E-Book Content
178 ЧАСТЬ 4 Основы влаго- и массопереноса в подземных водах Лекция № 22. Гидродинамические основы влагопереноса 22.1. Действующие силы и параметры процесса Влагопереносом называют процесс движения влаги, представляющий собой перенос свободной и физически связанной воды под действием гравитационных и сорбционных (молекулярных и капиллярных) сил. Влагоперенос происходит в зоне аэрации (ЗА), то есть в не полностью насыщенной водой среде. Зона аэрации Зона насыщения Рис. 22. 1. Расчетная схема к анализу влагопереноса Рис. 22. 2. Типовые основные гидрофизические характеристики пород f ( ) (для суглинка – 1, супеси – 2 и песка – 3) Действие основных сил при влагопереносе математически можно выразить так же, как и при процессе фильтрации. Влагоперенос происходит в вертикальной плоскости по координате z . Напор H определяется по зависимости P H k z , (22.1) где Pk - давление всасывания, z - геометрическая высота точки над плоскостью сравнения, за которую принимают уровень грунтовых вод – УГВ (рис.22.1), - удельный вес воды. Давление всасывания Pk по аналогии с пьезометрической высотой определяется как Pk , (22.2) где - высота всасывания, аналогична высоте капиллярного поднятия. Тогда подставив (22.2) в (22.1) получим 179 H z . (22.3) Здесь знак минус указывает, что действует в направлении, обратном действию сил тяжести. Высота всасывания зависит от влажности и гранулометрического состава породы. При влажности пород, равной полной влагоемкости ПВ , 0 . Высоту всасывания часто называют потенциалом почвенной влаги, а изолинии - изолиниями потенциала влаги. Зависимость f называется основной гидрофизической характеристикой (ОГХ). Она зависит от гранулометрического состава и водных свойств пород и существенно различается для песков, супесей и суглинков (рис. 22.2). Для расчет