Фільтрація підземних вод

Фільтрація підземних вод (рос. фильтрация подземных вод, англ. groundwater seepage; нім. Grundwasserversickerung f) – рух підземних вод у пористих або тріщинуватих гірських породах під дією сили тяжіння. Підземні води, що проникають в дрібнопористі гірські породи шляхом фільтрації, називаються фільтраційними водами. Швидкість Ф., що визначається об'ємною витратою рідини через одиницю площі поперечного перетину пласта, пропорційна ґрадієнту тиску, проникності гірських порід і зворотно пропорційна в'язкості рідини. Швидкість Ф.п.в. завжди менша від істинної швидкості руху рідини. У залежності від швидкості руху рідини Ф.п.в. може бути ламінарною і турбулентною.

Ламінарна фільтрація (переважно в дрібнозернистих породах) підкоряється закону Дарсі:

V=k•i,

де V – швидкість фільтрації; i – гідравлічний ґрадієнт; k – коеф. фільтрації.

Турбулентна Ф.п.в. (перев. в тріщинуватих, грубозернистих і уламкових породах) підкоряється квадратичному закону опору:

V = k•i².

У природних умовах в гірських породах турбулентний режим Ф. зустрічається надто рідко. При підземній розробці з Ф.п.в. пов'язано випирання порід ґрунту і відшаровування порід покрівлі, а при невеликій потужності – раптові прориви води, пливунів і глини у виробки.

Ф.п.в. в товщі корисних копалин прискорює процеси їх вивітрювання і вилуговування, спричиняє зміну фіз. і механіч. властивостей, хім. складу.

Рух води у гірських породах може характеризуватися постійністю в часі. У зв’язку з цим виділяють сталий і несталий його види. Рух підземних вод вважається сталим, якщо рівні води, як і усі інші елементи потоку залишаються постійними у часі. Якщо рівні води у одних і тих же точках змінюються в часі, то рух вважається несталим. Зазвичай основні рівняння руху потоку, підземних вод до гірничих виробок в інженерній геології розглядаються стосовно сталого руху. Для випадків несталого руху до основних рівнянь додатково залучаються різні уточнення. За умовами дренування і специфікою напрямку руху води слід розрізняти потоки плоскі та радіальні.

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
• Бойко В.С., Бойко Р.В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу. Тт. 1-2, 2004-2006 рр. 560 + 800 с.
• Інженерна геологія (з основами геотехніки): підручник для студентів вищих навчальних закладів /Колектив авторів: В. Г. Суярко, В. М. Величко, О. В. Гаврилюк, В. В. Сухов, О. В. Нижник, В. С. Білецький, А. В. Матвєєв, О. А. Улицький, О. В. Чуєнко.; за заг. ред. проф. В. Г. Суярка. — Харків: Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2019. — 278 с.