ОСНОВНЫЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЛАСТА
Ниже представлено подробное описание основных фильтрационных параметров водоносных пластов, которые рассчитываются в программе АНСДИМАТ.
Коэффициент фильтрации
, м/сут:
коэффициент фильтрации по горизонтали,
;
коэффициент фильтрации по вертикали,
.
Скорость фильтрации при единичном градиенте напора; зависит от геометрии порового пространства и от гидродинамических свойств жидкости: плотности и вязкости [Шестаков, 1973]. Характеризует способность данного грунта пропускать ту или иную жидкость [Мироненко, 1996].
Коэффициент фильтрации определяется равенством
где
– проницаемость (свойство пористой среды пропускать через себя жидкость, газ или газожидкостную смесь под воздействием приложенного перепада давлений [Пыхачев, Исаев, 1973]; не зависит от свойств фильтрующей жидкости и определяется геометрией
порово-трещинного пространства [Гавич,1988]), м2;
– плотность жидкости, кг/м3;
– ускорение свободного падения, м/сек2;
– динамическая вязкость жидкости, кг*м/сек2.
Коэффициент фильтрации является коэффициентом пропорциональности между скоростью фильтрации
и градиентом напора. Это соотношение выражается законом Дарси [Darcy, 1856]
– скорость фильтрации, м/сут;
– изменение напора, м;
– длина пути фильтрации,м.
Если выразить скорость фильтрации через отношение расхода потока к площади его поперечного сечения
то закон Дарси запишется в виде
– расход потока, м3/сут;
– площадь поперечного сечения, м2 Проводимость пласта
Проводимость(transmissivity, transmissibility),
,
, м2/сут:
Расход жидкости через единицу поперечного сечения водоносного пласта мощностью
при единичном напорном градиенте [Боревский и др., 1973].
Для многослойного пласта, состоящего из
слоев, проводимость:
,где
– количество слоев;
– коэффициент фильтрации i-го слоя, м/сут;
– мощность i-го слоя, м.
Пьезопроводность
Пьезопроводность (hydraulic diffusivity),
,
, м2/сут:Показатель скорости изменения напора (гидростатического давления) в пласте [Мироненко, 1996].
Уровнепроводность
Уровнепроводность,
,
, м2/сут.
Отражает скорость распространения
возмущений в безнапорных пластах [Мироненко, 1996];
– средняя
мощность безнапорного пласта, м
Водооотдача
Водоотдача, упругая водоотдача, упругая емкость пласта (storage coefficient, storativity,
,
, безразмерный.
Характеризует изменение водонасыщенности горных пород,
обусловленное их деформациями, возникающими при изменении напряженного состояния пласта вследствие действия гидродинамических факторов (изменение напора, водоотбора и т.п.) [Шестаков, 1973]. Для многослойного пласта, состоящего из
слоев, водоотдача
,
– количество слоев;
– удельная водоотдача i-го слоя, 1/м;
– мощность i-го слоя, м
Удельная водоотдача, упругая
Удельная водоотдача, упругая емкость породы (specific storage),
, 1/м.
Изменение объема воды, отнесенное к объему породы, при единичном изменении напора [Шестаков, 1973]. Удельная водоотдача определяется равенством:
,
– объемная массажидкости, Н/м2;
– пористость;
E– коэффициент сжимаемости породы (показатель интенсивности уменьшения объема пор по мере нагружения [Мироненко, 1996]), 1/Па;
Па – объемный модуль Юнга (модуль упругости воды), Па;
– коэффициент сжимаемости воды или объемного сжатия воды (относительное изменение плотности воды при единичном изменении давления [Шестаков, 1995]), 1/Па
Коэффициент профильной анизотропии
Коэффициент профильной анизотропии,
,
, безразмерный.
Корень из отношения коэффициента фильтрации по вертикали (
) к коэффициенту фильтрации по горизонтали (
).
Сопротивление русла реки
Сопротивление русла реки,
, м.
Обобщенный гидрогеологический параметр ложа водоема, характеризующий его фильтрационное сопротивление;
зависит от строения ложа водоема (его геометрии и фильтрационной неоднородности) [Шестаков, 1995].
Гравитационная водоотдача
Гравитационная водоотдача, гравитационная емкость (specific yield),
, безразмерный.
Отношение изменения объема воды в гравитационной зоне потока к изменению объема этой зоны [Шестаков, 1973].
Параметр перетекания
Параметр перетекания (leakage factor),
, м:
– при наличии одного питающего слоя, когда вода поступает только через слабопроницаемый слой, находящийся в кровле, или только через слой, находящийся в подошве водоносного пласта;
– при наличии двух питающих слоев, когда вода поступает через слабопроницаемые слои, находящиеся в кровле и подошве водоносного пласта,
где
– проводимость водоносного пласта, м2/сут;
– коэффициенты фильтрации слабопроницаемых слоев, м/сут;
– мощности слабопроницаемых слоев, м.
Комплексный параметр, который зависит от проводимости основного водоносного пласта, коэффициента фильтрации и мощности разделяющих слабопроницаемых слоев [Боревский и др., 1973]. Чем меньше величина
, тем интенсивнее, при прочих равных условиях, идет перетекание.