SPRAWOZDANIE Z BADAŃ LABORATORYJNYCH

Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Instytut Inżynierii Środowiska

Laboratorium

Hydrologia oraz nauki o Ziemi

Temat ćwiczenia:

Temat ćwiczenia:

Oznaczanie współczynnika filtracji przy

pomocy rurki Kamieńskiego

Imię i Nazwisko

Marta Wachowicz

Jacek Juszkiewicz

Grupa: I, III semestr studiów
niestacjonarnych, Inżynieria
Środowiska

Ocena

Data

1. Cel ćwiczenia



Określenie współczynnika filtracji (k) metodą rurki Kamieńskiego. Określenie
zdolności gruntu do przepuszczania wody przy istnieniu różnicy ciśnień.



Określenie zredukowany współczynnik filtracji w odniesieniu do temperatury
wody 10°C



Oznaczenie przewodności hydraulicznej dla warstwy wodonośnej.



Oznaczenie współczynnika odsączalności w oparciu o oznaczony współczynnik
filtracji.



Oznaczenie współczynnik przepuszczalności.

2. Stosowana metodyka

Badanie współczynnika filtracji dwóch różnych próbek po pięć powtórzeń w serii
z użyciem rurek Kamieńskiego.

3. Uzyskane wyniki

ó

[

]

[

]

[

]

[ ]

1 −

[

⁄ ]

ś

[

⁄ ]

ś

[ ⁄ ]

1.

10,00

13,00

5,00

11,30

-0,48551

0,429653

0,4226 0,0042260

10,00

13,00

5,00

11,00

0,441371

10,00

13,00

5,00

11,50

0,422181

10,00

13,00

5,00

11,60

0,418541

10,00

13,00

5,00

12,10

0,401246

2.

11,00

11,10

5,00

301,80

-0,59866

0,02182

0,0214 0,0002138

11,00

11,10

5,00

302,40

0,021777

11,00

11,10

5,00

307,80

0,021394

11,00

11,10

5,00

312,00

0,021106

11,00

11,10

5,00

316,80

0,020787

Temperatura wody dla próbki nr 1 – 20,00°C
Temperatura wody dla próbki nr 2 – 20,00°C

4. Analiza wyników

4.1. Współczynnik filtracji „k”

Wyliczono na podstawie wzoru

= ∙ −

1 −

, gdzie:

−

ół

[

⁄ ]

−

ść

ó

[

]

−

ł

[ ]

−

ł ść ó ą

ł

ł

[

]

ℎ −

ą

óż

ś

ń [

]

Dla próbki nr 1 o temp. 20,00°C k

20

= 0,004226 ⁄ = 4,226 ∙ 10

⁄

Dla próbki nr 2 o temp. 20,00°C k

20

= 0,000214 ⁄ = 2,138 ∙ 10

⁄

4.2. Zredukowany współczynnik filtracji w odniesieniu do temp. wody 10 °C

Odniesienie współczynnika „k” ustalonego dla wody o temperaturze 20,00 °C do

współczynnika „k” dla wody o temperaturze 10,00 °C („k

10

”).

Korzystając ze wzoru

=

,

,

∙

, gdzie:

−

.

. 10℃ [

]

⁄

−

ół

.

[ ⁄ ]

−

[℃]

Dla próbki nr 1:

=

4,226 ∙ 10

m s

⁄

0,7 + 0,03 ∙ 20,00°

= 3,251 ∙ 10

⁄

Dla próbki nr 2:

=

2,138 ∙ 10

m

s

⁄

0,7 + 0,03 ∙ 20,00°

= 1,645 ∙ 10

⁄

4.3. Przewodność hydrauliczna („T”) dla warstwy wodonośnej o miąższości „m”

złożonej z tego gruntu

Korzystając ze wzoru

=

∙

, gdzie:

−

ść ℎ

[

]

⁄

−

.

. 10℃

−

ąż

ść [ ]

Dla próbki nr 1:

= 3,251 ∙ 10

⁄ ∙ 0,130

= 4,226 ∙ 10

= 1,521

ℎ

Dla próbki nr 2:

= 1,645 ∙ 10

⁄ ∙ 0,111

= 1,826 ∙ 10

= 6,573 ∙ 10

ℎ

4.4. Współczynnik odsączalności („μ”) w oparciu o oznaczony współczynnik

filtracji („k”)

Korzystając ze wzoru Biecińskiego

= 0,117 ∙

, gdzie:

−

ół

ą

ś

−

.

. 10° [ ⁄ ]

Dla próbki nr 1:

= 0,117 ∙

3,251 ∙ 10

= 5,1613 ∙ 10

Dla próbki nr 2:

= 0,117 ∙

1,645 ∙ 10 = 3,3715 ∙ 10

4.5. Współczynnik przepuszczalności („K”)

Korzystając ze wzoru

=

∙

, gdzie:

−

ół

ś [

]

−

.

. 10° [ ⁄ ]

−

.

ś

. 10℃ [

∙

∙

]

− ęż

ł ś

. 10 ℃ [

]

⁄

gdzie:

= 999,7

∙ 9,80665

= 9803,71

∙

∙

=

,

ę

= 9803,71

= ,

∙

= 1,3077

∙ =

1,3077

1000

∙ = 0,0013077

∙

∙ =

∙

∙ =

∙

,

ę

= 0,0013077

∙

= ,

∙

∙

Dla próbki nr 1:

=

,

∙

⁄ ∙ ,

∙

∙

,

∙

= ,

∙

⎣

⎢

⎢

⎢

⎢

⎡

∙

kg

m ∙ s

N

m

=

m

s

∙

kg

m ∙ s

kg ∙ m

s

m

=

m

s

∙

kg

m ∙ s

∙

s

kg ∙ m

∙ m

= m

⎦

⎥

⎥

⎥

⎥

⎤

=

4,3364 ∙ 10

9,86923 ∙ 10

=

,

(

),

1 = 0,986923 ∙ 10

=

∙

=

Dla próbki nr 2:

=

,

∙

⁄ ∙ ,

∙

∙

,

∙

= ,

∙

Jednostka jak dla próbki nr 1

=

2,1942 ∙ 10

9,86923 ∙ 10

=

,

(

),

1

= 0,986923 ∙ 10

Jednostka jak dla próbki nr 1

5. Wnioski

Zestawienie wyników:

Nr prób.:

Właściw.:

2

[ ⁄ ]

4,226 ∙ 10

2,138 ∙ 10

[ ⁄ ]

3,251 ∙ 10

1,645 ∙ 10

[

]

4,226 ∙ 10

1,826 ∙ 10

5,1613 ∙ 10

3,3715 ∙ 10

[

]

4,3364 ∙ 10

2,1942 ∙ 10

[ ]

439,38

22,23

Charakter

przepuszczalności

Badzo dobra

Dobra

Podział skał wg własności filtracyjnych (za: Pazdro Z., Kozerski B., „Hydrogeologia ogólna”.

Charakter przepuszczalności

Współczynnik

filtracji

[m/s]

Współczynnik

przepuszczalności

[darcy]

Bardzo dobra:

- rumosze
- żwiry
- piaski gruboziarniste i równoziarniste
- skały masywne z bardzo gęstą siecią drobnych szczelin

> 10

-3

> 100

Dobra:

- piaski różnoziarniste, średnioziarniste
- kruche, słabo spojone gruboziarniste piaskowce
- skały masywne z gęstą siecią szczelin

10

-4

-10

-3

10-100

Średnia:

- piaski drobnoziarniste
- less

10

-5

-10

-4

1-10

Słaba:

- piaski pylaste, gliniaste mułki
- piaskowce
- skały masywne z rzadką siecią drobnych spękań

10

-6

-10

-5

0,1-1

Skały półprzepuszczalne:

-gliny
-namuły
-mułowce
-iły piaszczyste

10

-8

-10

-6

0,001-0,1

Skały nieprzepuszczalne:

- iły
- iłołupki (łupki ilaste)
- zwarte gliny ilaste
- margle ilaste
- skały masywne niespękane

<10

-8

<0,001

Próbka nr 1 charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami filtracyjnymi ponieważ
zgodnie z Pazdro i Kozerskim (powyższa tabela) współczynnik filtracji k>10

-3

m/s oraz

współczynnik przepuszczalności K>100 D.

Próbka nr 2 charakteryzuje się dobrymi właściwościami filtracyjnymi ponieważ współczynnik
filtracji k w granicach 10

-4

- 10

-3

m/s oraz współczynnik przepuszczalności K w granicach

10 -100 D.