Расход фильтрационного потока с потерями напора, характеризующими затраты энергии потока. Водораздельные потоки, формируемые на междуречных пространствах, страница 2

6. В водоносных пластах миграция поверхностных вод обычно происходит в форме взаимовытеснения поверхностных вод различного состава. Основную роль в таком вытеснении играет конвективный перенос, анализ которого производится по схеме поршневого вытеснения.

Влияние диффузионно-конвективного переноса проявляется в том, что граница раздела между взаимодействующими жидкостями  в процессе вытеснения теряет свою четкую геометрическую форму.

В однородной среде размазывание границы раздела происходит за счёт проявления гидродисперсии.

Дифференциальное уравнение микродисперсии растворов в однородно-фильтрационном потоке имеет вид:

ν – скорость фильтрации

D – коэффициент микродисперсии;

n – активная пористость с – концентрация раствора

t – время.

7. Рассмотрим фундаментальную задачу вытеснения растворов в потоке постоянного сечения, имеющем до начала и постоянную концентрации с₀, причем начальный момент процесса на его входной границе происходит мгновенное изменение концентрации до значения с⁰. Решение этой задачи при таких начальных и граничных условиях имеет вид

Расчёты по этому уравнению показывают, что через некоторое время после начала процесса вытеснения формируется 3 основные миграционные зоны.

9. Аналитическое построение линии тока может производиться  с использованием известных уравнений Коши—Римана

где ᴪ — функция тока, которая на каждой линии тока имеет постоянное значение, причем расход планового потока в пределах ленты, заключенной между двумя линиями тока, имеющими значения

.

10. При С=0 получим уравнение нейтральной линии тока

11. Моделирование – исследования каких-либо явлений, процессов или систем объектов путём построения и изучения их моделей.

Модель – материальная или мысленная система заменяющая объект познания.

12. В соответствии с методом конечной разности пространство и время разбиваются на конечные интервалы, т.е. представляются дискретно на некоторой пространственной сетке с узловыми точками x_i, y_i, t_k. При этом методе реальное непрерывное распределение напоров H (x, y, t) заменяется дискретным: отыскиваются или считаются заданными напоры Н (x_i, y_i, t_k), во всех узловых точках сетки.

13. При явной схеме входящие в конечно-разностных уравнениях расходы потока определяются на начало интервала времени ∆t. В этом случае в формуле напоры Н меняются на Н⁰. Явный метод легко реализуется на ЭВМ, но может давать неустойчивое решение, в связи с чем требует ограничения величины ∆t согласно неравенству

 где Ах — шаг сетки [12].

14. При неявной схеме расходы потока в конечно-начальной разности определяются на конец интервала ∆t. Для ее реализации на ЭВМ прибегают к итерационным методам и прямым методам. Главное достоинство итерационных методов — абсолютная устойчивость и связанная с этим независимость от величины временного шага. Однако при неоднородной области по геофильтрационным параметрам итерационный процесс на каждом временном шаге может потребовать значительного, количества итераций и, следовательно, больших затрат машинного времени.

15. Нестационарная одномерная геофильтрация описывается уравнением параболического типа

Конечно- разностное представление по неявной схеме имеет вид

Для решения этого уравнения используют метод прогонки, согласно этому методу представим форму связи напоров в 2-ух соседних узловых точках водоносного пласта в виде

 и   - прогоночные коэффициенты.

Метод прогонки заключается в нахождении прогоночных коэффициентов  и , затем вычисляется напор по выражению

. При известном значении напора на правой границе.

16. Схематизация гидрогеологических условий представляет собой упрощение природной обстановки и действующих факторов в пределах выделенных типовых районов и исследуемой территории в целом.

Вначале строится фильтрационная схема, а затем строится модельная схема исследуемого объекта.

Задачами схематизации является:

1. Выявление главных и второстепенных факторов.

2. Определение наиболее достоверной схемы строения пласта и расчётных значений параметров.

3. Упрощение пространственной фильтрации и замена её плановой фильтрацией или плоско-вертикальной фильтрацией.

4. Решение вопроса о необходимости учёта соседних пластов, гидравлически связанных с основным, и определение форм их представления в модели.

5. Выявление зон влияния инженерного сооружения в плане и разрезе.

6. Упрощение форм границ и законов изменения на них уровней и расходов потока.