Способ определения коэффициента фильтрации пород зоны аэрации

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий и может быть использовано для определения фильтрационных свойств пород, что очень важно при проектировании и эксплуатации оросительных каналов. Способ определения коэффициента фильтрации заключается в том, что вблизи действующего или по трассе проектируемого оросительного канала отрывают изолированный измерительный отсек, заполняют его водой до глубины h1<1,0 м и h2>1,0 м. В каждом случае поддерживают постоянный уровень при периодическом фиксировании изменения уровня и вычислении скорости сработки уровня до достижения ею установившегося значения V1 и V2 только для двух значений h. Затем по полученным данным строят график линейной зависимости lgV=f(lgh) и по этому графику определяют коэффициент фильтрации исходя из степенной зависимости V=Kfhm при h=1 м. Способ позволяет с минимальными трудозатратами определить реальное значение коэффициента фильтрации любых пород зоны аэрации и с его помощью рассчитать реальные потери воды от фильтрации в действующих и проектируемых оросительных каналах. 1 ил.

 

Предполагаемое изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий и может быть использовано для определения фильтрационных свойств пород, что очень важно при проектировании и эксплуатации оросительных каналов, поскольку с этим связаны и потери воды из канала, и уровень грунтовых вод, и необходимость последующего строительства дренажа. Для определения фильтрационных свойств пород очень важен такой показатель, как коэффициент фильтрации.

Известен способ определения коэффициента фильтрации (Kf) по наливу в шурф при слое воды (напоре h) равном 0,10 м (ГОСТ 23278-78 Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости. М. Госстрой СССР, 1987).

Сущность способа заключается в отрывке шурфа, установке в шурф концентрических колец Нестерова, поддержании в них постоянного слоя воды 0,10 м до достижения установившегося расхода (принимается расход, не отличающийся от среднего за период 2 последних часовых наблюдений более чем на 10%) и в расчете установившейся скорости фильтрации (скорости сработки уровня) по зависимости, установленной Дарси V=KfI, где I=dh/dz - градиент напора. Предполагается, что он равен единице и является величиной постоянной, при этом коэффициент фильтрации равен установившейся скорости сработки уровня при h=0,10 м.

Недостатком способа при всей его трудоемкости и продолжительности является использование постоянного значения градиента напора I=dh/dz для расчета коэффициента фильтрации по скорости фильтрации Vф (скорости сработки уровня) при любых значениях напора. В действительности значения градиента в породах зоны аэрации (ненасыщенных грунтах) закономерно уменьшаются с увеличением напора h, а скорость фильтрации растет по степенной зависимости Vф=Kf hm (формула А.Н. Костякова), где m - постоянная, в результате значение Kf не соответствует реальной водопроницаемости породы.

Наиболее близким предлагаемому способу определения коэффициента фильтрации пород зоны аэрации по скорости сработки уровня является способ определения потерь воды при свободной фильтрации через грунт (пат. РФ №2111310, МПК Е02В 13/00, 1998 г).

Способ включает отрывку в грунте выемки, заполнение ее водой до заданной глубины h, поддержание постоянного уровня при периодическом фиксировании изменений уровня и вычислении скорости Vyp сработки уровня до достижения ею установившегося значения для различных значений h в заданном диапазоне глубины наполнения выемки. По полученным значениям Vyp строят зависимость, которая уточняет значение Kf, установленное по ГОСТу.

Недостатками известного способа являются трудоемкость исследований, связанная с предварительным определением коэффициента фильтрации по ГОСТу, с последующим поддержанием заданного уровня воды в отсеке путем многочисленных доливов воды и замеров при различных значениях напора h.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ определения коэффициента фильтрации, включающий отрывку вблизи действующего или по трассе проектируемого оросительного канала изолированного измерительного отсека, заполнение его водой до заданной глубины h, поддержание постоянного уровня при периодическом фиксировании изменений уровня и вычислении скорости V сработки уровня до достижения ею установившегося значения для различных значений h, построение по полученным значениям V графика зависимости, в котором, согласно предполагаемому изобретению, вычисляют скорости сработки уровня только V1 и V2 для значений напора h1<1,0 м и h2>1,0 м, по этим двум значениям строят график линейной зависимости lgV=f (lgh), и по этому графику определяют коэффициент фильтрации Kf при h=1 м, исходя из степенной зависимости V=Kf hm, где m - постоянная.

Преимущество предлагаемого способа определения коэффициента фильтрации пород зоны аэрации заключается в повышении его точности и, соответственно, в точности последующего расчета потерь воды на фильтрацию из оросительных каналов, а также в существенном снижении трудоемкости проведения исследований.

На фиг. 1 представлен график линейной зависимости lgV=f (lgh).

Предлагаемый способ определения коэффициента фильтрации для пород зоны аэрации осуществляют следующим образом:

На трассе проектируемого канала или рядом с действующим отрывают изолированный измерительный отсек, заполняют его водой до уровня h1 и поддерживают этот уровень, периодически фиксируя изменение уровня и вычисляя скорость сработки уровня до достижения ею установившегося значения V1 в исследуемых породах. Затем заполняют отсек до уровня h2, поддерживают этот уровень, периодически фиксируют изменение уровня и вычисляют скорость сработки уровня до ее установившегося значения V2. По этим двум значениям строят график линейной зависимости lgV=f (lgh). Рачеты скорости сработки уровня в каналах оросительных систем при идентичности строения зоны аэрации производят по степенной зависимости V=Kф hm, где m - постоянная. Исходя из этой зависимости Kф=V при h=1 м.

Пример конкретного осуществления способа в лесовидных суглинках:

На трассе проектируемого канала устраивали изолированный измерительный отсек с подводом и отводом воды, заполняли его водой до уровня h1=0,3 м, поддерживали этот уровень с помощью поплавкового регулятора уровня, периодически фиксировали изменение уровня и вычисляли скорость сработки уровня до достижения ею установившегося значения V1=0,3 м/сут. Затем заполняли отсек до уровня h2=1,5 м, поддерживали этот уровень, периодически фиксируя изменение уровня и вычисляя скорость сработки уровня до ее установившегося значения V2=1,15 м/сут. По этим двум значениям строили график линейной зависимости lgV=f (lgh), по которому, исходя из степенной зависимости V=Kф hm, где m - постоянная, при h=1 м Kф=V=0,8 м/сут. Это реальный коэффициент фильтрации для исследуемой породы (лесовидных суглинков), который существенно больше определенного по ГОСТу (0,23 м/сут).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет с минимальными трудозатратами определить реальное значение коэффициента фильтрации любых пород зоны аэрации и, применяя его, рассчитывать реальные потери воды на фильтрацию в действующих и проектируемых оросительных каналах.

Способ определения коэффициента фильтрации, включающий отрывку вблизи действующего или по трассе проектируемого оросительного канала изолированного измерительного отсека, заполнение его водой до заданной глубины h, поддержание постоянного уровня при периодическом фиксировании изменения уровня и вычислении скорости V сработки уровня до достижения ею установившегося значения для различных значений h, построение по полученным значениям V графика зависимости, отличающийся тем, что вычисляют скорости сработки уровня только V1 и V2 для значений напора h1<1,0 м и h2>1,0 м, по этим двум значениям строят график линейной зависимости lgV=f(lgh) и по этому графику определяют коэффициент фильтрации Kf при h=1 м исходя из степенной зависимости V=Kfhm, где m - постоянная.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области спектроскопических измерений и касается способа определения тяжелых металлов в почве. При осуществлении способа исследуемый образец почвы наносят слоем толщиной 5-10 микрон на атомно-гладкую поверхность кристалла меди, отжигают при температуре 150°С в течение 5 минут и помещают в вакуумную камеру с давлением остаточных газов на уровне 10-8 миллибар.

Изобретение относится к области изучения свойств смачивания. Для определения равновесной смачиваемости поверхности раздела пустотного пространства и твердой фазы образца горной породы получают трехмерное изображение внутренней структуры образца.

Изобретение относится к области изучения свойств смачивания. Для определения равновесной смачиваемости поверхности раздела пустотного пространства и твердой фазы образца горной породы получают трехмерное изображение внутренней структуры образца.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для мониторинга состояния нарушенных земель в районах освоения газовых месторождений Крайнего Севера. Для этого, после проведения рекультивации нарушенных земель, проводят комплексное исследование проб почвы рекультивированного и незагрязненного фонового участков.

Изобретение относится к газогеохимическим исследованиям грунтов и может быть использовано для решения геологических, геофизических, океанологических, акустических задач и инженерного проектирования.

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при определении генезиса морских осадочных отложений, а именно мелкозернистых песчаников, алевролитов, алевроаргиллитов и аргиллитов.

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при определении генезиса морских осадочных отложений, а именно мелкозернистых песчаников, алевролитов, алевроаргиллитов и аргиллитов.

Изобретение относится к области «Физики материального контактного взаимодействия» и касается способа определения на заданной глубине h>С/γ (м), где С (МПа) - удельное сцепление, γ (МН/м3) - удельный вес массива среды по зависимостям (МН/м3) и (МН/м3)соответственно в структурированном и нарушенном состоянии, где 1 ил..

Изобретение относится к способам изготовления стандартных образцов почвы для оперативного и статистического контроля погрешности результатов измерений. Способ изготовления стандартных образцов массовой доли тяжелых металлов в почве включает отбор почвы в естественных условиях, сушку, измельчение, просеивание и усреднение почвенного материала, приготовление водного раствора солей тяжелых металлов заданной концентрации, смешивание почвы с раствором солей тяжелых металлов, испарение воды при 105°С и аттестацию полученного материала по массовой доле тяжелых металлов, что позволит осуществлять контроль методик выполнения измерений при определении содержания тяжелых металлов в почвах.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля экологического обустройства окружающей среды. Изобретение представляет собой портативный респирометрический прибор с автономным питанием, рассчитанный на оперативный контроль дыхательной эмиссии СО2 непосредственно по месту проведения почвенного мониторинга различных природно-хозяйственных объектов.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при проведении ремонта различных повреждений бетонных облицовок длительно работающих каналов гидромелиоративных систем.

Изобретение относится к области глобального воздействия на природные процессы, в частности воздействия на гидрогеологические процессы, а более конкретно к способу аккумулирования воды на склонах холмов по всей территории водоразделов.

Группа изобретений относится к добыче торфа, конкретно к работам по восстановлению торфяных болот, и, в частности, к обводнению выработанных торфяников. Способ подачи местных вод для обводнения выработанных торфяников заключается в создании использования воды с доступного источника, ее перемещение на затапливаемые участки выработанного торфяника и создания условий для источника, который проходит по уклону местности.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для забора воды из каналов с большими уклонами, для которых значительное колебание уровней воды, а также в условиях обильных донных наносов.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для одностороннего и двухстороннего стабилизированного расхода воды как в ирригационные, так и в деривационные каналы микроГЭС из каналов с бурным режимом и сверхбурным (волновым) режимом течения.

Изобретение относится к гидромелиоративному строительству и может быть использовано для обводнения и подпитки малых маловодных водотоков гидрографической сети - водоемов, водохранилищ, прудов, балок и оврагов из каналов гидромелиоративных систем.

Изобретение относится к гидромелиоративному строительству и может быть использовано для обводнения и подпитки малых маловодных водотоков гидрографической сети - водоемов, водохранилищ, прудов, балок и оврагов из каналов гидромелиоративных систем.

Изобретение относится к гидромелиоративному и природоохранному строительству, может быть использовано для регулирования обводнения природных водотоков (балок и малых рек) и опорожнения каналов со сбросом воды в естественные элементы вершинной (верхней) гидрографической сети (ложбины, лощины, овраги, балки), выполняя функции водовыпуска-водоспуска.

Изобретение относится к добыче торфа, конкретно к работам по восстановлению торфяных болот на выработанных торфяниках и их рекультивации, а также к регулированию водного режима обводняемой территории с гарантированным поддержанием нормального подпертого уровня воды при любой интенсивности паводков.

Изобретение относится к добыче торфа, в частности к восстановлению торфяных болот на выработанных торфяниках и их рекультивации с использованием климатических факторов, в частности под действием солнечного воздействия на использование ледяного массива для задержания избытка талой воды - для восстановления торфяных болот.

Изобретение относится к исследованию водосодержащих геологических структур. Представлен способ определения индексов структурного различия верхних зон заполнения Ордовикского известняка, согласно которому: сначала определяют три типа структур зоны заполнения, а именно структуру с непрерывным заполнением, структуру с прерывистым заполнением и структуру, свободную от заполнения; затем определяют индексы различия в соответствии с тремя типами структур зоны заполнения, включающие: величину q прорыва воды к скважине, величину расхода Q подземной воды и коэффициент K проницаемости участка Ордовикского известняка; затем соответственно определяют пороговые значения для каждого индекса в соответствии с различными водоупорными свойствами, соответствующими указанным трем структурам; причем индексы получают посредством нескольких этапов на основании расчета из заданных соотношений величин прорыва воды и коэффициента проницаемости для подземной скважины. Достигается простота осуществления способа и легкость его выполнения полевыми сотрудниками. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 6 табл.

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий и может быть использовано для определения фильтрационных свойств пород, что очень важно при проектировании и эксплуатации оросительных каналов. Способ определения коэффициента фильтрации заключается в том, что вблизи действующего или по трассе проектируемого оросительного канала отрывают изолированный измерительный отсек, заполняют его водой до глубины h1<1,0 м и h2>1,0 м. В каждом случае поддерживают постоянный уровень при периодическом фиксировании изменения уровня и вычислении скорости сработки уровня до достижения ею установившегося значения V1 и V2 только для двух значений h. Затем по полученным данным строят график линейной зависимости lgVf и по этому графику определяют коэффициент фильтрации исходя из степенной зависимости VKfhm при h1 м. Способ позволяет с минимальными трудозатратами определить реальное значение коэффициента фильтрации любых пород зоны аэрации и с его помощью рассчитать реальные потери воды от фильтрации в действующих и проектируемых оросительных каналах. 1 ил.

Наверх