curs10 hidrogeologie aplicata mim
TRANSCRIPT
Curs de hidrogeologie Conf. dr. ing. Omer Ichinur
Curs X
Drenuri lungi
Drenurile sunt construcţii îngropate, cu lungime relativ mare şi cu secţiune
transversală relativ mică, liberă (tuburi cu găuri din ceramică, beton, azbociment, materiale
plastice) sau umplutură cu material filtrant (piatră spartă, prăjini de lemn etc) destinate să
colecteze apa subterană fie în scopul folosirii ei (drenuri de captare), fie în scopul coborârii
nivelului apelor subterane (în zonele cu exces de umiditate).
În agricultură existenţa unui nivel al apei prea aproape de suprafaţa terenului
produce o reducere importantă a producţiei agricole deoarece pe de o parte plantele nu se
dezvoltă normal într-un teren cu porii saturaţi de apă şi pe de altă parte, prin capilaritate
sunt aduse săruri în exces la suprafaţa terenului (fenomenul de sărăturare).
În drenurile realizate din tuburi (cele mai răspândite), pentru ca apa care pătrunde în
dren să nu antreneze şi fracţiuni de tern – ceea ce ar putea produce colmatarea drenului şi
scoaterea lui din funcţiune – tuburile de drenaj se înconjoară cu un filtru.
Schiţa uni dren perfect într-un strat acvifer cu nivel liber
1
Curs de hidrogeologie Conf. dr. ing. Omer Ichinur
Datorită lungimii mari a drenului (de ordinul zecilor sau chiar sutelor de metri) se
poate considera că mişcarea apei subterane înspre dren se face identic în plane
perpendiculare pe axa drenului, adică avem de-a face cu o problemă plan verticală.
Excepţie face doar o mică zonă de la extremitatea drenului, zonă în care mişcarea capătă
un caracter radial.
În cazul unor probleme plane calculul se face de regulă pe unitatea de lungime a
drenului, folosind noţiunea de debit specific (pe unitatea de lungime) .
Considerând că debitul care vine din dreapta drenului este egal cu debitul ce vine din
stânga acestuia rezultă:
Constanta de integrare se determină folosind condiţia de margine
Relaţia Dupuit serveşte la rezolvarea următoarelor trei probleme:
- problema 1 – trasarea graficului curbei de depresie, care se rezolvă dând diverse valori lui
şi determinând valorile corespunzătoare . Cu alte cuvinte se determină un număr de
puncte aparţinând curbei de depresie, puncte determinate prin coordonatele lor.
- problema 2 – determinarea coeficientului de filtraţie K, dacă se cunosc coordonatele încă
unui punct P aparţinând curbei de depresie
- problema 3 – determinarea debitului q, problemă care apare în general în faza de
proiectare şi care necesită de asemenea cunoşterea coordonatelor unui punct aparţinând
curbei de depresie. În acest scop se introduce noţiunea de lungime de alimentare sau
lungime de influenţă a drenului, ca acea distanţă de dren la care distanţa de la curba de
depresie la nivelul hidrostatic este foarte mică şi în consecinţă poate fi aproximată cu zero
. În acest fel formula de calcul a debitului specific este:
2
Curs de hidrogeologie Conf. dr. ing. Omer Ichinur
Debitul aferent lungimii l a drenului este Q=ql.
Pentru a evalua lungimea de influenţă (L) se folosesc unele rezultate obţinute în
exploatarea unor drenuri existente. Se observă că panta piezometrică medie este dată de
relaţia:
Natura terenului Panta medie
- roci foarte permeabile (pietrişuri) 0,003...0,006
- nisipuri grăunţoase până la fine 0,006...0,020
- nisipuri fine până la nisipuri argiloase 0,020...0,050
- roci argiloase 0,100...0,150
- argile grase.... 0,150...0,200
După S.A.Kolin, citat de [4] există următoarea corelaţie între lungimea de influenţă şi
debitul specific q.
q (l/sm) L(m)
> 2,02,0...1,01,0...0,50,5...0,30,3...0,2<0,2
300...500100...30050...10025...5010...25<10
Există şi drenuri imperfecte, pentru care nu se mai pot obţine formule pe o cale atât
de simplă. După Numeror, citat de [14] se consideră trei zone în interiorul terenului, ca în
schiţă.
În zonele 1 şi 2 mişcarea se face ca la un dren perfect cu nivel liber, iar în zona 3 ca
la un dren perfect în strat acvifer sub presiune, de grosime T.
3
Curs de hidrogeologie Conf. dr. ing. Omer Ichinur
Evident debitele se adună:
În straturile acvifere sub presiune există de asemenea posibilitatea amplasarii unor
drenuri perfecte sau imperfecte.
Notând cu T grosimea stratului permeabil pentru un dren perfect
Separând variabil ele şi integrând nedefinit:
Constanta de integrare se determină din condiţia de margine:
Pentru ca formula să permită determinarea debitului trebuie folosită şi cealaltă
condiţie de margine: . Rezultă:
Dacă drenul are lungimea l, debitul corespunzător este .
În cazul unui dren imperferct într-un strat acvifer sub presiune se poate folosi formula:
4
Curs de hidrogeologie Conf. dr. ing. Omer Ichinur
5