусловленные резким возрастанием скоростей в суженной прифильтровой части депрессионной воронки.

В услов