Таблица

Таблица с фактическими замерами. Заполняется через буфер обмена (кнопка "Вставить") или через загрузку (кнопка "Загрузить") ранее сохраненного файла (кнопка "Сохранить"). Таблица содержит колонки со временем (t, мин) от начала эксперимента и с объемом воды (dV, л), необходимой для поддержания постоянного уровня в шурфе на каждый момент времени. Т.е. предполагается, что объем воды вылит в шурф за время между двумя соседними замерами

Кнопка "Копировать"

Сохранить таблицу в буфере обмена

Кнопка "Вставить"

Вставить данные из буфера обмена в таблицу. Буфер обмена должен включать две колонки: время (в минутах) и объем воды (в литрах). Время отсчитывается от начала эксперимента, начиная с первого (ненулевого) замера. Предыдущие данные будут удалены из окна

Рамка "График"

Построение графиков для расчета коэффициента фильтрации. При переключении опций автоматически перестраивается график. Для графического определения коэффициента фильтрации или разбивки графика на участки появляется элемент:

– наклонная прямая линия (перемещение с помощь левой и правой кнопки мыши);

– вертикальная прямая линия (перемещение с помощь кнопки мыши)

Опция "Замеры: dV – t"

График (см. рисунок выше) строится по фактическим замерам, отображенным в таблице, – изменение объема воды (dV, л) во времени (t, мин). Коэффициент фильтрации определяется по отдельным замерам с помощью вертикальной зеленой линии, которая перемещается с помощью мыши или нажатия мыши на требуемую строку таблицы. Ячейка, соответствующая положению вертикальной линии, подсвечивается зеленым цветом. Коэффициент фильтрации определяется по зависимости, предложенной Болдыревым

Или в обозначениях диалогового окна

k = dV / F / (ti – ti -1)

dV – объем воды, налитый в шурф в интервале времени (ti – ti-1), л;

F – площадь шурфа, м2;

ti, ti-1 – время ti, соответствующее положению вертикальной линии, и на предыдущий момент ti-1, сут.

Вертикальная линия прикладывается к последним замерам. Если на графике выделяется несколько участков (характеризует слоистую ненасыщенную толщу), то обработка осуществляется на время окончания первого участка. Остальные участки будут давать завышенные коэффициенты фильтрации каждого слоя

Опция "v * V – V"

По оси y откладывается скорость изменения объема воды, умноженная на накопленный объем воды (v * V, м4/сут). По оси x откладывается накопленный с начала эксперимента объем воды вылитый в шурф (V, м3).

Скорость (v, м/сут) рассчитывается по зависимости

v = dV / F / (ti - ti -1)

V – накопленный объем, рассчитанный на каждый момент времени как сумма предыдущих объемов.

Коэффициент фильтрации определяется по углу наклона прямой линии. Это следует из равенства

v = k * ( 1 + p / V)

или

v * V = k * V + p

где

тангенс угла наклона равен коэффициенту фильтрации;

p = k * F * μ * (hc + z) – величина, зависящая от коэффициента фильтрации (k), площади шурфа (F),  капиллярных сил (hc), глубины залегания подземных вод (z) и предельной величины недостатка насыщения (μ).

Недостаток насыщения μ характеризует долю необводненного порового пространства зоны аэрации, так что объем залитой воды может быть выражен V = μ * F * z.

Если кривая состоит из нескольких участков (слоистая ненасыщенная толща), то последние замеры каждого участка, которые аппроксимируются прямой линией, будут соответствовать коэффициенту фильтрации слоя: 1-й участок – 1-й слой от поверхности.

Характерные графики (взято из Кац, Шестаков, 1992): а – однородная толща; б – затухание проницаемости с глубиной; в – двухслойное строение зоны аэрации; г – однородный слой с постепенным переходом к затухающей проницаемости

Кнопка переключения "Выбор"

Кнопка активируется при выборе графика "v * V – V". Кнопка требуется, если изучаемая зона аэрации представлена слоистой толщей. При нажатой кнопке на графике появляется вертикальная зеленая лини, позволяющая разбить кривую на несколько участков (график характерен для слоистой ненасыщенной толщи). Каждый участок отвечает проводимости слоя. Под основной таблицей появляется дополнительная таблица, количество строк в которой определяется количеством участков на кривой и задается в поле "Количество слоев". Во второй колонке отмечается время окончания участка. Для задания времени:

1) поставьте курсор на одну из строк таблицы (первая строка относится к верхнему слою);

2) передвиньте вертикальную зеленую линию на графике с помощью мыши;

3) двойной клик на левую кнопку мыши – программа автоматически найдет время, соответствующее объему воды на графике, и запишет его в таблицу.

Каждое последующее время должно быть больше предыдущего. Задание времен необходимо для определения коэффициента фильтрации на графике "V / F – t" (см. ниже)

Опция "V / F – t"

По оси y откладывается накопленный объем, деленный на площадь шурфа (V / F, м). По оси x откладывается время от начала эксперимента (t, сут). Для однослойного строения толщи график аппроксимируется прямой линией, выходящей из начала координат. Это следует из зависимости, предложенной Болдыревым

откуда

V / F = k * t

где тангенс угла наклона равен коэффициенту фильтрации.

Для слоистой толщи начальный прямолинейный участок графика будет отклоняться от прямой линии. На данном графике невозможно выделить участки кривой. Для этого используется инструмент, рассмотренный выше (см. описание кнопки переключения "Выбор"). Для перехода к обработке каждого участка нажмите кнопку "Отрезок".

Кнопка переключения "Отрезок"

Кнопка активируется при выборе графика "V / F – t". Кнопка требуется, если изучаемая зона аэрации представлена слоистой толщей. При нажатой кнопке под основной таблицей появляется дополнительная таблица, количество строк в которой определяется количеством участков на кривой. Колонка со временем должна быть заполнена ранее (см. описание кнопки переключения "Выбор"). Для расчета коэффициента фильтрации:

1) поставьте курсор на первую строку таблицы (первая строка относится к верхнему слою) – на графике появится заштрихованный прямоугольник, показывающий интервал графика, аппроксимация которого прямой линией позволит определить коэффициент фильтрации слоя;

2) перемещайте прямую линию внутри прямоугольника; по углу наклона прямой линии определяется коэффициент фильтрации;

3) нажмите кнопку "|--|", если требуется изменить масштаб графика для выделенного диапазона;

4) повторите действия для каждого участка.

Коэффициент фильтрации первого от поверхности слоя равен тангенсу угла наклона прямой линии

k1 = C1

Для каждого последующего слоя

ki = 2 * Ci - Ci-1

где Ci - тангенс угла наклона прямой линии.

Из аппроксимации прямой линией необходимо исключить первые и последние замеры внутри участка кривой, т.к. на них сказывается влияние выше и нижележащих слоев. При наличии всасывающего давления углы наклона прямой линии будут давать завышенные значения коэффициента фильтрации.

Опция "v – 1 / V"

По оси y откладывается скорость изменения объема воды (v, м/сут). По оси x откладывается обратная величина накопленного с начала эксперимента объема воды (1 / V, м-3).

Скорость рассчитывается по зависимости: v = dV / F / (ti – ti -1). V – накопленный объем, рассчитанный на каждый момент времени как сумма предыдущих объемов.

Коэффициент фильтрации определяется по величине, отсекаемой на оси ординат. Это следует из равенства

v = k + k * p / V

Прямая накладывается на последний участок индикаторной кривой. Один или два первых замера могут значительно отклоняться от прямой линии. При наличии всасывающего давления коэффициент фильтрации занижается. При слоистом строении зоны аэрации на данном графике определяется коэффициент фильтрации первого слоя

Опция "Q – t"

Построение графика изменения расхода (Q, м3/сут) от времени (t, сут). Расход определяется как отношение объема залитой воды dV к интервалу времени dt: Q = dV / dt. График не предназначен для определения коэффициента фильтрации

Рамка "Параметры прямой"

Содержит информационные поля: угловой коэффициент прямой линии (C) и величину (A), отсекаемую прямой линией на оси ординат. Рамка доступна при определении коэффициента фильтрации прямой линией

Поле "F, м^2"

Площадь шурфа. При изменении значения часть графиков перестраивается

Поле "Коэффициент фильтрации, м/сут"

Информационное поле для отображения результата расчета коэффициент фильтрации. Поле недоступно при построении графика не предназначенного для расчета коэффициента фильтрации

Кнопка "Сохранить"

Сохранить исходную и расчетную информацию в виде файла с расширением ATV

Кнопка "Загрузить"

Загрузить исходную и расчетную информацию, ранее сохраненную в файл с расширением ATV

Кнопка "Копировать график"

Копировать в буфер обмена таблицу, необходимую для построения графика, отображенного в окне. Буфер обмена будет содержать две колонки: x и y

Кнопка "Копировать таблицу"

Копировать в буфер обмена таблицу, необходимую для расчетов в данном окне. Буфер обмена будет содержать девять колонок:

t – время замеров в сутках от начала эксперимента;

dV – объем залитой воды в м3, необходимый для поддержания постоянного уровня в шурфе на момент времени t;

V – накопленный объем залитой воды в м3 на время t;

dt – интервал времени в сутках между двумя замерами;

Q = dV / dt – расход воды в м3/сут, необходимый для поддержания постоянного уровня в шурфе на момент времени t;

v = Q / F – скорость подачи воды в м/сут, необходимая для поддержания постоянного уровня в шурфе на момент времени t;

V / F – отношение накопленного объема залитой воды к площади шурфа на момент времени t;

1 / V – обратная величина накопленного объема залитой воды в м-3 на время t

Кнопка "Закрыть"

Закрытие окна с сохранением исходной и расчетной информации