Динамика подземных вод. Законы движения фильтрационных потоков и основные параметры, характеризующие динамику подземных вод

Динамика подземных вод является разделом гидрогеологии и изучает теоретические основы и закономерности движения подземных вод под влиянием естественных и искусственных факторов.
Основными естественными факторами являются: метеорологические (количество осадков, температура среды), гидрогеологические (сезонные колебания уровней и др.), биологические (транспирация), геологические (сейсмические, обвально-оползневые и пр.) К искусственным факторам относятся строительство водохранилищ, водоснабжение, водопонижение при разработке месторождений полезных ископаемых, орошение и др.
Передвижение воды в горных породах зависит от водных свойств горных пород и степени насыщенности их негравитационной и гравитационной водой. Различают два режима движения подземных вод: негравитационное движение – это движение парообразной влаги (от слоя с большей температурой к слою с меньшей температурой), движение физически связанной воды (от частиц более влажных к менее влажным), движение воды в капиллярах (под действием поверхностных сил, как сверху вниз, так и снизу вверх. Следовательно, основными факторами негравитационного движения являются размеры частиц, величина диаметров пор, температура воды, концентрирование воды, концентрация порового раствора и пр. Этот вид движения носит также название миграции.
Закон Дарси - закон фильтрации жидкости в пористой среде, выражающий линейную зависимость скорости фильтрации от напорного градиента V = KI где V – скорость фильтрации, К – коэффициент фильтрации, I – напорный градиент. Под скоростью фильтрации понимают расход жидкости, т.е. объем жидкости, протекающей в единицу времени через единицу площади, в пористой среде. Действительная скорость подземных вод - скорость движения подземных вод в порах или трещинах горных пород. Определяется при помощи индикаторов, вводимых в водоносный пласт или делением расхода подземного потока на действительную площадь фильтрующего течения.

Приток подземных вод к водозаборным сооружениям. Понятие «водозаборное сооружение». Расчет дебета плоского и радиального потоков.

Водозабор, гидротехническое сооружение, осуществляющее забор воды из источника питания (реки, озера, водохранилища и др.) для целей гидроэнергетики, водоснабжения, ирригации и др. должны обеспечивать пропуск воды в водовод (канал, трубопровод, туннель и т.п.) в заданном количестве, надлежащего качества и в соответствии с графиком водопотребления. Среди водозаборных сооружений мы будем рассматривать такие горные выработки, как дрены (канавы) и скважины. В гидрогеологии горные выработки разделяют на совершенные и несовершенные. Гидродинамически совершенной называется горная выработка, вскрывающая водоносный горизонт от кровли до подошвы.
Приток воды к ней происходит по всей поверхности соприкосновения стенок выработки с водоносным горизонтом. Если же выработка не доходит до водоупора, она называется несовершенной по степени вскрытия водоносного горизонта. Зачастую выработки закрепляются от обрушения, цементируются скважины оборудуются обсадными трубами, фильтрами и т. п. Естественно, что приток воды в такие выработки затруднен и их называют несовершенными по характеру вскрытия водоносного горизонта.Основные уравнения притока воды к водозаборам (скважинам и дренам) будем выводить при условии совершенства выработок.