Hydrologia temat 5, LEŚNICTWO SGGW, MATERIAŁY LEŚNICTWO SGGW, hydrologia
s
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Infiltracja
–wsąkanie wody pochodzącej z opadów atmosferycznych, z cieków i
zbiorników powierzchniowych oraz z kondensacji pary wodnej z powierzchni terenu do
strefy aeracji, a następnie (po oddaniu części tych wód do atmosfery Ewapotranspiracja)
przesączanie do strefy saturacji
Filtracja
– to ruch wód gruntowych, który zachodzi w ośrodku porowatym. Woda występuje
w gruncie w różnych formach (woda kapilarna, zawieszona, higroskopijna itp.) jednakże
zjawisko filtracji obserwujemy gdy woda jest w stanie wolnym (w strefie saturacji),
wypełnia wszystkie pory gruntu, pory mają odpowiednią wielkość i woda może się w nich
poruszać pod wpływem sił ciężkości lub zróżnicowanego ciśnienia.
Pory w gruncie są połączone, więc przepływ wody możliwy jest nawet w
najbardziej zagęszczonych gruntach naturalnych. W próbce gruntu woda może
przepływać z punktu A do punktu B, jednakże nie po linii prostej i ze stałą
prędkością, lecz od poru do poru po krzywej.
A
Przybliżona droga
przepływu (widziana
gołym okiem)
Rzeczywista droga
przepływu (widziana
przez mikroskop)
B
Droga przepływu w gruncie.
Filtrację najczęściej traktuje się jako ruch
laminarny
czyli warstwowy. W ruchu
laminarnym cząsteczki wody poruszają się równolegle do siebie i do osi przewodu. Ruch
laminarny występuje przy niewielkich prędkościach przepływu cieczy gdy
liczba
Reynoldsa
nie przekracza tzw. wartości krytycznej. W miarę wzrostu prędkości, powyżej
pewnej wielkości zwanych
granicznym spadkiem hydraulicznym
igr
i
prędkością
graniczną
vgr
obserwuje się pojawienie ruchu
burzliwego
(turbulentnego). W przypadku
tego ruchu cząsteczki wody obok ruchu postępowego wykonują też ruchy poprzeczne do
wypadkowego kierunku przepływu oraz ruchy wirowe.
Maksymalną wielkością niewymiarowej liczby Reynoldsa przy której zachodzi w
gruncie ruch laminarny jest liczba 5 liczona ze wzoru:
Re = (v*d)/υ
gdzie :
v – prędkość przepływu wody w całym polu przekroju prostopadłego do kierunku
prędkości
d – miarodajna średnica ziaren
υ – kinematyczny współczynnik lepkości wody
q
wpływu
1
2
3
Doświadczenie Darcy’ego.
L
Piasek
q
=
k
h
3
−
h
A
=
kiA
h
3
L
4
h
4
q
=
kiA
Poziom porównawczy
q
wypływu
gdzie:
q - wydatek przepływu,
k - stała, współczynnik proporcjonalności, zwany
współczynnikiem filtracji
,
h
3
-wysokość ponad poziomem porównawczym, do której nastąpiło podniesienie
wody w piezometrze umieszczonym powyżej próbki
,
h
4
-wysokość jak h
3
lecz w piezometrze poniżej próbki,
L-długość próbki,
A-pole całkowite poprzecznego przekroju,
i
=
h
3
−
h
4
- spadek hydrauliczny.
L
4
[ Pobierz całość w formacie PDF ]