Str 130

8. WODY GRUNTOWE

8.1. PRZEPŁYW WODY W GRUNTACH

Woda przesączająca się przez warstwy gruntu płynie małymi kanalikami między poszczególnymi ziarnami i wobec dużych oporów ruchu ruch ten jest bardzo wolny.

Te dwa czynniki, to znaczy bardzo mała prędkość i drobne wymiary kanalików powodują, że ruch wód gruntowych jest ruchem laminarnym. Jak pamiętamy, rodzaj ruchu charakteryzuje się wielkością liczby Reynoldsa. Jeżeli jako charakterystyczny wymiar geometryczny d przyjmujemy miarodajną średnicę ziaren, górną wartością Re dla ruchu laminarnego jest

v

W wyjątkowych przypadkach, przy przepływie wody przez złoża rumoszu i bardzo grubych żwirów, może występować ruch burzliwy. W naszym kursie ograniczymy się jednak wyłącznie do analizy laminarnego ruchu wód gruntowych.

Jak wiemy, w ruchu tym opory i straty hydrauliczne są proporcjonalne do prędkości przepływu. Wobec tego stratę na odcinku drogi możemy wyrazić wzorem

gdzie: v',L' —

k'

rzeczywiste: prędkość cieczy i przebyta droga, współczynnik proporcjonalności.

Oczywiście droga L' przebiega między ziarnami gruntu, jest bardzo złożona i trudna do określenia. Również prędkość, wobec ciągłych zmian przekroju kanalików, jest zmienna i niewygodna do obliczeń.

W praktyce w rozważaniach zastępuje się rzeczywisty przepływ w gruncie schematem umownym „ruchu filtracyjnego”. Schemat ten spełnia następujące warunki:

—    zachowuje identyczne wymiary i kształt, co złoże rzeczywiste,

—    w odpowiadających sobie punktach schematu i złoża ciśnienie jest identyczne,

—    natężenie przepływu przez odpowiednie powierzchnie w schemacie i złożu jest identyczne.

W modelu ruchu filtracyjnego przyjmuje się jednak, że przepływ odbywa się całym przekrojem warstwy z prędkością u, zwaną prędkością filtracji.

130