Рух підземних вод

Рух підземних вод в зоні насичення називається фільтрацією. Фільтрація відбувається під впливом різниці напорів, від місць з більш високим до місць з більш низьким напором.

Фільтрація води може відбуватись порами, тріщинами і пустотами.

У випадку пересування води в порах рух підземного потоку має, так званий ламінарний характер – частинки води рухаються паралельними струменями, без взаємного переміщення, без завихрень.

Ламінарна фільтрація підлягає закону Дарсі – основному закону фільтрації, який пов’язує швидкість фільтрації (V) з гідравлічним ухилом ( i )

Встановлений Дарсі у 1855 р. На основі дослідів з фільтрацією води через грунт, насипаний у трубу.

Закон Дарсі (лінійний закон фільтрації)

Швидкість переміщення води знаходиться у пропорційній (лінійній) залежності від гідравлічного ухилу

V = Kф • і, м/добу

Kф - коефіцієнт фільтрації;

і – гідравлічний ухил – зниження напору віднесене до одиницю шляху фільтрації;

і =

h – різниця рівнів (напору) води на початку та вкінці фільтраційного потоку;

l – довжина шляху фільтрації води, м

h = h₁ – h₂

Закон Дарсі лежить в основі фільтраційних розрахунків при визначенні потоку води до вертикальних свердловин, дрен, осушувальних каналів, розрахунків стійкості дамб та земляних плотин, втрат води з водосховищ та зрошувальних каналів, гідравлічних розрахунків бетонних плотин та інших ГТС.

Нелінійний закон фільтрації

Рух води у великих пустотах і тріщинах гірських порід за своїм характером нагадує рух води в каналах і трубах. Цей вид руху називається турбулентним; відрізняється великими швидкостями, вихроподібністю, переміщуванням окремих струменів.

Закон турбулентного руху виражається формулою Шезі

V = С, м/сек.

V – швидкість, м/сек.

R - гідравлічний радіус, м

S – площа поперечного перерізу, м²;

P – змочений периметр, м (сума всіх сторін каналу, що змочуються водою).

і - коефіцієнт Шезі

С – швидкісний коефіцієнт

Запаси підгрунтових вод в Україні

• За даними Мін геології України запаси ПВ становлять 21,4 млрд м³/рік (58,8 млн. м³/добу)

• Природні ресурси підземних вод України оцінюють у 22,5 км³/рік, а експлуатаційні їх запаси становлять 5,7 км³/рік

[М.І.Ромащенко, С.А.Балюк “Зрошення земель в Україні. Стан та шляхи поліпшення”- К.: Світ, 200-114С]

• Розподіл запасів підземних вод в Україні дуже нерівномірний.

Найбільші запаси ПВ в північно-західній частині, ~75% всіх ПВ. Найменш забезпечені південь України та райони Донбасу.

• Найбільші запаси ПВ зосереджені, млрд.. м³/рік в Чернігівській (3), Київській (1,5), Полтавській (1,4), Львівській та Харківській (по 1,3) областях.

• Поряд з цим Вінницька, Житомирська, Кіровоградська, Миколаївська, Одеська, Чернівецька області мають незначні запаси ПВ, вони не перевищують 0,5 млрд. м³/рік.

• Забруднення підземних вод становить 6% розвіданих запасів, 24% з них знаходяться під загрозою якісного виснаження.

• У Степовому Криму підземні води забруднені на 38 % площі.