Oznaczenie współczynnika filtracji skał.

Tabela nr 1

Paweł Piegza Kraków, 26.10.2009r

Dariusz Paściak

rok II IŚ gr 3/1, zespół 3

Sprawozdanie nr 1

Temat: Oznaczanie współczynnika filtracji skał (ćwiczenie 11-5)

1.Cel ćwiczenia:

Określenie współczynnika filtracji przy przepływie przez nią wody.

2.Podstawowe pojęcia:

Współczynnik filtracji - k_f przy danej temperaturze określany jest stosunkiem objętości przepływu Q do pola przekroju próbki prostopadłego do kierunku przepływu S oraz czasu przeplywu τ i spadku hydraulicznego i wyrażanego różnicą wysokości słupów cieczy ∆h lub różnicą ciśnienia ∆p na drodze L :

W odniesieniu do temperatury 10°C: 

Praktycznie współczynnik filtracji przy przepływie wody określa jej prędkość przepływu w odniesieniu do całego przekroju próbki skalnej przy i=1. Podana zależność (wzór podany wyżej) jest słuszna dla ruchu laminarnego i tylko dla ustalonej temperatury, z którą związana jest lepkość wody i porowatość.

W zależności od wartości współczynnika filtracji skały dzielimy na:

Dobrze przepuszczalne k_f > 1000 m/dobę

Średnio przepuszczalne 10 m/dobę =< k_f =< 1000 m/dobę

Słabo przepuszczalne 0,1 m/dobę =< k_f =< 10 m/dobę

Nieprzepuszczalne k_f < 0,1 m/dobę

Spadek hydrauliczny (I) - różnica wysokości hydraulicznej (Δh) miedzy dwoma punktami na jednej linii prądu (na kierunku maksymalnego spadku) w warstwie wodonośnej, przypadająca na jednostkowo odległość miedzy tymi punktami (L)

Średni spadek hydrauliczny - spadek wysokości hydraulicznej w kierunku prostopadłym do powierzchni przekroju przypadający na jednostkę drogi filtracji

3. Przebieg ćwiczenia:

Badanie przeprowadzone zostało na aparacie ZWK II. Do pierścienia została wsypana próbka w postaci piasku drobnoziarnistego. Po wykonaniu niezbędnych pomiarów tj. wysokość próbki, jej średnicy, powierzchni przekroju, temperatury wody i ustaleniu czasu przepływu wody przystąpiono do wykonania ćwiczenia.

Dokonano 10 pomiarów przepływu wody, przy zachowaniu stałego spadku hydraulicznego, po 5 odpowiednio przy przepływie z dołu do góry i z góry do dołu.

Następnie, po uśrednieniu wyników objętości wody przepływającej przez próbkę i podstawieniu odpowiednich zmierzonych wcześniej wartości do wzoru otrzymano wynik końcowy w postaci współczynnika filtracji, co należało dokonać w tym ćwiczeniu.

Wszystkie wartości zostały podane w Tabeli nr 1 dołączonej do sprawozdania.

4. Wnioski:

- różnice w wartościach dla przepływu wody z góry na dół i z dołu do góry są spowodowane tym że próbka pobrana została poprzez sypanie do pierścienia, co naruszyło jej naturalną strukturę i zmieniło prawidłowy przepływ medium.

- współczynnik filtracji mieści się w wartościach tablicowych.

- niedokładne odczytanie pomiarów zarówno przepływającej wody jak i różnicy poziomów jej w obu zbiornikach, połączone z możliwością złego zagęszczenia próbki, dało przypuszczalnie wyniki opatrzone błędem.

Rodzaj skał	Piasek drobnoziarnisty
			L - wysokość próbki, [m]	0,046
			d - średnica próbki, [m]	0,11
			S - powierzchnia przekroju poprzecznego próbki, [m^2]	0,0095
	Kierunek przepływu wody: 1 - z dołu do góry, 2 - z góry do dołu.	1	2
	∆h - różnica poziomów wody w zbiornikach, [m]			0,03	0,03
	i - spadek hydrauliczny			0,65	0,61
	τ- czas przepływu, [s]			20	20
	Objętość wody przepływającej przez próbkę Q1 , m^3 Q2 , m^3 Q3 , m^3 Q4 , m^3 Q5 , m^3			4,3*10^-5 4,35*10^-5 45,5*10^-5 45,5*10^-5 4,6*10^-5	4,3*10^-5 4,3*10^-5 4,3*10^-5 4,3*10^-5 4,3*10^-5
	Q - średnia objętość wody, [m^3]			4,47*10^-5	4,29*10^-5
	kf - współczynnik filtracji przy przepływie wody w kierunku 1 i 2, [m/s]			3,62*10^-4	3,7*10^-4
	kf - średni współczynnik filtracji dla danego rodzaju skały, [m/s]	3,66*10^-4
	T - temperatura wody podczas badania, [^oC]			21
	kf10 - średni współczynnik wodoprzepuszczalności, [m/s]			2,75*10^-4
	Przepuszczalność skały			średnio

---