Основной закон фильтрации подземных вод и его приложения. Решение задач на закон Дарси

Фильтрация – движение подземных вод под действием гидравлического уклона потока через систему полностью водонасыщенных и сообщающихся между собой пор и трещин горных пород.

Инфильтрация протекает в условиях неполного заполнения пор водой в породах зоны аэрации.

Фильтрация подземных вод описывается законом, который в 1856 г. был установлен французским гидравликом А. Дарси, на основании многолетних опытов по изучению движения воды через песчаные фильтры (рисунок 5).

,

где: – количество воды, м³/сут

– коэффициент фильтрации, м/сут

– площадь сечения, м²

– уровень воды, м

- разность уровней воды, м

– длина пути фильтрации, м

– гидравлический градиент;

Рисунок 5- Схема движения (фильтрации) грунтовой воды [10]

Скорость фильтрации ( , м/сут) выражает так называемую фиктивную скорость фильтрации воды, так как площадь поперечного сечения принята равной площади поперечного сечения породы, тогда как на самом деле фильтрация воды происходят только по порам, т.е.

Действительная скорость движения воды в порах породы ( ) определяется как расход, деленный на площадь, занятую порами:

,

где – активная пористость породы, включающая в себя активные в фильтрационном отношении поры.