Свободная фильтрация по схеме "подземный дождь"

Свободная фильтрация по схеме «подземный дождь». Эта схема от­вечает режиму свободного просачивания и возникает, если дно канала закольматировано или врезано в слой суглинков мощностью m₀. На нижней его границе формируется расход интенсивностью ω_ф, При глу­боком залегании уровня грунтовых вод на их поверхности под дном канала будет формироваться «бугор» под влиянием «подземного дождя» .Такая схема движения наблю­дается при однородном к строении зоны аэрации и условии ω_ф <к.

Схема «подземного дождя», или «инфильтрационного питания», ха­рактерна для орошаемых территорий, каналов с периодическим дейст­вием в условиях глубокого залегания грунтовых вод, инфильтрацион- ных бассейнов, используемых как накопители для восполнения за­пасов подземных вод (формирующаяся на дне бассейна илистая пленка при достижении определенной мощности обусловливает разрыв гид­равлической сплошности потока и возникновение «инфильтрации»).

Такое движение исследуется на основе аналитических решений и методом конечных разностей.

Схема к оценке стадии свободной фильтрации из канала методом конечных разностей

Рассмотрим второй подход.Представим интенсивность фильтрационного расхода из канала ω_ф как инфильтрационное питание, которое действует на полосе шири­ной В (где В — половина ширины канала по урезу при симметричной фильтрации). При постоянной вели­чине Т и не горизонтальном водоупоре уравнение в конечных разно­стях для зоны в пределах В > х > 0 для остальной части потока, где ω_ф = 0 и естественного питания нет. Дополнительные условия следующие: а) при выборе шага Δх сетки назначается не менее четырех шагов на зоне В и начало координат на оси канала, если поток симметричный, в противном случае рассматривается вся ширина 2В, а начало координат располагается на одной из внешних боковых границ потока; б) расчет выполняют для приращений уровня ΔН_х, принимая ΔН_{х 0} = 0, что означает последовательное увели­чение во времени числа расчетных сечений по мере продвижения зоны влияния нестационарной фильтрации к внешним границам потока; в) момент времени, отвечающий условию ΔН_х= (Н₀—т₀), характе­ризует смыкание «бугра» грунтовых вод с фильтрующимся из канала потоком.