Контрольная работа на тему Установившееся движение подземных вод и его количественная оценка с помощью уравнений в конечных разностях. Дифференциальные уравнения фильтрации грунтовых вод.

Содержание:

Введение 3

Установившееся движение подземных вод и его количественная оценка с помощью уравнений в конечных разностях 4

Дифференциальные уравнения фильтрации грунтовых вод 7

Заключение 15

Список литературы 17

Введение:

В динамике грунтовых вод изучаются законы движения грунтовых вод и методы применения этих законов для решения конкретных практических задач.

Основы учения о движении грунтовых вод были разработаны в XYIII–XIX веках учеными французской гидравлической школы Дарси, Дюпюи, Буссинеском. Большой вклад в развитие гидравлики грунтовых вод внёс наш соотечественник академик Н.Н. Павловский (1886–1937). В 1922 г. им были опубликованы основы математической теории фильтрации воды в грунтах и предложен метод электромоделирования фильтрационных потоков (метод ЭГДА).

Законы движения подземных вод используются при гидрогеологических инженерных расчетах водозаборов, дренажей, определении притоков воды к строительным котлованам.

Фильтрация – движение подземных вод под действием гидравлического уклона потока через систему полностью водонасыщенных и сообщающихся между собой пор и трещин горных пород. Инфильтрация протекает в условиях неполного заполнения пор водой в породах зоны аэрации.

Фильтрационные потоки различают по характеру движения (установившийся и неустановившийся), гидравлическому состоянию (безнапорные, напорные и напорно-безнапорные). Движение потоков в основном ламинарное (параллельным), в крупных трещинах и пустотах может быть турбулентным (завихряющемся). В плане фильтрационные потоки можно рассматривать как плоские и радиальные (сходящиеся (например, к колодцу) и расходящиеся).

В данной работе рассмотрим установившееся движение подземных вод, его количественную оценку. А также дифференциальные уравнения фильтрации.

Заключение:

Движение подземных вод в природных условиях обусловлено сложным влиянием разнообразных факторов и активной хозяйственной деятельностью человека, роль которых часто невозможно описать математическими уравнениями. Поэтому при гидрогеологических расчетах, как правило, приходится прибегать к схематизации природных условий и использованию упрощенных схем.

Для расчета подземного питания рек, озер и других водоемов могут применяться различные методы и приемы. Использование того или иного способа расчета определяется целевым назначением исследований, характером водотока или водоема и степенью изученности гидрогеологических и гидрологических условий. Методы решений могут быть весьма разнообразными. Это могут быть строгие или приближенные аналитические решения, численные методы, основанные на замене дифференциальных уравнений конечно-разностными уравнениями, методы моделирования и приближенные методы экстраполяции опытных данных.

Разнообразие природных условий, различная степень гидрогеологической изученности объектов исследования и разнообразие практических задач создают определенные трудности в выборе надежного метода расчета и получении достаточно точных результатов. Непременным условием применения любого метода расчета подземного стока в реки и водоемы является получение надежно обоснованных гидрогеологических, гидрологических и гидрохимических параметров, входящих в расчетные уравнения, схемы и модели.

Гидрогеологические или гидродинамические методы основаны на изучении режима подземных вод и определении гидродинамических параметров водоносного пласта, подземного потока и водозабора прямыми измерениями. Данные о подземном стоке в бассейне могут быть получены на основе современных методов аналитических решений плановой фильтрации. Для этого необходимо иметь достаточно детальные сведения об уровенном режиме подземных вод в расчётных створах, о гидрогеологических условиях бассейна реки в целом или отдельных ее участков, о характере гидравлической взаимосвязи поверхностных и подземных вод, а также надежную информацию о физико-механических и водных свойствах пород водоносных горизонтов.

 

Фрагмент текста работы:

Установившееся движение подземных вод и его количественная оценка с помощью уравнений в конечных разностях

Установившимся считается движение подземных вод, при котором уровни и все другие элементы водного потока являются постоянными во времени. Если же уровни воды в одних и тех же точках изменяются во времени, то такое движение называется неустановившимся [3].

В естественных условиях движение подземных вод может быть равномерным и неравномерным. При равномерном движении подземных вод скорость потока по пути движения неизменна. Такой вид движения может иметь место при фильтрации напорного потока через пласт постоянной мощности или при фильтрации безнапорного

потока в наклонных водоносных пластах с соблюдением параллельности свободной поверхности подземных вод и водоупора (рис. 1).