Thủy lực 2 ( Nxb Nông nghiệp ) - Chương 18

Lý thuyết cơ bản về thấm A - Khái luận Đ18-1. Những khái niệm cơ bản 1. Tầm quan trọng của lý thuyết n-ớc thấm Chuyển động của nước trong môi trường có lỗ hổng dưới đất gọi là chuyển động của nước thấm. Nghiên cứu chuyển động của nước thấm có một ý nghĩa quan trọng trong thực tế sản xuất. Trong thủy nông cải tạo đất, ta cần xác định tổn thất của nước do thấm ở kênh, vị trí mực nước ngầm lúc có các kênh tiêu nước; ảnh hưởng của mực nước ngầm đối với việc tưới nước,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thủy lực 2 ( Nxb Nông nghiệp ) - Chương 18 Ch­¬ng XVIII Lý thuyÕt c¬ b¶n vÒ thÊm A - Kh¸i luËn §18-1. Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n 1. TÇm quan träng cña lý thuyÕt n-íc thÊm ChuyÓn ®éng cña n­íc trong m«i tr­êng cã lç hæng d­íi ®Êt gäi lµ chuyÓn ®éng cña n­íc thÊm. Nghiªn cøu chuyÓn ®éng cña n­íc thÊm cã mét ý nghÜa quan träng trong thùc tÕ s¶n xuÊt. Trong thñy n«ng c¶i t¹o ®Êt, ta cÇn x¸c ®Þnh tæn thÊt cña n­íc do thÊm ë kªnh, vÞ trÝ mùc n­íc ngÇm lóc cã c¸c kªnh tiªu n­íc; ¶nh h­ëng cña mùc n­íc ngÇm ®èi víi viÖc t­íi n­íc, thÊm ®èi víi vÊn ®Ò röa mÆn, v.v... Trong x©y dùng c¸c c«ng tr×nh thñy lîi, tÝnh to¸n vÒ thÊm cã mét t¸c dông quan träng trong viÖc tÝnh æn ®Þnh cña ®Ëp ®Êt, cña ®Ëp träng lùc vµ c¸c c«ng tr×nh kh¸c. Ta còng th­êng gÆp ph¶i nh÷ng vÊn ®Ò cã liªn quan ®Õn n­íc thÊm nh­ viÖc hót n­íc ra khái hè mãng, thÊm qua ®ª quai lóc thi c«ng. Trong viÖc cung cÊp n­íc cho thµnh phè, cho c«ng nghiÖp, ta còng th­êng gÆp hµng lo¹t c¸c vÊn ®Ò cã liªn quan ®Õn vÊn ®Ò chuyÓn ®éng cña n­íc thÊm nh­ viÖc x¸c ®Þnh l­îng n­íc ch¶y ®Õn c¸c giÕng hay c¸c ®­êng hÇm tËp trung n­íc; viÖc x¸c ®Þnh sè l­îng vµ kÝch th­íc cña c¸c giÕng vµ ®­êng hÇm v.v... Ngoµi ra lý luËn vÒ sù chuyÓn ®éng cña n­íc thÊm cã liªn quan ®Õn c«ng nghiÖp khai th¸c dÇu háa. 2. C¸c tr¹ng th¸i n-íc ë d-íi ®Êt N­íc trong c¸c m«i tr­êng cã lç hæng (®Êt vµ c¸c nham th¹ch cã lç hæng) cã thÓ ë d­íi nhiÒu tr¹ng th¸i kh¸c nhau: a) N-íc ë thÓ khÝ Cïng víi kh«ng khÝ ë trong c¸c lç hæng b) N-íc ë thÓ b¸m chÆt Bao quang h¹t ®Êt b»ng mét líp rÊt máng g¾n chÆt víi ®Êt b»ng c¸c lùc dÝnh. N­íc ë thÓ b¸m chÆt chØ cã thÓ t¸ch ra khái h¹t ®Êt khi nung nãng ®Õn 1000C vµ chØ cã thÓ di chuyÓn trong ®Êt khi ®∙ chuyÓn qua tr¹ng th¸i h¬i. 274 http://www.ebook.edu.vn c) N-íc ë thÓ mµng máng Bao quanh c¸c h¹t ®Êt nhê lùc ph©n tö vµ cã thÓ di chuyÓn trong ®Êt d­íi ¶nh h­ëng cña lùc ph©n tö nh­ng kh«ng thÓ truyÒn ¸p suÊt. d) N-íc mao dÉn Chøa ®Çy ë c¸c lç hæng rÊt nhá cña ®Êt. Nã chÞu t¸c dông cña søc c¨ng mÆt ngoµi vµ träng lùc. N­íc mao dÉn cã thÓ di chuyÓn trong ®Êt vµ cã thÓ truyÒn ¸p suÊt; vïng n­íc mao dÉn n»m trªn mùc n­íc träng lùc. ChiÒu cao d©ng lªn cña n­íc mao dÉn phô thuéc vµo ®é lín cña c¸c h¹t ®Êt. VÝ dô: víi lo¹i ®Êt c¸t cã ®­êng kÝnh lµ 0,6 mm, chiÒu cao d©ng lªn kho¶ng 0,4m; ®èi víi sái cã ®­êng kÝnh lín h¬n 2,5 mm th× chiÒu cao ®ã b»ng kh«ng. e) N-íc träng lùc hay n-íc thÊm §ã lµ n­íc tù do chøa ®Çy trong c¸c lç hæng cña ®Êt (trõ nh÷ng thÓ tÝch nhá chøa ®Çy kh«ng khÝ). N­íc thÊm chuyÓn ®éng d­íi t¸c dông cña träng lùc vµ cã thÓ truyÒn ®­îc ¸p suÊt. Còng nh­ chuyÓn ®éng cña n­íc trªn mÆt ®Êt, chuyÓn ®éng cña n­íc thÊm cã thÓ lµ æn ®Þnh hay kh«ng æn ®Þnh, cã ¸p hay kh«ng cã ¸p. Trong chuyÓn ®éng kh«ng cã ¸p, dßng thÊm ë phÝa trªn ®­îc giíi h¹n bëi mÆt tù do gäi lµ mÆt b∙o hßa, ¸p suÊt ë mäi ®iÓm trªn mÆt ®ã ®Òu kh«ng ®æi (th­êng b»ng ¸p suÊt kh«ng khÝ). VÝ dô: chuyÓn ®éng cña n­íc thÊm d­íi ®Ëp bªt«ng lµ chuyÓn ®éng cã ¸p, chuyÓn ®éng cña n­íc thÊm qua ®Ëp ®Êt lµ chuyÓn ®éng kh«ng ¸p. Th­êng trong nh÷ng ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng kh«ng ¸p, n­íc mao dÉn cã ¶nh h­ëng ®Õn ®Æc tÝnh cña dßng thÊm nh­ng ®èi víi vÊn ®Ò nµy ®Õn nay ng­êi ta vÉn ch­a nghiªn cøu ®Çy ®ñ vµ buéc ta kh«ng xÐt ®Õn. 3. §Æc tÝnh cña ®Êt thÊm n-íc Lóc xÐt ®Õn vÊn ®Ò thÊm trong ®Êt thiªn nhiªn ta cÇn chó ý vµi ®Æc tÝnh cña ®Êt cã liªn quan ®Õn vÊn ®Ò thÊm. D­íi t¸c dông cña n­íc, b¨ng, giã, vµ nhiÖt ®é, nham th¹ch bÞ phong hãa thµnh c¸c lo¹i ®Êt thiªn nhiªn. Do t¸c dông kh¸c nhau cña c¸c yÕu tè trªn, nªn thµnh phÇn kho¸ng chÊt cña c¸c líp ®Êt kh¸c nhau vµ cã nh÷ng tÝnh chÊt thÊm kh¸c nhau. Ta cã thÓ chia ®Êt ra lµm hai lo¹i: ®Êt ®ång chÊt vµ ®Êt kh«ng ®ång chÊt. Trong ®Êt ®ång chÊt, tÝnh chÊt thÊm ®èi víi mäi ®iÓm nh­ nhau. Trong ®Êt kh«ng ®ång chÊt, tÝnh chÊt thÊm phô thuéc vµo vÞ trÝ cña tõng ®iÓm. §Êt ®ång chÊt thiªn nhiªn l¹i chia ra ®Êt ®¼ng h­íng vµ ®Êt kh«ng ®¼ng h­íng. Trong ®Êt ®¼ng h­íng, tÝnh chÊt thÊm kh«ng phô thuéc vµo ph­¬ng chuyÓn ®éng cña dßng thÊm. Ng­îc l¹i trong ®Êt kh«ng ®¼ng h­íng tÝnh chÊt thÊm l¹i phô thuéc vµo ph­¬ng chuyÓn ®éng cña dßng thÊm. Trong thiªn nhiªn, ta th­êng gÆp c¸c lo¹i ®Êt n»m thµnh líp, ë mçi líp, c¸c tÝnh chÊt thÊm cã thÓ kh¸c nhau. C¸c lo¹i ®¸ gèc th­êng kh«ng thÊm n­íc nh­ng lóc bÞ ph¸ ho¹i th× ®¸ trë thµnh thÊm n­íc vµ n­íc s Ï chuyÓn ®éng däc c¸c khe nøt nÎ theo nh÷ng quy luËt ®Æc biÖt. Sau ®©y ta chØ nghiªn cøu tr­êng hîp thÊm ®¬n gi¶n nhÊt trong c¸c lo¹i ®Êt ®ång chÊt, ®¼ng h­íng trªn c¸c tÇng ®Êt ph¼ng kh«ng thÊm n­íc. 275 http://www.ebook.edu.vn §18-2. §Þnh luËt §¸cxi vÒ thÊm 1. M« h×nh thÊm Tr­íc lóc ®i s©u vµo nghiªn cøu c¸c vÊn ®Ò chuyÓn ®éng cña dßng thÊm, ta ...