Исследование закономерностей нестационарной фильтрации

Анализ графиков,показывает, что на динамику уровня грунтовых вод, их расход и величину потерь влияют не столько абсолютные величины уровней и питания на гра­ницах, сколько закономерности их изменения во времени. На рисунке ниже показаны виды гидродинамической связи изменения уровней и расхо­дов в начальном сечении потока. В тех случаях, когда рост гранич­ного уровня ΔH° опережает подъем уровня грунтовых вод ΔН_х наблюдается увеличение расходов в сечении х = 0, а обратное соот­ношение этих величин обусловливает уменьшение расходов. При этом наибольшая величина q_ф не соответствует наиболее высокому уровню в водотоке. Так, q_мах для гармонических колебаний  отмечается при 0,75 ΔH°, а для подъема, происходящего по закону показательной функции — при 0,6 ΔH°, при дальнейшем повышении ΔH° расход q_ф будет падать.

График изменения ΔH и q от t для различных гидрогеологических условий

Схемы формирования кривых подпора и фильтрационного расхода в различных гидрогеологических условиях

Рассмотрим влияние начального положения уровня и направления движения грунтовых вод на формирование депрессионных кривых и фильтрационного расхода потока. Из анализа графи­ков можно сделать такие выводы: а) в полубесконечных потоках зона развития нестационарной фильтрации R_Вл максимальна, а предель­ные значения приращения уровня во всех сечениях потока равны гра­ничному ; появление второй границы х = L существенно уменьшает величину подпора ΔН_х, по сравнению с аналогичной для полубесконечного потока, ; б) значение q_0б потока (в сечении х=0) быстро уменьшается во времени, его абсо­лютная величина и направление определяются соотношением состав­ляющих расходов q_ф и q_е, которые, в свою очередь, зависят от соот­ношения уровней на основных границах потока; в) многие особенно­сти естественного и нарушенного режимов подземных вод могут быть установлены заранее до проведения полевых работ путем анализа математических зависимостей тех расчетных схем, которыми могут быть предварительно аппроксимированы гидрогеологические условия исследуемого участка.