В. А. Мироненко динамика ползших поп московский

Пласта (потока) ЯВЛЯ- (Ь“0,01 м/сут.); 3 - глины (к—10 м/сут.);
4 - штрек; 5 - депрессионная кривая

Рис. 2.2. Схема сло­истой водоносной толщи, вскрытой скважинами различ­ной глубины
-7 / / / / / 7 Г~Г Г-Г 7~7~Г7 / / / Г/ / / /
ется контакт с относительным водоупором, на котором гидростатическое давление больше атмосферного (пьезо­метрическая поверхность расположена выше этого кон­такта) ; во втором случае верхней границей горизонта слу­жит депрессионная (свободная) поверхность, на которой гидростатическое давление равно атмосферному (р = 0).
ПРИМЕР. На рис. 2.2 водоносные пески перекрываются слабо­проницаемыми суглинками. При проходке скв. 1 по суглинкам она была практически сухой, а после вскрытия песков уровень в ней быстро установился на отметке 0 (главным образом, за счет воды из песков). Следовательно, с точки зрения данного выше определения, песчаный слой является напорным водоносным горизонтом, водо­упорную кровлю которого образуют суглинки. Обратимся, однако, к пройденной рядом скв. 2. По окончании бурения она была практиче­ски сухой, но постепенно в ней появилась вода (за счет фильтрации из суглинка), которая через несколько суток установилась на той же отметке 0. Итак, если судить по скв. 2, суглинки и пески образуют единый безнапорный пласт двухслойного строения.
Из примера видно, что данный выше критерий разгра­ничения напорных и безнапорных пластов (потоков) ока­зывается на поверку уязвимым, — если речь идет о про­цессах, протекающих во времени. Дополнительным кри­терием типизации в этом смысле является характер емко­стных свойств водоносного пласта; если основные запасы воды, откачиваемые при рассмотрении той или иной кон­кретной инженерной задачи, определяются гравитацион­ной емкостью (т.е. велико относительное значение воды, освобождаемой из пор в зоне понижения поверхности уровня), то мы будем говорить о безнапорной водоносной системе; если же превалирующую роль играет упругая емкость, то водоносная система будет определяться как напорная.
По характеру рассредоточенного площадного пита­ния водоносные пласты (фильтрационные потоки) под­разделяются на:
1 изолированные (не получающие дополнительно­го площадного питания);
питающиеся за счет площадной инфильтрации;
характеризующиеся площадным перетеканием через относительные водоупоры (через разделяющие полупроницаемые пласты).
Сказанное позволяет в первом приближении наметить типовые — с точки зрения напорного режима потока и его площадного питания — гидродинамические модели (рас­четные схемы), к которым может быть сведена реальная гидрогеологическая обстановка:
|~Т~1 изолированный напорный пласт, т.е. пласт, под­стилаемый и перекрываемый абсолютными водоупорами, причем гравитационная емкость в нем вообще не прояв­ляется;
безнапорный пласт, т.е. грунтовый водоносный
горизонт, подстилаемый водоупором и ограниченный сверху свободной (депрессионной) поверхностью, в ко­тором проявляется преимущественно гравитационная ем­кость и имеет место дополнительное площадное питание за счет инфильтрации;
~з] водоносный пласт, гидравлически связанный с соседним водоносным пластом за счет перетекания через относительный водоупор (модель пласта с перетеканием).
Каждая из этих моделей может подразделяться далее по характеру изменчивости фильтрационных свойств (фильтрационного строения) пласта в плане и в разрезе на изотропные и анизотропные, однородные и неоднород­ные; при этом среди профильно-неоднородных пластов особо выделяются пласты упорядоченного (слоистого) строения.
Мы привели здесь пока самую простую типизацию гидродинамических моделей, с очевидностью вытекаю­щую из изложенных общих представлений; последующая детализация типовых моделей будет нами разворачивать­ся на фоне тех или иных допущений, связанных с выводом основных дифференциальных уравнений.
В пределах каждой из упомянутых гидродинамиче­ских моделей важное значение имеет их дальнейшее под­разделение по структуре фильтрационных потоков, ко­торая определяется конфигурацией и взаимным располо­жением траекторий движения частиц жидкости — линий тока¹. По пространственной структуре будем подразде­лять потоки на одно-, двух - и трехмерные. В первом случае линии тока являются прямыми линиями, во втором — плоскими кривыми, в третьем — пространственными кривыми.
На рис. 2.3,а (напорное движение между двумя парал­лельными реками) все линии тока прямолинейны и парал­лельны друг другу. В таком плоскопараллельном потоке его характеристики для всех точек фиксированного попе­речного сечения остаются одинаковыми, т.е. для полного описания движения достаточно одной пространственной координаты: Н - f(x, t). На рис. 2.3,6 (движение к сква­жине в напорном пласте) все линии тока направлены по радиусам, сходящимся к одному центру. В таком плоско­радиальном потоке его характеристики меняются лишь по мере удаления г от оси симметрии, и для описания движения также достаточно одной пространственной ко­ординаты: Н-/(г, 0.
На рис. 2.4,а мы имеем дело сдвижением, двухмерным в плане и одномерным в разрезе — плановая двухмерная фильтрация: Я = f(x, у, t); на рис. 2.4,6 — обратная картина, относящаяся к профильной двухмерной филь­трации: H-f(х, z, t).