Понятие о гидродинамике потоков в зоне влияния инженерных сооружений

Гидродинамику потоков, в сфере взаимодействия с инженерным со­оружением изучают для выявления тех изменений, которые связаны с работой этих сооружений. Чаще всего задача ставится как прямая, прогнозная, т. е. расчетным путем устанавливаются величины и скорости подъема или снижения депрессионных кривых и измене­ния в величине фильтрационного расхода потока, которые возникнут под влиянием эксплуатации проектируемого инженерного сооруже­ния. Задача может ставиться как эпигнозно-прогнозн.ая, т. е. как сочетание обратной и прямой. Цель — получение на основе данных наблюдений за режимом подземных вод в течение предшест­вующего (эпигнозного) периода наиболее достоверной структуры мо­дели изучаемого объекта и решение на этой модели (расчетной схеме) прогнозной задачи. Реже задача ставится как диагностиче­ская (контрольная), цель которой — определение по наблюдениям за режимом подземных вод, сформировавшимся за время эксплуата­ции сооружения, правильности принятой «прогнозной» модели (рас­четной схемы), т. е. выявление с методических позиций несоответствия ее природным условиям и корректировка методики и самих гидроди­намических прогнозных расчетов. Такую постановку можно назвать задачей оценки оправдываемости принятых про­гнозов.

В зоне действия инженерных сооружений возникает пространст­венная фильтрация. Однако ее гидродинамические особенности, свя­занные с конструкцией и режимом работы сооружения', во многих слу­чаях позволяют схематизировать фильтрацию не только к плановой, но и к одномерной в плане или разрезе. В зоне влияния сооружений формируются следующие процессы: а) подпор грунтовых вод—подъем их уровня под влиянием изменения уровня воды в канале или водо­хранилище, при орошении, утечках из водопроводной сети городов и промышленных предприятий, поливе улиц и т. п.; б) фильтрация воды через дно и борта водохранилища или каналов, под плотинами, за границы массива орошения и т. п.; в) дренирование водоносного го­ризонта при снижении уровня воды в нем вследствие работы горизон­тальных дрен, галерей и т. п.

Каналы, водохранилища и дрены рассматриваются как основные источники возмущений, границы потоков, на которых закон измене­ния уровня или расхода потока определяется условиями эксплуата­ции сооружений. При этом решают такие задачи: 1) прогноз измене­ния уровня подземных вод; 2) прогноз величины фильтрационных по­терь; 3) определение дренажного стока; 4) оценка влияния различных факторов на формирование гидродинамики потока; 5) определение гидрогеологических параметров по наблюдениям за нарушенным ре­жимом подземных вод.

С математических позиций процессы подпора и осушения могут изучаться с использованием одних и тех же формул с учетом смены знаков.