21. Понятие о дифференциальных уравнениях фильтрации
Дифференциальные уравнения фильтрации описывают изменение состояния водного объема в пространстве и времени.
22. Понятие о плоскопараллельной нестационарной фильтрации
Нестационарная фильтрация возникает при изменении внешнего возмущающего фактора (дебит скважины, осадки). Модель плоскопараллельного течения предполагает горизонтальное направление фильтрации, при котором напорные уровни параллельны друг другу.
23. Понятие о плоскопараллельной стационарной фильтрации
Стационарная фильтрация означает отсутствие изменений во времени. В плоскопараллельном потоке течение происходит параллельно некоторой фиксированной оси.
24. Радиальная и планово-радиальная фильтрация
Радиальная фильтрация возникает вокруг центральной точки (например, скважины). Планово-радиальная фильтрация сочетает направленное горизонтальное и вертикальное течение:
25. Режим и баланс подземных вод
Режим подземных вод — это естественно-исторический процесс формирования качественных и количественных показателей параметров подземных вод под воздействием совокупности взаимодействующих факторов.
26. Область фильтрации, поток подземных вод и гидродинамическая система
Областью фильтрации называют участок водоносного горизонта, ограниченный сверху и снизу водоупорами. Поток подземных вод направлен от областей высокого напора к низким. Гидродинамическая система объединяет все элементы, участвующие в процессе фильтрации.
27. Влагоперенос. Закон Дарси-Клюта
Закон Дарси-Клюта описывает совместный перенос влаги и воздуха в грунтах:
,
где:
— поток воды
— поток газа
— эффективная
проводимость
— капиллярный
напор
— координата
глубины
— коэффициент
диффузии газа
— парциальное
давление воздуха
28. Предпосылки вывода дифференциальных уравнений фильтрации
При выводе уравнений фильтрации предполагают:
Ламинарность течения
Изотропность грунтов
Малость деформаций грунта
Отсутствуют фазовые переходы
31. Свойства воды как жидкости и действующие силы движения
Свойства воды:
Высокая теплоёмкость
Низкая сжимаемость
Вязкость существенно зависит от температуры
Действующие силы:
Гравитация
Давление
Инертные силы
Капиллярные силы
32. Параметры фильтрационной среды и пласта
Параметры включают:
Коэффициент фильтрации ( )
Пористость (
)Упругое запасающее свойство ( )
Мощность пласта ( )
Эти параметры используются в расчетах дебитов, депрессий и потерь напора.
33. Изменение режима подземных вод и факторы, их определяющие
Изменения обусловлены природными факторами (климатическими изменениями, колебаниями осадков) и антропогенными причинами (эксплуатация водохранилищ, интенсивный забор воды). Факторы:
Регулярные колебания уровней подземных вод
Долгосрочные тенденции подъема или понижения уровня
34. Уравнение Бусинка. Область применения, решения
Уравнение Бусинка (Boussinesq equation) описывает двумерную фильтрацию в условиях переменной насыщенности почвы:
Применяется для описания движения свободной поверхности грунтовых вод
35. Условия применимости метода обобщенных систем скважин
Метод применим при равномерном распределении скважин и небольших расстояниях между ними. Ограничением является условие взаимного перекрытия зон влияния соседних скважин.
36. Условия формирования планово-радиальной фильтрации
Планово-радиальная фильтрация характерна для районов со значительным объемом открытых водоемов и равномерно распределенным уровнем поверхностных вод. Она проявляется в крупных регионах и имеет сложный характер течения.
37. Фильтрационная схематизация
Фильтрационная схематизация подразумевает упрощённое представление реальных условий фильтрации для облегчения расчётов. Обычно сводят трехмерную задачу к двухмерной, заменяя реальные формы тел упрощёнными геометрическими фигурами.
38. Цели, задачи ДПВ, методы исследований
Цель дисциплины — изучение закономерностей поведения подземных вод и разработка методов управления ими. Основные задачи:
Прогнозирование изменений уровня подземных вод
Оптимизация размещения водозаборных сооружений
Разработка мер защиты подземных вод от загрязнения
39. Уравнение Фурье. Область применения, решения
Уравнение теплопроводности (или уравнение Фурье) широко применяется в моделях тепловой диффузии и аналогично описанию процесса фильтрации:
,
где:
— температура
— температуропроводность
40. Уравнение Лапласа. Область применения, решения
Уравнение Лапласа представляет собой частный случай уравнения Пуассона и используется для описания стационарных полей, таких как электрические потенциалы, магнитные поля и потенциал скоростей в установившихся течениях:
,
где
— искомая функция.