Динамика подземных вод

Динамика подземных вод (ДПВ) - раздел гидрогеологии, посвя­щенный исследованию закономерностей и количественной оценки движения подземных вод под влиянием естественных и искусствен­ных факторов.

Фундаментальные основы теории фильтрации были заложены французскими учеными Анри Дарси и Жюлем Дюпюи.

Анри Дарси руководил работами по созданию первой в Европе системы городских очистных сооружений с различными фильтраци­онными засыпками (г. Дижон). В 1848 г. А. Дарси был призван в Па­риж на должность главного инженера гидравлических и мостовых ра­бот. Здесь он предался начатому им еще в Дижоне изучению законов движения воды в водопроводных трубах и для этого произвел много­численные опыты. Результаты его трудов имели большое влияние на усовершенствование науки о движении воды. А. Дарси эмпирически обосновал основной закон фильтрации в пористой среде.

Жюль Дюпюи - французский инженер-строитель, контролировал строительство Парижской канализационной системы. Дюпюи впер­вые применил закон Дарси к изучению движения воды в песчаных коллекторах и к скважинам. Рассмотрел уравнение потока грунтовых вод и предположил, что уравнение может быть упрощено для анали­тических решений, представив, что грунтовая вода под действием гидростатического давления течет горизонтально. Это предположе­ние используется сегодня как предпосылка Дюпюи. Занимался также подземной гидродинамикой, где исследовал дифференциальное урав­нение, описывающее движение грунтовых вод к скважинам.

Как самостоятельный раздел гидрогеологии ДПВ была выделена в 1933 г. Г.Н. Каменским - профессором Московского геологоразве­дочного института. Он сформулировал основные задачи динамики подземных вод, методы их решения, дал определение науки, издал учебник в 1935 г., который носит название «Основы динамики под­земных вод». В его работе изложены основные законы подземных вод, много внимания уделяется движению подземных вод в неодно­родных пластах, что отвечает обычно существующим гидрогеологи­ческим условиям. Эта книга резко отличается от существовавшей до этого времени литературы по динамике подземных вод, исходящей из искусственного представления об однородном строении водоносных пород. В 1953 г. Г.Н. Каменским предложено решение дифференци­ального уравнения неустановившейся фильтрации грунтовых вод - метод конечных разностей, в котором бесконечно малые величины заменяются малыми, но конечными величинами. Этот метод является основой для численного решения разнообразных задач фильтрации с помощью моделирования. Метод конечных разностей предложен Г.Н. Каменским для грунтовых вод, но с таким же успехом используется и для напорных.

Теория ДПВ развивалась в работах И.В. Гармонова, А.В. Лебедева, А.В. Силина-Бекчурина, Ф.М. Бочевера, Н.Н. Биндемана, Л.C. Язвина, Б.В. Боревского, В.М. Шестакова, И.К. Гавич, В.А. Мироненко и др.