Виды потоков и их гидродинамические особенности

Гидродинамические особенности и виды потоков по условиям за­легания и гидравлическому состоянию. Выделяют потоки: грунтовые, или безнапорные; напорные; субнапорные; напорно-безнапорные.

Особенности грунтовых потоков следующие : а) за­легают на первом от поверхности региональном водоупоре; б) имеют свободную поверхность, где давление равно атмосферному (нулевое);в)   имеют капиллярную кайму; г) изменение уровня вызывает одно­временное изменение мощности, водопроводимости и уровнепровод- ности потока; д) характеризуются гравитационной емкостью, процес­сами гравитационного осушения или насыщения пород; д) радиус влияния нестационарной фильтрации порядка 100—500 м при дли­тельности возмущающего фактора 10-100 сут; е) обладают заметной инерционностью По сравнению с напорными потоками: время стабили­зации грунтовых потоков β = L²/а = 10³—10⁵ сут при а = 10³ м²/сут и длине L потоков 1—10 км.

К особенностям напорных потоков можно отнести такие: а) залегают между двумя относительно непроницаемыми сло­ями, а в разрезе литосферы находятся ниже грунтовых вод; б) над кровлей всегда имеют избыточное ΔH_Изб давление (напор); в) не имеют капиллярной зоны; г) граничные изменения пьезометрических уровней приводят только к изменению давления в пласте, мощность, водопроводимость и пьезопроводность остаются при этом постоянными;д) наблюдаются только процессы упругого сжатия и расширения пород и воды; е) радиус влияния нестационарной фильтрации порядка 1000—5000 м при длительности воздействия 10—100 сут; ж) давление переформировывается быстро: время стабилизации напорных пото­ков (} составляет 10—10³ сут для потоков длиной 1—10 км при а* =10⁵ м²/сут.

Гидродинамические особенности и виды потоков,выделяемые по общим условиям залегания и гидравлическому состоянию

где,аI-воды грунтовые,аII-субнапорные воды,аIII-напорные воды.

Субнапорные потоки залегают неглубоко , имеют двухслойное строение, при котором выполняется условие, и в водоносном суглинистом слое их движение обладает особенностями грунтовых, а в нижнем хорошо проницаемом слое — напорных потоков. При этом в суглинистом слое движение преимущественно вертикальное, а в нижнем — горизонтальное. Напорно-безнапорными называют потоки, которые на одном участке площади распространения являются грунтовыми, а на другом— на­порными.

Гидродинамические особенности и виды потоков по условиям во­дообмена

Выделяют потоки с горизонтальным, го­ризонтально-вертикальным и вертикальным видами водообмена. Вер­тикальный водообмен подразделяют на инфильтрационный, обуслов­ленный инфильтрацией атмосферных осадков (испарением), и глубин­ный, связанный с перетеканием.

По видам питания и расходования воды выделяют  потоки с сосредоточенным, рассеянным (или распыленным) и смешан­ным питанием (расходованием).

В условиях стационарной фильтрации поток с сосредоточенным питанием (разгрузкой) характеризуется постоянной величиной рас­хода по длине. Восполнение или убыль воды проис­ходят через его внешние боковые границы, что определяет наличие только горизонтального водообмена. Поток со смешанным питанием^; (разгрузкой) имеет переменный расход по длине. Восполнение или убыль воды осуществляются не только на его боко­вых границах, но и на площади распространения путем поступления или расходования ее через зеркало грунтовых вод, относительно проницаемое ложе или кровлю напорного потока. Все это определяет развитие в нем горизонтально-вертикального водообмена. В математгическом отношении такой вид потока рассматривается как поток с внешним стоком (поступление) или источником (расходование). При значительной интенсивности вертикального водообмена во внутрен­ней области потока могут быть экстремальные точки — пьезомакси­мумы или пьезоминимумы, где градиент потока равен нулю. Через эти точки проходят линии тока, делящие поток на фрагменты, неза­висимые в гидродинамическом отношении.