Υπόγεια Υδραυλική. 1 η Εργαστηριακή Άσκηση Εφαρμογή Νόμου Darcy

Σχετικά έγγραφα
Υπόγεια Υδραυλική. 5 η Εργαστηριακή Άσκηση Υδροδυναμική Ανάλυση Πηγών

Προστασία Υδροφόρων Οριζόντων Τρωτότητα. Άσκηση 1

. Υπολογίστε το συντελεστή διαπερατότητας κατά Darcy, την ταχύτητα ροής και την ταχύτητα διηθήσεως.

Υπόγεια ροή. Εξισώσεις (μονοφασικής) ροής Εξισώσεις πολυφασικής ροής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ 6. ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ & ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΩΝ

Υπολογισμός Διαπερατότητας Εδαφών

ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΡΥΠΑΣΜΕΝΩΝ ΧΩΡΩΝ ΣΧΟΛΙΑ ΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΟΠΟΙΕΣ ΔΙΝΟΝΤΑΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

Η αστοχία στα εδαφικά υλικά Νόμος Τριβής Coulomb


Υπόγεια ροή. Παρουσίαση 2 από 4: Νόμος Darcy

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 4 Υπόγεια Ροή

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΗΡΩΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΥ ΖΩΓΡΑΦΟΥ ΑΘΗΝΑ

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Στραγγίσεις (Θεωρία) Ενότητα 9 : Η ασταθής στράγγιση των εδαφών Ι Δρ.

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

3. Στοιχεία υδρογεωλογίας

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ. Μάθημα: Προχωρημένη Υδρογεωλογία. Ενότητα 2 η : Θεωρία- Επεξεργασία Δοκιμαστικών αντλήσεων ΑΘΗΝΑ 2009

ΠΕΡΙΒΑΛΛΩΝ ΧΩΡΟΣ ΤΕΧΝΙΚΟΥ ΕΡΓΟΥ. Ν. Σαμπατακάκης Καθηγητής Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας Παν/μιο Πατρών

2g z z f k k z z f k k z z V D 2g 2g 2g D 2g f L ka D

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 4 Υπόγεια Ροή

Υδραυλικός Υπολογισμός Βροχωτών Δικτύων

ΑΝΤΛΗΤΙΚΕΣ ΔΟΚΙΜΑΣΙΕΣ. Προϋποθέσεις

ΥΠΟΓΕΙΟ ΝΕΡΟ. Εισαγωγή - Ορισμοί

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΧΤΩΝ ΚΑΙ ΚΛΕΙΣΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΗΡΩΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΥ ΖΩΓΡΑΦΟΥ ΑΘΗΝΑ

k = Q c h Δοκιμή Lefranc m/sec

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΥΠΟΓΕΙΑΣ Υ ΡΑΥΛΙΚΗΣ

Τρία ερωτήματα μεταφοράς. Που πρέπει να γίνουν «άσκηση», και να λυθεί η άσκηση για να απαντηθεί το ερώτημα...

Εκμετάλλευση και Προστασία των Υπόγειων Υδατικών Πόρων

Ασκήσεις Τεχνικής Γεωλογίας 7η Άσκηση

Πορώδες (θ) Porosity: θ= V v /V

Εργαστήριο Εδαφομηχανικής

Τεχνική Υδρολογία. Κεφάλαιο 6 ο : Υδρολογία Υπόγειων Νερών. Φώτιος Π. ΜΑΡΗΣ

ΚΟΡΕΣΜΕΝΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΡΥΠΟΥ ΛΟΓΩ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ. Σχόλιο: ίδια έκφραση για ροή ρευστού σε αγωγό ή πορώδες μέσο V V

Βρείτε την εξίσωση της γραµµής ροής που τη χρονική στιγµή t = 0 διέρχεται από το σηµείο P ( 1,2 ).

Πίνακας 8.1 (από Hoek and Bray, 1977)

ΚΙΝΗΣΗ ΤΟΥ Ε ΑΦΙΚΟΥ ΝΕΡΟΥ

Τεχνική Υδρολογία (Ασκήσεις)

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 8 Τεχνολογίες αποκατάστασης υπεδάφους

ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα κανονικής εξέτασης

Αρχές ροής υπογείων υδάτων

Πορώδη µέσα - Εξισώσεις ροής

Το μισό του μήκους του σωλήνα, αρκετά μεγάλη απώλεια ύψους.

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

Τύποι χωμάτινων φραγμάτων (α) Με διάφραγμα (β) Ομογενή (γ) Ετερογενή ή κατά ζώνες

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

Υπόγεια ροή. Παρουσίαση 3 από 4: Ταχύτητα κίνησης υπόγειου νερού & ρύπου. (Tαχύτητα μεταγωγής)

Ορμή και Δυνάμεις. Θεώρημα Ώθησης Ορμής

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

Απόδειξη της σχέσης 3.17 που αφορά στην ακτινωτή ροή µονοφασικού ρευστού σε οµογενές πορώδες µέσο

Πορώδες (θ) Porosity:

Παγκόσμια Ημέρα Νερού

Η γνώση της διαπερατότητας του εδάφους είναι αναγκαία προκειµένου να αντιµετωπιστούν προβλήµατα:

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο - Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Περιβαλλοντική Γεωτεχνική - 2 η σειρά ασκήσεων - 25 Οκτωβρίου, 2018

Υδραυλική των Υπόγειων Ροών

Ασκήσεις Τεχνικής Γεωλογίας 7 η Άσκηση

Περιβαλλοντική Υδρογεωλογία. Υδροκρίτης-Πιεζομετρία

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΜΟΝΙΜΗ Υ ΑΤΙΚΗ ΡΟΗ ΙΑΜΕΣΟΥ ΤΟΥ Ε ΑΦΟΥΣ

Ρύπανση Υδάτων και Εδαφών

ΥΔΡΟΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 1:Εισαγωγικές έννοιες της Υδρογεωλογίας. Ζαγγανά Ελένη Σχολή : Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογίας

ΑΣΚΗΣΗ ΣΤΑΘΜΟΣ ΚΑΤΑΚΡΗΜΝΙΣΕΙΣ ΕΞΑΤΜΙΣΗ. Μ mm 150 mm. Μ mm 190 mm. Μ mm 165 mm. Μ mm 173 mm.

ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ι ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΙΑΛΕΞΕΩΝ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑ ΚΡΗΤΗΣ ΔΗΜΟΣ ΜΙΝΩΑ ΠΕΔΙΑΔΑΣ Δ/ΝΣΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ

Υφαλμύρινση Παράκτιων Υδροφορέων - προσδιορισμός και αντιμετώπιση του φαινομένου με συνδυασμό μοντέλων προσομοίωσης και μεθόδων βελτιστοποίησης

Υπενθύµιση εννοιών από την υδραυλική δικτύων υπό πίεση

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό

θέμα, βασικές έννοιες, ομοιόμορφη Δρ Μ. Σπηλιώτη Λέκτορα Κείμενα από Μπέλλος, 2008 και από τις σημειώσεις Χρυσάνθου, 2014

7 Διήθηση ( P) 7.1 Εισαγωγή

Εργαστηριακή άσκηση: Σωλήνας Venturi

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Άσκηση από διαγώνισμα

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΝΕΟΤΕΡΩΝ ΛΥΣΕΩΝ ΑΣΤΑΘΟΥΣ ΣΤΡΑΓΓΙΣΗΣ

Παρουσίαση δεδομένων πεδίου: Υφαλμύρινση παράκτιων υδροφορέων

Σχεδιασμός και ανάλυση δικτύων διανομής Υπολογισμός Παροχών Αγωγών

Η ύλη του επιλέχθηκε από τη διεθνή και την ελληνική βιβλιογραφία, η οποία χρησιμοποιήθηκε από το συγγραφέα κατά τη διδασκαλία

Κατακόρυφα Γεωσύνθετα Στραγγιστήρια. Πολιτικός Μηχ., Μ.Εng., ΓΕΩΣΥΜΒΟΥΛΟΙ Ε.Π.Ε.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ (Μονάδες 3, Διάρκεια 20')

Κατασκευές στην επιφάνεια του βράχου 25

800 m. 800 m. 800 m. Περιοχή A

Υπόγεια Υδραυλική και Υδρολογία

Παραδείγματα μεταφοράς για εφαρμογές αποκατάστασης & σχόλια. Άντληση και επεξεργασία, φυσική εξασθένηση, διάλυση κηλίδας NAPL, περατά διαφράγματα

ιόδευση των πληµµυρών

Υδρολογία - Υδρογραφία. Υδρολογικός Κύκλος. Κατείσδυση. Επιφανειακή Απορροή. Εξατµισιδιαπνοή. κύκλος. Κατανοµή του νερού του πλανήτη

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΟΡΕΙΝΩΝ ΛΕΚΑΝΩΝ

Περιορισμοί και Υδραυλική Επίλυση Αγωγών Λυμάτων Ι

Υπόγεια Υδραυλική και Υδρολογία

Εκμετάλλευση και Προστασία των Υπόγειων Υδατικών Πόρων

Υπόγεια ροή. Παρουσίαση 1 από 4: Κατεύθυνση κίνησης υπόγειου νερού. Περιεχόμενα

Υ ΡΑΥΛΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

Εκμετάλλευση και Προστασία των Υπόγειων Υδατικών Πόρων

ΑΣΚΗΣΗ ΠΡΑΞΗ Κεφάλαιο 3 ο

Πολιτικοί Μηχανικοί ΕΜΠ Τεχνική Γεωλογία Διαγώνισμα 10/ ΘΕΜΑ 1 ο (4 βαθμοί)

ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ

Υδραυλική των Υπόγειων Ροών

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Στραγγίσεις (Θεωρία) Ενότητα 5 : Κίνηση του νερού στο έδαφος Ι Δρ.

Transcript:

Υπόγεια Υδραυλική 1 η Εργαστηριακή Άσκηση Εφαρμογή Νόμου Darcy

Τα υπόγεια υδατικά συστήματα Τα υπόγεια υδατικά συστήματα είναι συγκεντρώσεις υπόγειου νερού, που εμφανίζουν τα χαρακτηριστικά της υπόγειας ροής και είναι συνδεδεμένα με τη στερεή φάση του περιβάλλοντος (εδάφη, πετρώματα), στην οποία περιέχονται. Το νερό εισέρχεται, διακινείται και εξέρχεται του υδροφορέα χρησιμοποιώντας τα κενά της στερεής φάσης, αποτέλεσμα των συνθηκών γένεσης του πετρώματος ή/και της μετέπειτα γεωλογικής, τεκτονικής και υδρογεωλογικής του ιστορίας, που είναι: Οι πόροι του πετρώματος (κενά μεταξύ των κόκκων), οι οποίοι συνιστούν το πρωτογενές ή πορώδες μέσο. Οι ασυνέχειες στη μάζα των βραχώδων σχηματισμών, οι οποίες αντιπροσωπεύουν το δευτερογενές πορώδες ή το μέσο ασυνεχειών.

Πορώδες μέσο Μέσο ασυνεχειών Στην Υπόγεια Υδραυλική, το μέσο ασυνεχειών αναφέρεται σε αντιδιαστολή με το πορώδες μέσο. «Πορώδες μέσο ή συνεχές θεωρείται εκείνο που, στη σύλληψή του ή στην επεξεργασία του, δεν εμφανίζει εκλεκτικές διαδρομές νερού μέσα στη μάζα του. Σε αντίθεση, το μέσο ασυνεχειών ή ασυνεχές μέσο είναι εκείνο που εμφανίζει διαδρομές κίνησης νερού εντελώς διακεκριμένες και συγκεκριμένες, τις ασυνέχειες κάθε μορφής και προελεύσεως.» Η διάκριση μεταξύ πορώδους μέσου και μέσου ασυνεχειών δεν είναι πάντα εύκολη ή προφανής και εξαρτάται άμεσα από την κλίμακα μελέτης.

Ροή του νερού στο πορώδες μέσο Οι μαθηματικές θεωρήσεις της κινήσεως του υπόγειου νερού προς το επίπεδο βάσης, προς τα υδροληπτικά έργα ή προς πηγαίες εκφορτίσεις, υποθέτουν ότι το πορώδες μέσο είναι ομογενές και ισότροπο. Στην πραγματικότητα, ένα φυσικό μέσο δεν είναι ποτέ ομογενές και ισότροπο, θεωρείται όμως τέτοιο, σε συνδυασμό με την κλίμακα θεωρήσεως. Σε πορώδη μέσα, ο νόμος του Darcy αποτελεί τη βασική σχέση κινήσεως του υπόγειου νερού.

Ο νόμος του Darcy Ο νόμος του Darcy, όπως είναι γνωστή η βασική σχέση κινήσεως του υπόγειου νερού σε πορώδες μέσο, διατυπώθηκε με βάση την ανάλογη πειραματική διάταξη.

Ο νόμος του Darcy Η παροχή Q που περνάει ανά μονάδα χρόνου μέσα από μια διατομή A, εξαρτάται από την υδραυλική κλίση i και από τον συντελεστή περατότητας k. Επομένως, η παροχή Q δίνεται από τον τύπο: Q = k i A Q = η ποσότητα νερού, η οποία διέρχεται δια μέσου μιας συγκεκριμένης διατομής. Α = το εμβαδόν μιας συγκεκριμένης διατομής k = ο συντελεστής περατότητας ή υδραυλικής αγωγιμότητας (σε μέσο ασυνεχειών) i = η υδραυλική κλίση (μεταβολή του υδραυλικού φορτίου ανά μονάδα μεταβολής του μήκους διαδρομής του νερού στο πορώδες μέσο)

Προϋποθέσεις ισχύος Νόμου Darcy Ροή γραμμική (ανυπαρξία ασυνεχειών της ταχύτητας) Μέσο ισότροπο (αφορά σημαντικές ιδιότητες του μέσου και μέσα στα πλαίσια της ισοτροπίας κάποια τέτοια ιδιότητα διατηρεί σταθερή τιμή προς όλες τις διευθύνσεις) Ομοιογενές μέσο (αφορά τη σταθερότητα της τιμής κάποιας ιδιότητάς του σε παράλληλες διευθύνσεις μέσα στη μάζα του)

Υδραυλικές Παράμετροι Συντελεστής περατότητας (k) Υδαταγωγιμότητα (Τ) Συντελεστής Εναποθήκευσης (S) Παράμετρος Διαστραγγίσεως Παράγοντας Διαστραγγίσεως Παράγοντας Διασταλάξεως

Συντελεστής Περατότητας (k) Συντελεστής Περατότητας k (Coefficient of Permeability) Κατά το νόμο του Darcy, ο συντελεστής περατότητας k, προσδιορίζεται ως ο όγκος του νερού που ρέει στη μονάδα του χρόνου, διασχίζοντας μοναδιαία επιφάνεια μιας διατομής του υπεδάφους, λόγω μοναδιαίας υδραυλικής κλίσης. Οι μονάδες μέτρησης είναι m/sec και μπορεί να μεταβάλλεται αναλόγως της θεωρούμενης διευθύνσεως ροής. Κάθε ρύπος εμφανίζει συγκεκριμένη ευκολία ή δυσκολία διελεύσεως από το μέσο, με βάση την περατότητα του μέσου ως προς το συγκεκριμένο ρύπο.

Συντελεστής Υδαταγωγιμότητας (Τ) Υδαταγωγιμότητα (Τ) Υδροαγωγιμότητα, Διαβιβαστικότητα, Μεταβιβαστικότητα (Transmissivity Transmissibility) Ορίζεται ως το γινόμενο της Περατότητας επί το κορεσμένο πάχος, πραγματικό (ελεύθεροι ορίζοντες) ή πιεζομετρικό (υπό πίεση ορίζοντες), και χαρακτηρίζει την επάρκεια του υδροφόρου ορίζοντα στη διαβίβαση του νερού. Επομένως, Υδαταγωγιμότητα είναι η ποσότητα ροής σε μοναδιαία υδραυλική κλίση, διαμέσου μοναδιαίας διατομής, ανηγμένης σε ολόκληρο το πάχος του υδροφορέα. Οι μονάδες μέτρησης είναι m 2 /sec. T = k b

Στοιχεία του προβλήματος Κατασκευάστηκε μια τάφρος μήκους 12 m προκειμένου να γίνουν δοκιμές κατείσδυσης. Μετά από σκάψιμο σε βάθος 6,10 m η τάφρος γέμισε με νερό μέχρι βάθος 2,00 m κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Κατά την εκσκαφή έγινε δυνατόν να μετρηθεί το πάχος του υδροφόρου. Ο υδροφόρος τροφοδοτείται από το ποτάμι, το οποίο απέχει 80 m από την τάφρο. Η τάφρος αντλήθηκε με παροχή 3 l/sec και η στάθμη έπεσε σ' αυτή κατά 0,70 m.

Ζητούμενα Ο συντελεστής υδαταγωγιμότητας του υδροφόρου. Αν η επιτρεπόμενη πτώση στάθμης είναι 1,6 m, να υπολογιστεί η πιθανή απόδοση της τάφρου ανά μέτρο μήκους της. Το ποτάμι στην περίπτωση αυτή εξασφαλίζει την τροφοδοσία της τάφρου με παροχή όση και η αντλούμενη.

Γεωμετρικά στοιχεία του προβλήματος

T = k b Q = k i A Υπολογισμός Συντελεστή Υδαταγωγιμότητας Πάχος υδροφόρου = 2,5 m +1,6 m = 4,1 m i= dh/dl = 0,7 m/80 m = 0,00875 Q= 3 lt/sec = 3 10-3 m 3 /sec A= 12 m 2 m = 24 m 2 Επίλυση συστήματος δύο εξισώσεων με έναν άγνωστο k = 1,428 10-2 m/sec

Υπολογισμός απόδοσης τάφρου ανά m Q = k i A μήκους της k = 1,428 10-2 m/sec i= dh/dl = 1,6 m/80 m = 0,02 A= 12 m 2 m = 24 m 2 Επίλυση ως προς Q Q = 6,85 lt/sec Απόδοση τάφρου ανά m μήκους α=q/12 m=0,57 lt/sec m