Динамика подземных вод
Учебник для вузов
Покупка
Тематика:
Гидрогеология. Геокриология
Издательство:
Горная книга
Год издания: 2009
Кол-во страниц: 519
Дополнительно
Доступ онлайн
295 ₽
В корзину
Изложена теории движения подземных вод: физико-математические основы
фильтрации, методы решении задач плановой фильтрации, теоретнческие основы
опытно-фильтрационных работ, а таюке основы миrрации подземных вод и влагапереноса
в зоне аэрации. Особое место занимает раздел, посвященный приложению
методов динамики подземных вод при гидрогеологических и инженерно-геологических
исследованиях.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению
«Геология и разведка полезных ископаемых», специальности «Поиск и разведка подземных
вод и инженерно-геологические изыскания».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- 21.00.00: ПРИКЛАДНАЯ ГЕОЛОГИЯ, ГОРНОЕ ДЕЛО, НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО И ГЕОДЕЗИЯ
- ВО - Специалитет
- 21.05.02: Прикладная геология
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ Председатель Л.А. ПУЧКОВ президент МГГУ, чл.-корр. РАН Зам. председателя л.хгитис директор Издательства МГГУ Члены редсовета А.П. ДМИТРИЕВ академик РАЕН Б.А. КАРТОЗИЯ академик РАЕН А.В. КОРЧАК академик МАН ВШ М.В. КУРЛЕНЯ академик РАН В.И. ОСИПОВ академик РАН В.Л. ПЕТРОВ академик МАНВШ Э.М. СОКОЛОВ академик МАН ВШ К.Н. ТРУБЕЦКОЙ академик РАН В.А. ЧАНТУРИЯ академик РАН
В.А. МИРОНЕНКО ДИНАМИКА ПОДЗЕМНЬIХ ВОД Издаиие 5-е, cmepeomunuoe Peкaltel/дoвal/o Мrтистерстваи образоваi/IIЯ и науки Российской Федерациrt в качестве учебника для студентов высших учебl/ых заведений, обучающихся 110 1/аnравлетtю «Геология и разведка полезных ucкonaeAtЬLП), специальl/ости <<Поиск и разведка подзелmых вод и инженерногеологические изыскания)) МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА)) • ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГОГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 2 о о 9
УДК 551.49 ББК 26.35 М64 Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книж:ным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124-94). Санитарно-эпидемиологическое заключение ФедерШiьной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаМ 77.99.60.953Д.012634.ll.08 Мироненко В.А. М 64 Динамика подземных вод: Учебник для вузов. 5-е изд., стер. М.: издательство «Горная книга>), Издательство Московского государственного горного университета, 2009. 519 с.: ил. (ЭКОЛОГИЯ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА) ISBN 978-5-98672-124-8 (в пер.) ISBN 978-5-7418-0570-1 Изложена теории движении подземных вод: физико-математические основы фильтрации, М~mЭды решении задач планово!! фильтрации, теоретнческие основы опыпю-фильтрационных работ, а таюке основы миrрации подземных вод и влагапереноса в зоне аэрации. Особое место занимает раздел, посвищенныll приложсиню М~mЭдов динамики подземных вод при гидрогеологических и инженерно-геологических исследованиях. Дли студеiПОв высших учебных заведениll, обучающихси по направлению «Геологии и разведка полезных ископаемых», специальноспt «Поиск и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскании». ISBN 978-5-98672-124-8 ISBN 978-5-7418-0570-1 УДК 551.49 ББК 26.35 © В.А. Мироненко, 2005, 2009 © Издательство «Горная книга)), 2009 ©Издательство МГГУ, 2005, 2009 © Дизайн книги. Издательство МГГУ, 2005, 2009
..... . .. . . ОгЛавленИе . . ПРЕДИСЛОВИЕ ......................................................................... 17 ЧАСТЬ ПЕРВАЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИНАМИКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД (ОСНОВНОЙ КУРС) Глава 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИНАМИКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД .................................................... 28 1.1. Вода как жидкость. Исходные физико-механи ческие представления .......................................... 28 1.1.1. Основные свойства жидкостей .................. 28 1.1.2. Элементы гидростатики ............................. 31 1.1.3. Гидростатический напор ........................... 33 1.1.4. Элементы гидродинамики идеальной жидкости .................................................... 34 1.1.5. Элементы гидродинамики реальной жидкости .................................................... 3 7 1.1.6. О режимах движения ................................. 43 1.2. Общая физическая характеристика воданасыщенных горных пород .......................................... 46 1.2.1. Геометрия пор и трещин в горных поро дах .............................................................. 46 1.2.2. Виды воды в горных породах с позиций задач динамики подземных вод ................. 48 1.2.3. Воданасыщенные горные породы как сплошная среда .......................................... 52 5
1.3. Подземная mдростатика (напряжения в водонасыщенных горных породах) ............................. 54 1.4. Емкостные свойства горных пород ...................... 61 1.4.1. Гравитационная емкость ........................... 61 1.4.2. Упругая емкость ........................................ 63 1.5. Основной закон фильтрации и проницаемость горных пород ........................................................ 71 1.5.1. Закон Дарен ............................................... 71 1.5.2. Коэффициент фильтрации и коэффици ент проницаемости ................................... 7 б 1.5.3. Ограничения на закон Дарен .................... 80 1.5.4. Общие представления о статистической теории фильтрации .................................... 84 1.5 .5. О напряженном состоянии горных по род в фильтрационном потоке ( гидроди намическое давление) ............................... 86 1.6. Общая физическая характеристика геофиль трационных процессов ......................................... 8 8 1. 7. Физические основы моделирования геофиль трационных процессов ......................................... 95 Контрольные вопросы ................................................. 102 Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ............................. 1 04 2.1. Гидродинамическая типизация условий движения подземных вод ..................................... 105 2.2. Построение основных дифференциальных уравнений геофильтрации и математические основы моделирования фильтрационных процессов .............................................................. 114 2.2.1. Дифференциальные представления ис ходных физических закономерностей ...... 114 6
2.2.2. Расчетная модель жесткого режима фильтрации ................................................ 11 7 2.2.3. Расчетная модель упругого режима фильтрации ................................................ 119 2.2.4. Подобие дифференциальных уравнений как основа математического моделирова ния фильтрации ......................................... 121 2.3. Основные дифференциальные уравнения пла новой фильтрации ................................................ 123 2.3.1. Плановая фильтрация в изолированном напорном пласте ........................................ 125 2.3.2. Плановая напорная фильтрация при на личии перетекания .................................... 125 2.3.3. Плановая фильтрация в безнапорном пласте ......................................................... 127 2.4. Краевые условия фильтрации .............................. 131 2.5. Математическая модель плановой фильтра ции условия применимости и основные рас четные схемы ........................................................ 141 2.5.1. Об условиях применимости расчетной модели плановой фильтрации ................... 141 2.5.2. Основные расчетные схемы плановой фильтрации ................................................ 143 Контрольные вопросы ................................................. 149 Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕЗАдАЧ ПЛАНОВОЙ СТАЦИОНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ...................... 151 3.1. Плоскопараллельная (одномерная) стационар ная фильтрация .................................................... 152 3.1.1. Задача о напорной фильтрации между двумя бассейнами (реками) ...................... 152 3.1.2. Задача о безнапорной фильтрации между двумя бассейнами (реками) .................. 155 7
3.1.3. О формуле Дюпюи и промежутке вы сачивания ................................................... 158 3.1.4. Безнапорная фильтрация в слоистом пласте между двумя бассейнами (река ми) при отсутствии инфильтрации ............ 160 3.1.5. Напорно-безнапорная фильтрация между двумя бассейнами (реками) при от сутствии инфильтрации ............................. 161 3.1.6. Движение в планово-неоднородном на порном пласте ............................................ 163 3 .1. 7. Безнапорное движение между двумя бассейнами (реками) в однородном пласте с наклонным водоупором при отсутствии инфильтрации ......................... 165 3.2. Плоскорадиальная (одномерная) стационар ная фильтрация .................................................... 168 3.2.1. Задача о фильтрации к скважине в кру говом пласте .............................................. 168 3.2.2. Задача о скважине в пласте с перетека нием ........................................................... 170 3.3. Решение задач двухмерной установившейся фильтрации на основе принципа сложения течений ................................................................. 1 7 4 3.4. Метод эквивалентных фильтрационных сопро тивлений ............................................................... 18 2 3.5. Общие принципы моделирования задач плано вой стационарной фильтрации ............................. 193 3.5.1. Сплошные модели из электропровод ной бумаm ................................................. 193 3.5.2. Дискретные модели- сетки электриче ских сопротивлений ................................... 198 Контрольные вопросы ................................................. 202 8
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАДАЧ ПЛАНОВОЙ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ................. 204 4.1. Простейшие одномерные решения и пути их использования для исследования двухмерных задач плановой фильтрации ................................. 206 4.1.1. Фундаментальное решение (задача о подпоре вблизи водохранилища) .............. 206 4.1.2. Задача о плоскорадиальной фильтра ции к скважине .......................................... 214 4.1.3. О возможностях распространения реше ний одномерных задач на двухмерные плановые потоки ....................................... 221 4.2. Аналитическое исследованиенестационарных фильтрационных процессов методами интегральных преобразований ............................................. 224 4.3. Моделированиенестационарных плановых по токов ..................................................................... 232 4.3.1. Конечно-разностная форма дифферен циальных уравнений ................................. 23 2 4.3.2. Аналоговое моделирование нестацио нарной фильтрации ................................... 234 4.3.3. Исходные представления о схемах численного моделирования нестационарной фильтрации на ЭВМ .................................. 239 Контрольные вопросы ................................................. 244 Глава 5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПЫТНО ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ............ 246 5.1. Особенности задач, связанных с интерпрета цией опытно-фильтрационных исследований ..... 246 9
5.2. Общая гидродинамическая характеристика опытных откачек и типизация условий опробова ния ....................................................................... 251 5. 2.1. Изменения в подземной гидростатике и гидродинамике при опытной откачке ....... 251 5.2.2. Особенности фильтрационных процес сов при опытных откачках ........................ 254 5.2.3. Основные расчетные схемы ...................... 256 5.3. Специфика rеофильтрационных процессов в различных типовых условиях проведения опытных опробований .................................................. 263 5.3.1. Схема 11-1 -пласт с перетеканием .......... 264 5.3.2. Схема 11-2- напорный гетерогенный пласт .......................................................... 267 5.3.3. Схема III-1 безнапорный пласт двух слойного строения ..................................... 271 5.3.4. Схема III-2- однородный безнапорный пласт ................................................... 273 5.3.5. О некоторых rидрогеомеханических эф фектах ........................................................ 275 5.3.6. Особенности фильтрационного процесса при откачках из планово-ограниченных и планово-неоднородных пластов ..... 277 5.4. Анализ влияния технических факторов на ре зультаты опытно-фильтрационных работ ............ 280 10 5.4.1. Значение несовершенства центральной скважины по степени вскрытия пласта ..... 280 5.4.2. Значение несовершенства наблюдательных скважин по степени вскрытия пласта 282 5.4.3. Значение непостоянства расхода откач ки и объема воды в стволе центральной скважины ................................................... 283 5.4.4. Роль скип-эффекта центральной скважины .......................................................... 284
Доступ онлайн
295 ₽
В корзину