SPRAWOZDANIE Z BADAŃ LABORATORYJNYCH
Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Instytut Inżynierii Środowiska
Laboratorium
Hydrologia oraz nauki o Ziemi
Temat ćwiczenia:
Temat ćwiczenia:
Oznaczanie współczynnika filtracji przy
pomocy rurki Kamieńskiego
Imię i Nazwisko
Marta Wachowicz
Jacek Juszkiewicz
Grupa: I, III semestr studiów
niestacjonarnych, Inżynieria
Środowiska
Ocena
Data
1. Cel ćwiczenia
Określenie współczynnika filtracji (k) metodą rurki Kamieńskiego. Określenie
zdolności gruntu do przepuszczania wody przy istnieniu różnicy ciśnień.
Określenie zredukowany współczynnik filtracji w odniesieniu do temperatury
wody 10°C
Oznaczenie przewodności hydraulicznej dla warstwy wodonośnej.
Oznaczenie współczynnika odsączalności w oparciu o oznaczony współczynnik
filtracji.
Oznaczenie współczynnik przepuszczalności.
2. Stosowana metodyka
Badanie współczynnika filtracji dwóch różnych próbek po pięć powtórzeń w serii
z użyciem rurek Kamieńskiego.
3. Uzyskane wyniki
ó
[
]
[
]
[
]
[ ]
1 −
[
⁄ ]
ś
[
⁄ ]
ś
[ ⁄ ]
1.
10,00
13,00
5,00
11,30
-0,48551
0,429653
0,4226 0,0042260
10,00
13,00
5,00
11,00
0,441371
10,00
13,00
5,00
11,50
0,422181
10,00
13,00
5,00
11,60
0,418541
10,00
13,00
5,00
12,10
0,401246
2.
11,00
11,10
5,00
301,80
-0,59866
0,02182
0,0214 0,0002138
11,00
11,10
5,00
302,40
0,021777
11,00
11,10
5,00
307,80
0,021394
11,00
11,10
5,00
312,00
0,021106
11,00
11,10
5,00
316,80
0,020787
Temperatura wody dla próbki nr 1 – 20,00°C
Temperatura wody dla próbki nr 2 – 20,00°C
4. Analiza wyników
4.1. Współczynnik filtracji „k”
Wyliczono na podstawie wzoru
= ∙ −
1 −
, gdzie:
−
ół
[
⁄ ]
−
ść
ó
[
]
−
ł
[ ]
−
ł ść ó ą
ł
ł
[
]
ℎ −
ą
óż
ś
ń [
]
Dla próbki nr 1 o temp. 20,00°C k
20
= 0,004226 ⁄ = 4,226 ∙ 10
⁄
Dla próbki nr 2 o temp. 20,00°C k
20
= 0,000214 ⁄ = 2,138 ∙ 10
⁄
4.2. Zredukowany współczynnik filtracji w odniesieniu do temp. wody 10 °C
Odniesienie współczynnika „k” ustalonego dla wody o temperaturze 20,00 °C do
współczynnika „k” dla wody o temperaturze 10,00 °C („k
10
”).
Korzystając ze wzoru
=
,
,
∙
, gdzie:
−
.
. 10℃ [
]
⁄
−
ół
.
[ ⁄ ]
−
[℃]
Dla próbki nr 1:
=
4,226 ∙ 10
m s
⁄
0,7 + 0,03 ∙ 20,00°
= 3,251 ∙ 10
⁄
Dla próbki nr 2:
=
2,138 ∙ 10
m
s
⁄
0,7 + 0,03 ∙ 20,00°
= 1,645 ∙ 10
⁄
4.3. Przewodność hydrauliczna („T”) dla warstwy wodonośnej o miąższości „m”
złożonej z tego gruntu
Korzystając ze wzoru
=
∙
, gdzie:
−
ść ℎ
[
]
⁄
−
.
. 10℃
−
ąż
ść [ ]
Dla próbki nr 1:
= 3,251 ∙ 10
⁄ ∙ 0,130
= 4,226 ∙ 10
= 1,521
ℎ
Dla próbki nr 2:
= 1,645 ∙ 10
⁄ ∙ 0,111
= 1,826 ∙ 10
= 6,573 ∙ 10
ℎ
4.4. Współczynnik odsączalności („μ”) w oparciu o oznaczony współczynnik
filtracji („k”)
Korzystając ze wzoru Biecińskiego
= 0,117 ∙
, gdzie:
−
ół
ą
ś
−
.
. 10° [ ⁄ ]
Dla próbki nr 1:
= 0,117 ∙
3,251 ∙ 10
= 5,1613 ∙ 10
Dla próbki nr 2:
= 0,117 ∙
1,645 ∙ 10 = 3,3715 ∙ 10
4.5. Współczynnik przepuszczalności („K”)
Korzystając ze wzoru
=
∙
, gdzie:
−
ół
ś [
]
−
.
. 10° [ ⁄ ]
−
.
ś
. 10℃ [
∙
∙
]
− ęż
ł ś
. 10 ℃ [
]
⁄
gdzie:
= 999,7
∙ 9,80665
= 9803,71
∙
∙
=
,
ę
= 9803,71
= ,
∙
= 1,3077
∙ =
1,3077
1000
∙ = 0,0013077
∙
∙ =
∙
∙ =
∙
,
ę
= 0,0013077
∙
= ,
∙
∙
Dla próbki nr 1:
=
,
∙
⁄ ∙ ,
∙
∙
,
∙
= ,
∙
⎣
⎢
⎢
⎢
⎢
⎡
∙
kg
m ∙ s
N
m
=
m
s
∙
kg
m ∙ s
kg ∙ m
s
m
=
m
s
∙
kg
m ∙ s
∙
s
kg ∙ m
∙ m
= m
⎦
⎥
⎥
⎥
⎥
⎤
=
4,3364 ∙ 10
9,86923 ∙ 10
=
,
(
),
1 = 0,986923 ∙ 10
=
∙
=
Dla próbki nr 2:
=
,
∙
⁄ ∙ ,
∙
∙
,
∙
= ,
∙
Jednostka jak dla próbki nr 1
=
2,1942 ∙ 10
9,86923 ∙ 10
=
,
(
),
1
= 0,986923 ∙ 10
Jednostka jak dla próbki nr 1
5. Wnioski
Zestawienie wyników:
Nr prób.:
Właściw.:
2
[ ⁄ ]
4,226 ∙ 10
2,138 ∙ 10
[ ⁄ ]
3,251 ∙ 10
1,645 ∙ 10
[
]
4,226 ∙ 10
1,826 ∙ 10
5,1613 ∙ 10
3,3715 ∙ 10
[
]
4,3364 ∙ 10
2,1942 ∙ 10
[ ]
439,38
22,23
Charakter
przepuszczalności
Badzo dobra
Dobra
Podział skał wg własności filtracyjnych (za: Pazdro Z., Kozerski B., „Hydrogeologia ogólna”.
Charakter przepuszczalności
Współczynnik
filtracji
[m/s]
Współczynnik
przepuszczalności
[darcy]
Bardzo dobra:
- rumosze
- żwiry
- piaski gruboziarniste i równoziarniste
- skały masywne z bardzo gęstą siecią drobnych szczelin
> 10
-3
> 100
Dobra:
- piaski różnoziarniste, średnioziarniste
- kruche, słabo spojone gruboziarniste piaskowce
- skały masywne z gęstą siecią szczelin
10
-4
-10
-3
10-100
Średnia:
- piaski drobnoziarniste
- less
10
-5
-10
-4
1-10
Słaba:
- piaski pylaste, gliniaste mułki
- piaskowce
- skały masywne z rzadką siecią drobnych spękań
10
-6
-10
-5
0,1-1
Skały półprzepuszczalne:
-gliny
-namuły
-mułowce
-iły piaszczyste
10
-8
-10
-6
0,001-0,1
Skały nieprzepuszczalne:
- iły
- iłołupki (łupki ilaste)
- zwarte gliny ilaste
- margle ilaste
- skały masywne niespękane
<10
-8
<0,001
Próbka nr 1 charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami filtracyjnymi ponieważ
zgodnie z Pazdro i Kozerskim (powyższa tabela) współczynnik filtracji k>10
-3
m/s oraz
współczynnik przepuszczalności K>100 D.
Próbka nr 2 charakteryzuje się dobrymi właściwościami filtracyjnymi ponieważ współczynnik
filtracji k w granicach 10
-4
- 10
-3
m/s oraz współczynnik przepuszczalności K w granicach
10 -100 D.