Các yếu tố thủy động lực của dòng thấm: Hiện tượng thấm của nước dưới đất

Nước dưới đất chỉ vận động theo các lỗ hổng và khe nứt của đất đá. Tuy nhiên về hình dáng và kích thước của các khe hở rất đa dạng, nên thực tế không có khả năng giải chính xác các bài toán vận động của chất lỏng trong môi trường khe hở; vì vậy khi nghiên cứu thấm chúng ta không chú ý đến đặc điểm vận động trong các lỗ hổng và khe nứt riêng biệt mà chỉ xác định các trị số trung bình đặc trưng cho vận động, khi đó người ta giả thiết rằng dòng nước dưới đất chiếm toàn bộ tầng chứa nước, bao gồm tất cả khe hổng và phần cứng (cốt) của môi trường. Như vậy, dòng vận động thực tế của nước dưới đất chỉ theo các khe hổng được thay bằng dòng giả định, chiếm tất cả tầng chứa nước. Dòng giả định như thế gọi là dòng thấm. Áp lực, gradiên áp lực, lưu lượng...là các yếu tố động lực chủ yếu của dòng thấm.

Áp Lực:

Theo định nghĩa của Becnuli, trị số áp lực được biểu thị bằng biểu thức:P : Áp lực thuỷ tĩnh ở các điểm nghiên cứu trong dòng chảy. : Tỉ trọng của nước. Z : Chiều cao của điểm nghiên cứu tính từ mặt chuẩn.v2/2g: Áp lực thuỷ động (cột nước tốc độ).Trị số v2/2g của dòng nước dưới đất rất nhỏ, nên người ta thường bỏ qua và áp lực nước dưới đất được xác định theo công thức:Trị số P/ = hn gọi là chiều cao đo áp.Chiều cao đo áp là chiều cao cột nước phải dâng lên trong lỗ khoan ở một điểm nào đó do tác dụng của áp lực thuỷ tĩnh.- Nếu dòng thấm là dòng ngầm, chiều cao đo áp bằng độ sâu của điểm nghiên cứu tính từ mặt nước ngầm.- Nếu dòng thấm là dòng áp lực, chiều cao đo áp bằng độ sâu của điểm nghiên cứu tính từ mặt áp lực.Vậy: H = hn + Z (1.9) - Đối với dòng ngầm có đáy cách nước nằm ngang thì người ta chọn đáy cách nước làm mặt chuẩn 0-0, khi đó áp lực điểm nghiên cứu sẽ bằng chiều dày tầng chứa nước tại điểm đó khi z = 0 ( H = h ). - Còn trong dòng ngầm có đáy cách nước nằm nghiêng, người ta lấy mặt nằm ngang bất kỳ làm chuẩn 0-0, khi đó H  h.

Gradien áp lực:

Khi chất lỏng vận động qua các lỗ hổng của đất đá, một phần áp lực bị tổn thất do ma sát, kết quả tạo nên độ dốc bề mặt nước dưới đất theo phương vận động.

Nếu lập một mặt cắt thẳng đứng theo phương vận động của nước dưới đất, sẽ nhận được một đường cong giảm áp lực (đối với nước ngầm gọi là đường cong hạ thấp, còn đối với nước áp lực gọi là đường cong áp lực).

Độ dốc trung bình của đường cong hạ thấp (hoặc đường cong áp lực) của nước dưới đất bằng; H1, H2 : áp lực tại mặt cắt 1 và 2. x: Khoảng cách giữa 2 mặt cắt 1 và 2.Giá trị thực tế của độ dốc ở một điểm bất kỳ của đường cong hạ thấp bằng giới hạn của Itb, đó chính là gradien áp lực I ở điểm đó:Dấu trừ chứng tỏ theo chiều vận động giá trị của H giảm, còn giá trị của x tăng.Nếu đáy cách nước của tầng chứa nước nằm ngang ta lấy nó làm mặt chuẩn 0 - 0 thì H1 = h1 và H2 = h2.

Lưu lượng:

Lưu lượng Q của dòng chảy là lượng chất lỏng chảy qua tiết diện ướt của dòng chảy trong một đơn vị thời gian. Q = F.v (1.12) F: Tiết diện ướt của dòng chảy (m2). v: Tốc độ vận động của chất lỏng (m/ng.). Q; Lưu lượng của dòng chảy (m3/ng.).