9.5. Фільтраційні властивості порід і рух підземних вод

Дуже важливою характеристикою порід є їх водопроникність. Водопроникністюґрунтів називають їх здатність пропускати через себе воду під дією сили ваги або градієнтів гідростатичного тиску. Водопроникність залежить від розміру і форми частинок ґрунту, від розміру і кількості пор і тріщин у ґрунті, його гранулометричного складу. Кількісно водопроникність визначається величиноюкоефіцієнта фільтрації, який відображає швидкість фільтрації води при напірному градієнті, що дорівнює одиниці і виражається в м/добу, см/с, м/с (табл. 9.2).

За фільтраційними властивостями всі гірські породи поділяють на три групи: водопроникні(галька, гравій, добре відсортований чистий пісок, закарстовані та тріщинні породи);напівпроникні (глинисті піски, торф, скельні, напівскельні та закарстовані породи, пустоти і тріщини яких заповнені дрібнозернистими і глинистими відкладами);водонепроникні, або водотривкі (глини та масивно-кристалічні породи).

Таблиця 9.2

Величини коефіцієнта фільтрації різних порід (за В .О. Приклонським)

Відповідно до характеру пористості порід у природі існує два види руху гравітаційних підземних вод – ламінарний та турбулентний.

Ламінарний рух– окремі струмені води переміщуються паралельно, із незначними швидкостями, утворюючи суцільний потік, і спостерігаються в породах із малими порами (тріщинами). Ламінарний рух підлягаєзакону Дарсі, згідно з яким швидкість фільтрації води прямо пропорційна коефіцієнту фільтрації (К) і напірному градієнту (і):

V = Кі.

Турбулентний рух– характеризується великими швидкостями, завихреннями, порушеннями суцільного потоку і спостерігається в тріщинуватих породах із широкими тріщинами. Підлягає він закону Дарсі в природі, а узгоджується з закономірністюШезі–Краснопольського, за якою залежність між швидкістю і напірним градієнтом слід виражати формулою:

V = С Rі,

де V – швидкість руху підземних вод, м/добу; С – емпіричний коефіцієнт; R – гідравлічний радіус, м; і – напірний градієнт.

Турбулентний рух у природі спостерігається дуже рідко – лише у великих тріщинах, при потраплянні води до гірничих виробок чи водозабірних споруд.