Специальное хранилище

В области гидрогеология свойства хранилища - это физические свойства, характеризующие емкость водоносного горизонта для выпуска подземных вод. Этими свойствами являются способность к хранению (S), конкретная память (S s) и удельная производительность (S y).

). Они часто определяются с использованием некоторой комбинации полевых испытаний (например, испытания водоносного горизонта ) и лабораторные испытания образцов материала водоносного горизонта. Недавно эти свойства были также определены с использованием данных дистанционного зондирования, полученных с интерферометрического радара с синтезированной апертурой.

• 1 Хранение
  • 1.1 Ограниченный
  • 1.2 Неограниченный
• 2 Удельный выход
• 3 См. Также
• 4 Ссылки

Хранение или коэффициент хранения - это объем сброса воды из хранилища на единицу снижения гидравлического напора в водоносном горизонте на единицу площади водоносного горизонта. Хранение - это безразмерная величина, которая всегда больше 0.

$S\; =\; d\; V\; wdh\; 1\; A\; =\; S\; sb\; +\; S\; y\; \{\backslash \; displaystyle\; S\; =\; \{\backslash \; frac\; \{dV\_\; \{w\}\}\; \{dh\}\}\; \{\backslash \; frac\; \{1\}\; \{A\}\}\; =\; S\_\; \{s\}\; b\; +\; S\_\; \{y\}\; \backslash ,\}$

• $V\; w\; \{\backslash \; displaystyle\; V\_\; \{w\}\}$- объем воды, выпущенной из хранилища ([л]) ;
• $h\; \{\backslash \; displaystyle\; h\}$- гидравлический напор ([L])
• $S\; s\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{s\}\}$- конкретное хранилище
• $S\; y\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{y\}\}$- конкретный доход
• $b\; \{\backslash \; displaystyle\; b\}$- это толщина водоносного горизонта
• $A\; \{\backslash \; displaystyle\; A\}$- площадь ([L])

замкнутый

Для замкнутого водоносного горизонта или водоносного горизонта накопительная способность - это вертикально интегрированное конкретное хранилище значение. Удельный запас - это объем воды, высвобождаемой из одной единицы объема водоносного горизонта при падении напора на одну единицу. Это связано как со сжимаемостью водоносного горизонта, так и со сжимаемостью самой воды. Предполагая, что водоносный горизонт или водоносный горизонт однородный :

$S\; =\; S\; sb\; \{\backslash \; displaystyle\; S\; =\; S\_\; \{s\}\; b\; \backslash ,\}$

Неограниченный

Для неограниченного водоносного горизонта способность к хранению приблизительно равна удельный доход ($S\; y\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{y\}\}$) с момента освобождения из определенного хранилища ($S\; s\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{s\}\}$) обычно на несколько порядков меньше ($S\; sb\; \ll \; S\; y\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{s\}\; b\; \backslash \; ll\; \backslash !\; \backslash \; S\_\; \{y\}\}$).

$S\; =\; S\; y\; \{\backslash \; displaystyle\; S\; =\; S\_\; \{y\}\; \backslash ,\}$

Конкретное хранилище - это количество воды, из которого выделяется часть водоносного горизонта накопление на единицу массы или объема водоносного горизонта на единицу изменения гидравлического напора, оставаясь при этом полностью насыщенным.

Удельная масса воды - это масса воды, которую водоносный горизонт выделяет из запасов, на массу водоносного горизонта, на единицу снижения гидравлического напора:

$(S\; s)\; m\; =\; 1\; madmwdh\; \{\backslash \; displaystyle\; (S\_\; \{s\})\; \_\; \{m\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{1\}\; \{m\_\; \{a\}\}\}\; \{\backslash \; frac\; \{dm\_\; \{w\}\}\; \{dh\}\}\}$

где

$(S\; s)\; m\; \{\backslash \; displaystyle\; (S\_\; \{s\})\; \_\; \{m\}\}$- массовая память ([L]);

$ma\; \{\backslash \; displaystyle\; m\_\; \{a\}\}$- масса той части водоносного горизонта, из которой сбрасывается вода ([M]);

$dmw\; \{\backslash \; displaystyle\; dm\_\; \{w\}\}$- масса воды, выпущенной из хранилища ( [M]); и

$dh\; \{\backslash \; displaystyle\; dh\}$- это уменьшение гидравлического напора ([L]).

Объемное хранилище (или объемное хранилище ) - объем воды, который водоносный горизонт выделяет из хранилища, на объем водоносного горизонта, на единицу снижения гидравлического напора (Freeze and Cherry, 1979):

$S\; s\; =\; 1\; V\; ad\; V\; wdh\; =\; 1\; V\; ad\; V\; wdpdpdh\; =\; 1\; V\; ad\; V\; wdp\; \gamma \; w\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{s\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{1\}\; \{V\_\; \{a\}\}\}\; \{\backslash \; frac\; \{dV\_\; \{w\}\}\; \{dh\}\; \}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{1\}\; \{V\_\; \{a\}\}\}\; \{\backslash \; frac\; \{dV\_\; \{w\}\}\; \{dp\}\}\; \{\backslash \; frac\; \{dp\}\; \{dh\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{1\}\; \{V\_\; \{a\}\; \}\}\; \{\backslash \; frac\; \{dV\_\; \{w\}\}\; \{dp\}\}\; \backslash \; gamma\; \_\; \{w\}\}$

где

$S\; s\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{s\}\}$- объемное хранилище ([L]);

$V\; a\; \{\backslash \; displaystyle\; V\_\; \{a\}\}$- общий объем той части водоносного горизонта, из которой сбрасывается вода ([L]);

$d\; V\; w\; \{\backslash \; displaystyle\; dV\_\; \{w\}\}$- объем воды, высвобожденной из хранилища ([л]);

$dp\; \{\backslash \; displaystyle\; dp\}$- уменьшение давление (N • м или [MLT]);

$dh\; \{\backslash \; displaystyle\; dh\}$равно уменьшение гидравлического напора ([L]) и

$\gamma \; w\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; gamma\; \_\; \{w\}\}$- удельный вес воды (N • м или [MLT]).

В гидрогеологии, объемное удельное хранение встречается гораздо чаще, чем удельное массовое хранение . Следовательно, термин конкретное хранилище обычно относится к объемному конкретному хранилищу .

В терминах измеряемых физических свойств конкретное хранилище может быть выражено как

$S\; s\; =\; \gamma \; w\; (\beta \; p\; +\; n\; \cdot \; \beta \; вес)\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{s\}\; =\; \backslash \; gamma\; \_\; \{w\}\; (\backslash \; beta\; \_\; \{p\}\; +\; n\; \backslash \; cdot\; \backslash \; beta\; \_\; \{w\})\}$

где

$\gamma \; w\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; гамма\; \_\; \{w\}\}$- удельный вес воды (N • м или [MLT])

$n\; \{\backslash \; displaystyle\; n\}$- пористость материала (безразмерное соотношение между 0 и 1)

$\beta \; p\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; beta\; \_\; \{p\}\}$- сжимаемость объемного материала водоносного горизонта (мН или [LMT]), а

$\beta \; w\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; beta\; \_\; \{w\}\}$- сжимаемость воды (мН или [LMT])

Термины сжимаемости связывают данное изменение напряжения с изменением объема (деформацией). Эти два термина можно определить как:

$\beta \; p\; =\; -\; d\; V\; td\; \sigma \; e\; 1\; V\; t\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; beta\; \_\; \{p\}\; =\; -\; \{\backslash \; frac\; \{dV\_\; \{t\}\}\; \{d\; \backslash \; sigma\; \_\; \{e\; \}\}\}\; \{\backslash \; frac\; \{1\}\; \{V\_\; \{t\}\}\}\}$

$\beta \; w\; =\; -\; d\; V\; wdp\; 1\; V\; w\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; beta\; \_\; \{w\}\; =\; -\; \{\backslash \; frac\; \{dV\_\; \{w\}\}\; \{dp\}\}\; \{\backslash \; frac\; \{1\}\; \{V\_\; \{w\}\}\}\}$

где

$\sigma \; e\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; sigma\; \_\; \{e\}\}$- эффективное напряжение (Н / м или [MLT / L])

Эти уравнения относятся к изменению общего объема или объема воды ($V\; t\; \{\backslash \; displaystyle\; V\_\; \{t\}\}$or $V\; w\; \{\backslash \; displaystyle\; V\_\; \{w\}\}$) за изменение приложенного напряжения (эффективное напряжение - $\sigma \; e\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; sigma\; \_\; \{e\}\}$или поры давление - $p\; \{\backslash \; displaystyle\; p\}$) на единицу объема. Сжимаемость (и, следовательно, S s) можно оценить с помощью лабораторных испытаний на уплотнение (в аппарате, называемом консолидометром), используя теорию уплотнения механики грунта (разработанную Карл Терзаги ).

Удельный выход, также известный как дренируемая пористость, представляет собой отношение, меньшее или равное эффективной пористость, указывающая объемную долю основного объема водоносного горизонта, которую даст данный водоносный горизонт, когда вся вода будет стекать из него под действием сил тяжести:

$S\; y\; =\; V\; wd\; VT\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{y\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{V\_\; \{wd\}\}\; \{V\_\; \{T\}\}\}\}$

где

$V\; wd\; \{\backslash \; displaystyle\; V\_\; \{wd\}\}$- это объем дренированной воды, а

$VT\; \{\backslash \; displaystyle\; V\_\; \{T\}\}$- это общий объем породы или материала.

Он в основном используется для неограниченных водоносных горизонтов, поскольку компонент упругого накопления, $S\; s\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{s\}\}$, относительно невелик и обычно имеет незначительный вклад. Удельный выход может быть близок к эффективной пористости, но есть несколько тонких моментов, которые делают это значение более сложным, чем кажется. Некоторое количество воды всегда остается в пласте даже после дренажа; он цепляется за песчинки и глину в пласте. Кроме того, значение удельного выхода может не полностью осознаваться в течение очень долгого времени из-за осложнений, вызванных ненасыщенным потоком. Проблемы, связанные с ненасыщенным потоком, моделируются с использованием численного решения уравнения Ричардса, которое требует оценки удельного урожая, или численного решения уравнения скорости влажности почвы, которое не требует оценка удельной доходности.

• Тест водоносного горизонта
• Механика грунта
• Уравнение потока грунтовых вод описывает, как эти термины используются в контексте решения проблем потока грунтовых вод

• Freeze, R.A. и Дж. Вишня. 1979. Подземные воды. Прентис-Холл, Инк. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси. 604 с.
• Джонсон А.И. 1967. Удельный урожай - сборник конкретных показателей урожайности для различных материалов. Документ Геологической службы США по водоснабжению 1662-D. 74 с.
• Моррис, Д.А. и А. Джонсон. 1967. Резюме гидрологических и физических свойств горных пород и материалов почвы, проанализированных Гидрологической лабораторией Геологической службы США 1948-1960 гг. Документ Геологической службы США по водоснабжению 1839-D. 42 стр.
• Де Вист, Р. Дж. (1966). О коэффициенте накопления и уравнениях стока подземных вод. Journal of Geophysical Research, 71 (4), 1117-1122.

Конкретный

1. ^Бехар-Писарро, Марта; Эскерро, Пабло; Эррера, Херардо; Томас, Роберто; Гвардиола-Альберт, Каролина; Руис Эрнандес, Хосе М.; Фернандес Меродо, Хосе А.; Марчамало, Мигель; Мартинес, Рубен (01.04.2017). «Картирование вариаций уровня подземных вод и запасов водоносного горизонта на основе измерений InSAR в водоносном горизонте Мадрида, Центральная Испания». Журнал гидрологии. 547 (Приложение C): 678–689. Bibcode : 2017JHyd..547..678B. doi : 10.1016 / j.jhydrol.2017.02.011. hdl : 10045/63773.
2. ^Tomás, R.; Herrera, G.; Delgado, J.; Lopez-Sanchez, J.M.; Mallorquí, J. J.; Мулас, Дж. (26 февраля 2010 г.). «Исследование проседания грунта на основе данных DInSAR: калибровка параметров грунта и прогноз проседания в городе Мерсия (Испания)». Инженерная геология. 111 (1): 19–30. doi :10.1016/j.enggeo.2009.11.004.