5. Движение грунтовых вод

_{Вода в почве при движении образует поток грунтовых вод. В основное уравнение движения грунтовых вод (формулу Дарси) входит коэффициент фильтрации:}

 = К· i, ₍₂₂₎

_{где  – скорость фильтрации грунтовых вод; i – уклон грун­товых вод.}

_{Коэффициент фильтрации К – это скорость фильтрации грунтовых вод при уклоне их, равном единице. Он характе­ризует водопроницаемость почвогрунтов и выражается в единицах скорости.}

5.1. Определение коэффициентов фильтрации

_{Для определения коэффициента фильтрации существуют полевые и лабораторные методы. В практических целях сле­дует применять полевые методы, дающие более точные ре­зультаты по сравнению с лабораторными методами. При вы­соком горизонте грунтовых вод применяется метод восстанов­ления воды в скважинах после ее откачки, при низком гори­зонте грунтовых вод – метод инфильтрации воды из скважин и шурфов.}

1. Определение коэффициента фильтрации способом восстановления воды в скважине после откачки

_{Для каждой почвенной разности тарелочным буром диа­метром 10 – 20 см устраивают не менее двух скважин глуби­ной, приблизительно равной глубине осушительных каналов или дрен. После устройства скважины следует выждать, по­ка уровень воды в ней займет свое естественное положение, т. е. до тех пор, пока не прекратится подъем воды в скважи­не. Когда уровень воды в скважине установится, измеряют следующие величины (рис.16), см. форму на стр. 30:}

1) глубину стояния грунтовой воды от поверхности земли (начальный уровень) h, см; 2) глубину скважины T, см; 3) глубину воды в скважине H, см; 4) диаметр скважины d, см. Все эти величины измеряют от нижнего края доски длиной около 0,5 м, которую укладывают на поверхность почвы поперек скважины, несколько перекрывая ее. Данные измерений записывают на лицевой стороне ведомости.

Затем воду из скважины вычерпывают почти до дна (на дне остается слой воды 5 – 10 см) металлической банкой на длинной ручке. После откачки воды быстро измеряют расстояние У_о от поверхности почвы до нижнего уровня воды в скважине и отмечают время замера. При дальнейшем подъеме воды в скважине измерения уровня воды повторяют не менее 6 - 8 раз, пока уровень не поднимется почти до первоначального положения (до откачки). При каждом измерении величины У_n отмечают время замера. Время, через которое проводят данные измерения, зависит от скорости подъема воды в скважине.

Когда уровень воды в скважине приблизительно займет свое первоначальное положение, нужно произвести вторую откачку воды из скважины и измерения повторить. Измеренные уровни и время записывают в специальную ведомость (табл. 9). Затем производят обработку результатов измерений (табл. 10).

В графе 2 и 5 записывают число секунд, получающиеся путем вычитания из времени проведения данного наблюдения времени первого наблюдения.

В графе 3 и 6 записывают разности, полученные от вычитания из наблюденных величин У_о, У₁, . . . _, У_n глубины стояния грунтовых вод от поверхности земли h: У _о = У_о - h ; У₁ = У₁ - h; . . . , У_n = У_n - h.

Для заполнения граф 4 и 7 величину У_о делят последовательно на вычисленные У_о, У₁ , . . ., У_n : У_о /У_о; У_о /У₁ ; . . . , У_о/У_n. Для полученных частных определяют десятичные логарифмы lg У_о/У_о; lg У_о /У₁ ; lg У_о /У₂ . . . , lg У_о/У_n.

_{Рис.16. Схема измерения}

Далее обработка материалов может производиться аналитическим или графическим способами. В полевых условиях доступнее аналитический способ. При этом способе каждое значение логарифма делят на соответствующее значение секунд между измерениями У_о и У₁ ; У_о и У₂; . . . , У_о и У_n и получают условные тангенсы угла наклона tg . Затем находят средние значения тангенсов для I и II откачек. Для вычисления коэффициента фильтрации осушенных земель используют формулу Доната – Писарькова:

К = 32,6 tg , (23)

где К - коэффициент фильтрации, см/с; r - радиус скважины, см; H - глубина воды в скважине, см (H = T - h); tg  - условный тангенс (средний).

По полученным значениям коэффициентов фильтрации для 2-х откачек вычисляют среднюю его величину К _ср.

Запись, обработку результатов измерений и вычисление коэффициента фильтрации рассмотрим на примере.