Общая теория фильтрации воды. Понятие о фильтрации

Как было уже сказано выше, фильтра­ционный поток проходит через пористую среду основания водоподпорного сооружения, через само сооружение, если оно достаточно пористое, и в обход его (рис. 3.1).

Фильтрация под сооружением является напорной, так как на верхней границе потока давление не равно атмосферному. В этом случае коэффициент фильтрации тела сооружения, обтекаемого фильтрационным потоком, намного меньше коэффициента фильтра­ции основания.

Фильтрация непосредственно через тело сооружения и в обход его - безнапорная, так как на ее поверхности давление постоянное и обычно равно атмосферному. Верхней ее границей является депрессионная поверхность. Линия пересечения этой поверхности с вертикальной плоскостью называется депрессионной кривой или кривой депрессии.

Поверхность (кровля) водонепроницаемых пород или водоупора является нижней границей фильтрации. Коэффициент фильтрации этих пород намного меньше коэффициента фильтрации вышележа­щих пород.

В процессе фильтрации участвует гравитационная и капилляр­ная вода. Гравитационная вода обычно заполняет все поры области фильтрации, но иногда и не заполняет их, тогда в области фильтра­ции содержится воздух при атмосферном давлении. Это явление называется просачиванием или инфильтрацией.

В однородных пористых средах (грунтах) фильтрационные свой­ства во всех точках области фильтрации одинаковы, в неоднород­ных они зависят от положения рассматриваемой точки.

В изотропных грунтах фильтрационные свойства не зависят, а в анизотропных зависят от направления движения фильтрации.

В песчаных, суглинистых, глинистых породах движение грунтовой воды ламинарное, т. е. без пульсации скорости, без перемешивания жидкости. В круп­нозернистых песках, гравии, гальке, каменной насыпи, трещиноватой скале воз­можно турбулентное движение при U_d=0,07-0,01, где U - скорость фильтра­ционного потока, см/с; d - средний диаметр частиц грунта, см.