Hệ số thấm cùng với thông số nhả nước là gần như thông số quan trọng đặc biệt nhất của tầng đựng nước. Nó là thông số đầu vào đặc biệt trong thiết kế hệ thống bơm hạ nước ngầm
XÁC ĐỊNH HỆ SỐ THẤM
1. Tổng quát
Nước rất có thể dịch chuyển cô quạnh trong đất đá mà không phủ đầy tổng thể các lỗ hổng và khoảng trống dưới dạng những giọt và cái riêng lẻ. Sự ngấm của nước mưa qua đới thông khí cho tới mực nước ngầm là lấy ví dụ của hiện tượng kỳ lạ thấm tự do.
Bạn đang xem: Hệ số thấm của đất
Trong trường hòa hợp lỗ trống rỗng của khu đất đá cất đầy nước và nước di chuyển do áp lực đè nén thủy tĩnh từ khu vực có áp lực nặng nề cao mang lại nơi có áp lực nặng nề thấp gọi là sự việc thấm của nước bên dưới đất
1.1 Phương trình Bernoulli – tích điện dòng thấm
Dựa bên trên phương trình Bernoulli, ta có cột nước h của một trong những phần tử chất lỏng là năng lượng của nước trên một đơn vị trọng lượng. Xét một phần tử nước bị chức năng bởi một áp suất là u, với một vận tốc v trên một độ sâu z, ta có cột nước:
trong đó: h = độ cao cột nước
u = áp suất
v = vận tốc
g = gia tốc trọng trường
w= dung trọng của nước
Vàzlà một hằng số được xác định lúc ta chọn một khía cạnh chuẩn. Nếu như phương trình Bernoulli được áp dụng cho cái chảy của nước dưới khu đất thì số hạng trước tiên của phương trình trên hoàn toàn có thể bỏ qua bởi vận tốc của dòng chảy nước dưới đất khôn cùng nhỏ. Ta bao gồm phương trình thủy lực của nước bên dưới đất rất có thể được viết lại như sau:
Nếu bộ phận nước dịch chuyển thì tích điện sẽ bị thất thoát, đó là tổn thất cột nước. Phương trình trên chỉ dẫn 2 kết luận quan liêu trọng:
Chỉ bao gồm dòng chảy giữa hai điểm nếu tất cả sự khác hoàn toàn về cột nước giữa hai điểmđó.Trong một hóa học lỏng cân nặng bằng, cột áp ở hai điểm trong hóa học lỏng đều đồng nhất cho dù ở bất kì độ sâu nào.Sự chênh lệch cột áp giữa hai điểm A cùng B rất có thể được màn trình diễn như sau:
Hoặc cũng hoàn toàn có thể được màn trình diễn dưới dạng:
trong đó: i = gradient thủy lực
L = khoảng cách giữa nhị điểm A và B
Dựa vào sự chuyển đổi của vận tốc v đối với gradient thủy lực i, sự chảy trong số lỗ trống rỗng của đất có thể là tung tầng, rã rối hoặc ở trạng thái trung gian. Sự rã tầng khi sự chảy hiện ra lớp song song không có sự trộn lẫn, sự rã rối là việc chảy có tiêu hao một lượng năng lượng nhất định do sự trộn lẫn các lớp nước. Giữa hai tâm trạng trên là việc chảy đưa tiếp. Điều này được thể hiện cụ thể trong hình sau:
1.2 Định phương pháp thấm Darcy
Thí nghiệm của Darcy: Nước được bỏ vào trong ống cất đầy cát, mực nước được giữ ở tầm mức cố định. Sau khoản thời gian cho thấm qua cát nước rã thùng chứa, mực nước vào thùng này cũng rất được giữ ở tầm mức cố định.
Năm 1856, từ các thí nghiệm đã triển khai Darci vẫn xác lập được quan hệ:
K được call là hệ số thấm hay hệ số thông nước của khu đất đá.
Chia nhì vế phương trình trên cho diện tích hình trụ (F) ta được tốc độ thấm:
Trong công thức trên khi i=1 (góc dốc 450) ta có k=v. Như vậy hệ số thấm có giá trị bằng vận tốc thấm khi độ dốc thủy lực là 1
Phương trình trên chỉ ra mối quan tiền hệ tuyến tính của vận tốc ngấm v với gradient thủy lực i. Theo định luật Darcy, vận tốc thấm phần trăm thuận cùng với gradient thủy lực i. Định luật Darcy tương xứng với vận hễ chảy tầng rất thông dụng trong điều kiện tự nhiên. Bởi vậy, định luật này hay được gọi là Định phép tắc thấm cơ phiên bản của nước dưới đất.
Chú ý: vận tốc đọc được trong thể nghiệm (tốc độ thấm) này là vận tốc quy đổi, chính vì diện tích loại thấm trong cách làm được đem bằng diện tích s hình trụ, tuy vậy trong thực tế nướcc hỉ chuyển động trong những lỗ trống rỗng của khu đất đá. Để có tốc độ thực của nước trong khu đất ta đề xuất chia giữ lượng Q cho diện tích s lỗ rỗng.
Trong kia n là độ rỗng của đất đá.
Công thức này cho thấy thêm tốc độ vận động thực của nước dưới khu đất luôn to hơn tốc độ thấm.
Nước trọng lực trong lỗ trống rỗng của đất sét nung bị những vỏ nước xung quanh các hạt đấtcản trở sự di chuyển, nên chỉ có thể với một quý giá gradient thủy lực một mực thì nước mớibắt đầu di chuyển, gradient này có tên là gradient thủy lực lúc đầu ký hiệu là i0.
Khi thông số thấm rất cao rất lớn, định chế độ thấm bị phá vỡ, loại chuyển sang tung rối yêu cầu định cách thức Darcy không còn phù hợp
2. Thông số thấm được suy ra từ những đặc trưng cơ lý
2.1 tình dục k- khu đất hạt rời
2.1.1 thông số thấm theo Hazen
Đối với đất một số loại cát hạt khá đồng đa số (sạn sỏi, cát thật sạch), hệ số thấm rất có thể xác định theo bí quyết Hazen ra mắt năm 1930 như sau:
Trong đó: k (cm/s)
C thông số từ 1~1.5
D10 đường kính hạt đất mà lại tại đó 10% phân tử đất nhỏ tuổi hơn giá trị này (mm)
Độ tin cậy của bí quyết này khá thấp được Carrier minh chứng thực nghiệm năm 2003.
2.1.2 hệ số thấm theo Carrier hiệu chỉnh tự Kozeny-Carman
Phương trình Kozeny cho công dụng khá tốt (khá phức tạp) Carrier năm 2003 vẫn hiệu chỉnh để dể dàng sử dụng vào thực tế.
Trong đó: thông số hình dạng SF trong khoảng 6-8
Dli là size lỗ sàn bự (cm)
Dsi là kích cỡ lỗ sàn bé dại (cm)
fi là tỷ lệ nằm giữa 2 sàn (%)
(Tham khảo trang 175 <1> )
2.1.3 Theo Champuis chào làng năm 2004
Đề xuất theo thực nghiệm và nhờ vào công thức mực 2.2
2.1.4 Amer & Awad (1974)
Dựa vào kết quả thí nghiệm trong phòng, Amer cùng Awad (1974) đã chào làng quan hệ k với phân tử mịn. Công thức có tính đến thông số nhớt của nước, để dễ dàng xét sinh sống 200C ta bao gồm công thức:
Trong đó: Cu: hệ số đồng nhất
D10: đường kính lỗ (mm) trên đó gồm 10% phân tử lọt qua
2.1.5 thủy quân Mỹ (1971)
Dựa vào thử nghiệm trong phòng, U.S. Deparment of Navi hỗ trợ tương quan liêu thực nghiệm thân k (ft/min) với D10 cho đất hạt mịn cùng với hệ số đồng điệu Cu tự 2 đến 12 với D10/D5 1 tại thời gian t=0. Nước bước đầu cho tung qua mẫu đất, tại thời gian t=t2, ta đo được h2
4. Thí nghiệm xác định hệ số ngấm tại hiện nay tường
4.1 cách thức bơm hút thí nghiệm
Hệ thể nghiệm bơm hút bao gồm một giếng trung trung ương bơm hút, các giếng quan trắc, đồng hồ đo lưu giữ lượng bơm.
Các bước cơ bản:
- Đo mực nước ngầm trước lúc bơm trong những giếng
- triển khai bơm hút
- Đo độ lùi về mực nước theo thời gian, theo lưu lại lượng.
Xem thêm: Mẫu Bàn Trang Điểm Đẹp 2021 Đẹp Độc Đỉnh, Top 50+ Mẫu Bàn Trang Điểm 2021 Đẹp Độc Đỉnh
Số liệu được ghi dìm được xử trí theo một số cách thức riêng
4.2 cách thức cột nước
5. Thông số thấm dọc cùng thấm ngang
Hầu hết các loại đất không đẳng hướng đến tính thấm. Trong khu đất trầm tích, độ lớn của k thay đổi phụ thuộc vào vào hướng thấm. Bao gồm 2 thành phần là thấm dọc kv cùng thấm ngang kh. Độ mập của hai thành phần này phụ thuộc vào các yếu tố, ví dụ điển hình như hình thức trầm tích.