›
›

Bài giảng Cơ sở thủy địa cơ học - Chương 4: Vận động ổn định của nước dưới đất trong các lớp không đồng nhất

Download
BASIC ON  
GEOHYDRO-MECHANIC  
CHƯƠNG IV.  
VẬN ĐỘNG ỔN ĐỊNH CỦA NDĐ TRONG CÁC LỚP  
KHÔNG ĐỒNG NHẤT  
CHAPTER IV.  
STEADY MOVERMENT OF GROUNWATER IN  
HETEROGENEOUSE AQUIFER  
◼ Nếu tầng chứa nước có cùng thành phần thạch học và hệ  
số thấm thì gọi là tầng chứa nước đồng nhất. Tầng chứa  
nước đồng nhất có thể đẳng hướng hoặc dị hướng.  
◼ If the aquifer has the same lithological composition and  
permeability coefficient is called heterogeneous aquifers.  
Aquifer homogeneous isotropic or anisotropic.  
◼ Không nên nhầm khái niệm dị hướng với khái niệm không  
đồng nhất. Tính dị hướng do đặc điểm kiến trúc và cấu tạo  
của đất đá gây ra, còn tính không đồng nhất do sự khác  
nhau về thành phần thạch học của đất đá gây ra. Trong tự  
nhiên thường gặp các tầng chứa nước không đồng nhất.  
◼ Not to be confused with the anisotropic concept with a  
heterogeneouse concept. Anisotropy due to the texture and  
structure of the rock caused, and heterogeneous due to  
differences in lithological composition of rocks caused. In  
nature often have heterogeneouse aquifers.  
◼ Các tầng chứa nước có thể không đồng nhất trong mặt cắt  
và cả trên bình diện. Kamenxki G.N. và Guxeinzade M.A…  
đã có nhiều đóng góp vào việc nghiên cứu lý thuyết vận  
động của nước dưới đất trong các tầng chứa nước không  
đồng nhất. Guxeinzade đã dùng lý thuyết hàm số biến số  
phức để nghiên cứu sự vận động của chất lỏng trong các  
tầng chứa nước có hệ số thấm thay đổi trên mặt bằng.  
◼ The aquifer maybe can not homogeneous in cross section  
and on the plane. Kamenxki G.N. and Guxeinzade M.A ...  
have much to contribute to the theoretical about movement  
of groundwater in the heterogeneouse aquifer. Guxeinzade  
used theory of a complex function to study the movement  
of fluid in the aquifer, its permeability coefficient changes  
on the plane.  
◼ Nghiên cứu vận động của nước trong các tầng chứa nước  
không đồng nhất trong mặt cắt, Kamenxki G.N chia thành  
ba dạng chủ yếu sau.  
◼ The study of water movement in the heterogeneous  
aquifers in sections, divided into three types by Kamenxki  
G.N:  
1. Tầng chứa nước gồm nhiều lớp, các lớp có hệ số thấm  
khác nhau sắp xếp theo một thứ tự nhất định;  
Aquifer consists of multiple layers, the layers with different  
permeability coefficients arranged in a certain order;  
2. Tầng chứa nước gồm hai lớp, thường gặp nhất khi lớp  
trên có hệ số thấm nhỏ hơn so với lớp dưới;  
Aquifer consists of two layers, the most common upper  
layer with permeability coefficient smaller than the lower  
layer;  
3. Tầng chứa nước có hệ số thấm thay đổi từ từ  
hoặc thay đổi đột ngột theo hướng vận động.  
A permeability coefficient of aquifer changes  
slowly or suddenly changes following the direction  
of motion.  
◼ Sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu một số trường  
hợp thường gặp.  
◼ Here we will study some common cases.  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
1) Khi nước thấm song song với mặt lớp:  
When infiltration parallel to the layers:  
◼ Ví dụ vận động của nước song song với mặt  
lớp trong tầng chứa nước có cấu tạo nhiều  
lớp (hì nh IV.1a).  
◼ Examples of water movement parallel to the  
Hình IV.1. Vận động của  
nước trong tầng chứa  
surface of multi-layer structure (Figure IV.1a)  
nước không đồng nhất.  
◼ Trong trường hợp này, trị số gradien á p lực ở  
a- vận động song song  
tiết diện bất kỳ là khô ng đổi và lưu lượng đơn  
với mặt lớp;  
vị của dò ng chảy ở mỗi một lớp có thể biểu  
diễn theo định luật Đacxi như sau  
◼ In this case, values of hydrolic gradient in any  
section is constant and unit volume of flow in  
each layer can be expressed as follows  
according to law Dacxi  
Figure IV.1. Water  
movement in  
heterogeneous aquifers.  
a- motion parallel to the  
bottom of the aquifer;  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
1) Khi nước thấm song song với mặt lớp:  
When infiltration parallel to the layers:  
◼
◼
◼
Lớp thứ 1  
lớp thứ 2  
lớp thứ n  
q1 = k1h1I  
q2 = k2h2I  
qn = knhnI  
Hình IV.1. Vận động của  
nước trong tầng chứa  
nước không đồng nhất.  
a- vận động song song  
với mặt lớp;  
◼ ở đây, k1, k2…; h1, h2…, là hệ số thấm và  
chiều dày của cá c lớp 1,2…  
◼
◼
◼
1st layer  
2nd layer  
nth layer  
q1 = k1h1I  
q2 = k2h2I  
qn = knhnI  
Figure IV.1. Water  
movement in  
heterogeneous aquifers.  
a- motion parallel to the  
bottom of the aquifer;  
◼ Here, k1, k2 ...; h1, h2, ..., is the coefficient of  
permeability and thickness of the layers 1,2 ...  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
1) Khi nước thấm song song với mặt lớp  
When infiltration parallel to the layers:  
◼ Cộng vế với vế các biểu thức trên chúng  
ta nhận được lưu lượng đơn vị của dòng  
nước ngầm trong tầng chứa nước  
Hình IV.1. Vận động của  
nước trong tầng chứa  
nước không đồng nhất.  
◼ To add side to side of the above  
expression we get unit volume of  
a- vận động song song  
groundwater flow in the aquifer  
với mặt lớp;  
n
◼
(IV-1)  
k1h1 + k2h2 +... I  
q = q =  
(
)
Figure IV.1. Water  
movement in  
i
i=1  
heterogeneous aquifers.  
a- motion parallel to the  
bottom of the aquifer;  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
1) Khi nước thấm song song với mặt lớp  
When infiltration parallel to the layers:  
◼ Cách khác, thay tầng chứa nước không  
đồng nhất bằng tầng chứa nước tương  
đương đồng nhất có hệ số thấm ktb, lưu  
Hình IV.1. Vận động của  
lượng đơn vị của tầng chứa nước tương  
nước trong tầng chứa  
đương là:  
nước không đồng nhất.  
a- vận động song song  
◼ Alternatively, rather heterogeneous  
với mặt lớp;  
aquifer by aquifer equivalent uniform  
Figure IV.1. Water  
permeability coefficient KTB, flow of  
movement in  
aquifer unit equivalent is:  
heterogeneous aquifers.  
a- motion parallel to the  
bottom of the aquifer;  
(IV-2)  
q = ktbhI  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
1)When infiltration parallel to the layers:  
◼ ở đây, h - chiều dày của tầng chứa nước  
tương đương, bằng tổng chiều dày từng  
lớp riêng của tầng chứa nước không đồng  
nhất.  
◼ Here, h - the thickness of the aquifer  
equivalent, equal to the total thickness of  
each layer separately heterogeneous  
aquifers.  
Hình IV.1. Vận động của  
nước trong tầng chứa  
nước không đồng nhất.  
a- vận động song song  
với mặt lớp;  
Figure IV.1. Water  
movement in  
heterogeneous aquifers.  
a- motion parallel to the  
bottom of the aquifer;  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
1)When infiltration parallel to the layers:  
◼ Từ (IV-1) và (IV-2) chúng ta nhận được  
công thức để tính hệ số thấm trung bình  
của tầng chứa nước khi nước vận động  
song song với mặt lớp  
◼ From (IV-1) and (IV-2), we get the formula Hình IV.1. Vận động của  
nước trong tầng chứa  
nước không đồng nhất.  
for calculating the average permeability  
coefficient of aquifers when water  
a- vận động song song  
movement parallel to the layers  
với mặt lớp;  
Figure IV.1. Water  
k1h1 + k2h2 +...  
movement in  
◼
(IV-3)  
ktb =  
heterogeneous aquifers.  
a- motion parallel to the  
bottom of the aquifer;  
h + h2 +...  
1
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
1)When infiltration parallel to the layers:  
Palubarinô va – Kotsina P.Ya (1952) gọi ktb  
là hệ số thấm tương đương hoặc hệ số  
thấm dẫn dùng: Nó là giá trị trung bình cân  
bằng của tầng chứa nước gồm nhiều lớp, có  
tính đến chiều dày của mỗi lớp, vì vậy, ktb  
Hình IV.1. Vận động của  
còn gọi là hệ số thấm trung bình cân bằng  
nước trong tầng chứa  
nước không đồng nhất.  
Palubarinova - Kotsina P.Ya (1952) called  
a- vận động song song  
ktb is equivalent permeability coefficient or  
với mặt lớp;  
permeability coefficient user guide: It is the  
Figure IV.1. Water  
average balance of multi-layer aquifers,  
movement in  
taking into account the thickness of each  
layer, as therefore, ktb also called the  
average balance permeability coefficient  
heterogeneous aquifers.  
a- motion parallel to the  
bottom of the aquifer;  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
2) Khi nước vận động vuông góc với mặt lớp:  
When infiltration perpendicular to the layers:  
◼ Khi nước dưới đất vận động vuông góc với mặt  
lớp (xem hình IV-1b), theo định luật Đacxi tốc  
độ thấm trong mỗi một lớp sẽ bằng ở đây, H1,  
H2,… là tổn thất áp lực trong mỗi lớp; h1, h2,…  
và k1, k2… là chiều dày và hệ số thấm của các  
lớp.  
◼ When underground water movement  
Hình IV.1. Vận động của  
perpendicular to the surface of layer (Figure IV- nước trong tầng chứa nước  
không đồng nhất. b- vận  
1b), according to law Dacxi flow velocity in each  
động vuông góc với mặt lớp;  
layer is equal here, H1, H2, ... the pressure  
Figure IV.1. Water movement  
losses in each layer; h1, h2, ... and k1, k2 ... the  
in heterogeneous aquifers.  
thickness and permeability coefficient of the  
b- motion perpendicular to  
layers.  
the bottom of aquifr;  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
2) Khi nước vận động vuông góc với mặt  
lớp:  
When infiltration perpendicular to the layers:  
◼ lớp thứ 1  
H1  
v1 = k1I1 = k1  
1st layer  
h
1
◼ lớp thứ 2  
◼ 2nd layer  
◼ Lớp thứ n  
◼ nth layer  
(IV-4)  
H2  
v2 = k2I2 = k2  
h2  
Hình IV.1. Vận động của  
nước trong tầng chứa nước  
không đồng nhất. b- vận  
Hn  
vn = knIn = kn  
hn  
động vuông góc với mặt lớp;  
Figure IV.1. Water movement  
in heterogeneous aquifers.  
b- motion perpendicular to  
the bottom of aquifr;  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
2) Khi nước vận động vuô ng gó c với mặt  
lớp:  
When infiltration perpendicular to the layers:  
◼ Vì tí nh liên tục của dò ng thấm nên tốc độ  
thấm qua mỗi một lớp sẽ bằng nhau. Từ  
phương trì nh (IV-4) chúng ta có tổng tổn thất  
á p lực khi nước vận động qua tầng chứa  
nước:  
Hình IV.1. Vận động của  
◼ For continuity of seepage flow speed should  
nước trong tầng chứa nước  
không đồng nhất. b- vận  
động vuông góc với mặt lớp;  
permeate every class will equal one. From  
equation (IV-4) we have total pressure loss  
Figure IV.1. Water movement  
when water movement through the aquifer:  
in heterogeneous aquifers.  
H = H1 + H2 +… Hn =  
b- motion perpendicular to  
the bottom of aquifr;  
◼
(IV-5)  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
2) Khi nước vận động vuô ng gó c với mặt  
lớp:  
When infiltration perpendicular to the layers:  
h1 h2  
◼
(IV-5)  
= v + + ...  
Hình IV.1. Vận động của  
nước trong tầng chứa nước  
không đồng nhất. b- vận  
k1 k2  
động vuông góc với mặt lớp;  
Figure IV.1. Water movement  
in heterogeneous aquifers.  
b- motion perpendicular to  
the bottom of aquifr;  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
2) Khi nước vận động vuông góc với mặt  
lớp:  
◼ Tổng tổn thất áp lực khi nước, vận động  
vuông góc với mặt lớp có thể xác định bằng  
cách khác: thay tầng chứa nước ktb và chiều  
dày h bằng toàn bộ chiều dày của tầng chứa  
nước không đồng nhất (hình IV-1b),  
◼ Total loss of water pressure, movement  
Hình IV.1. Vận động của  
nước trong tầng chứa nước  
không đồng nhất. b- vận  
động vuông góc với mặt lớp;  
perpendicular to the surface layer can be  
determined by other way: change aquifer  
with ktb and thickness h by the all thickness  
Figure IV.1. Water movement  
of the heterogeneity aquifer (Figure IV-1b)  
in heterogeneous aquifers.  
b- motion perpendicular to  
the bottom of aquifr;  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
2)Khi nước vận động vuông góc với mặt  
lớp:  
◼ ở đây, v - tốc độ thấm của lớp tương  
đương (bằng tốc độ thấm trong lớp thực  
tế).  
◼ here, v - flow velocity of equivalence  
layers (with the flow velocity in the actual  
layer).  
Hình IV.1. Vận động của  
nước trong tầng chứa nước  
không đồng nhất. b- vận  
h
động vuông góc với mặt lớp;  
H = v.  
◼
(IV-6)  
Figure IV.1. Water movement  
in heterogeneous aquifers.  
b- motion perpendicular to  
the bottom of aquifr;  
ktb  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
2. When infiltration perpendicular to the  
layers:  
◼ So sá nh cá c phương trì nh (VI-5) và (IV-6),  
sau khi rút gọn chúng ta tì m được giá trị  
hệ số thấm trung bì nh khi nước thấm  
vuô ng gó c với mặt lớp.  
◼ Comparison of equations (VI-5) and  
Hình IV.1. Vận động của  
(IV.6), after reduced we found a value of  
the average permeability coefficient whennước trong tầng chứa nước  
water infiltrates perpendicular to the  
không đồng nhất. b- vận  
động vuông góc với mặt lớp;  
Figure IV.1. Water movement  
layers.  
h + h2 +...+ hn  
1
in heterogeneous aquifers.  
b- motion perpendicular to  
the bottom of aquifr;  
ktb =  
◼
(IV-7)  
h h2  
hn  
1
+ +...+  
k1 k2  
kn  
1. Xác định hệ số thấm trung bình của các tầng chứa nước  
không đồng nhất - Determine the average permeability  
coefficient of heterogeneous aquifers  
2. When infiltration perpendicular to the layers:  
◼ Chúng ta hoàn toàn có thể chứng minh được hệ số thấm trung  
bì nh khi nước vận động song song với mặt lớp là cực đại, cò n hệ  
số thấm trung bì nh khi nước vận động vuô ng gó c với mặt lớp là  
cực tiểu Trong trường hợp nước vận động nghiêng với mặt lớp hệ  
số thấm trung bì nh sẽ có giá trị trung gian.  
◼ We can fully demonstrate the average permeability coefficient  
when water movement is parallel to the maximum grade, while the  
average permeability coefficient of water movement perpendicular  
to the layers are minimal In the case of water transport inclined to  
face the class average permeability coefficient will have  
intermediate values.  
Tải về để xem bản đầy đủ
ppt 47 trang baolam 19780 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ sở thủy địa cơ học - Chương 4: Vận động ổn định của nước dưới đất trong các lớp không đồng nhất", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pptbai_giang_co_so_thuy_dia_co_hoc_chuong_4_van_dong_on_dinh_cu.ppt