Oznaczanie współczynnika filtracji ośrodków anizotropowych o strukturze warstwowej

W artykule przedstawiono formułę wyrażającą wartość zastępczego współczynnika filtracji dla dowolnego kierunku przepływu w ośrodku o strukturze warstwowej. Przedstawiono również wyrażenie na obliczanie kąta między kierunkiem gradientu hydraulicznego (gradH) a kierunkiem prędkości filtracji v. Ta różnica kierunków powinna być uwzględniana przy badaniu współczynnika filtracji w permeametrach. Jest to jednak praktycznie niemożliwe do spełnienia. W permeametrach kierunek gradH jest zwykle zbliżony do kierunku prędkości filtracji v. W przypadku przepływu w kierunku ukośnym do ułożenia warstw (innym niż kierunki główne tensora wodoprzepuszczalności) powoduje to powstanie błędów w oznaczaniu zastępczego współczynnika filtracji. W artykule oszacowano wielkość tych błędów. W tym celu porównano obliczenia teoretyczne, uwzględniające zróżnicowanie kierunków gradH i v, z numerycznymi obliczeniami przepływu odpowiadającymi warunkom wykonywania badania w permeametrze. Wynikają stąd praktyczne wnioski związane z oznaczaniem elipsy współczynnika filtracji ośrodków anizotropowych.

The article presents a formula expressing the value of equivalent hydraulic conductivity for any possible flow direction in a layered medium. It also presents an expression for calculating the angle between the direction of hydraulic gradient (gradH) and the direction of filtration velocity v. This difference in directions should be also taken into account when investigating hydraulic conductivity in permeameters. However, it is often practically impossible as the gradHdirection in permeameters is usually close to the direction of filtration velocity v. When the flow direction is oblique to layering (it is different from the main directions of permeability tensor), it causes errors in determining equivalent hydraulic conductivity. The article estimates the size of these errors. With this aim, theoretical calculations, allowing for the difference in gradH and v directions, were compared with numerical flow calculations appropriate for permeameter test conditions. They lead to practical conclusions concerning the determination of the hydraulic conductivity ellipse for anisotropic media.