Последовательность построения карты
Практическая работа № 3
Тема: Построение карты гидроизогипс по данным геологоразведки.
Цель: обучение студентов построению карты гидроизогипс, оценке гидрогеологических характеристик по карте и оценке расхода подземных вод в дрены.
Задачи:
Обучить студентов:
1) умению построить карту гидроизогипс;
2) рассчитать уклон грунтового потока и определить скорости подземных вод по карте гидроизогипс;
3) рассчитать расход притока подземных вод в скважины, котлован, канавы; − знать формулы для расчета гидрогеологических характеристик.
В методических указаниях приводятся методичка построения карты гидроизогипс, методика расчета уклона грунтового потока, скорости подземных вод и притока подземных вод в дрены.
Ход работы
1. Записать цель работы.
2. Внимательно прочитать методические указания по выполнению практической работы.
3. Выполнить упражнение «Составление карты гидроизогипс».
4. Ответить на контрольные вопросы письменно.
Методика построения карт гидроизогипс
Гидроизогипсами называют линии, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными или относительными отметками уровней грунтовых вод. Эти линии аналогичны горизонталям рельефа местности и подобно им отражают рельеф зеркала вод.
Для построения карты гидроизогипс замеряют уровни грунтовых вод в скважинах, расположенных обычно по сетке. Абсолютные отметки уровня подземных вод (hB) в скважинах определяют по формуле 2.1:
|
|
|
hB = hп.з. – h, (2.1)
где hп.з. – абсолютная отметка поверхности земли; h – глубина залегания подемных вод от поверхности земли, м.
Полученные абсолютные отметки надписывают над каждой скважиной и затем методом интерполяции строят гидроизогипсы. Чтобы провести гидроизогипсы между двумя скважинами, надо знать абсолютные отметки глубины залегания установившегося уровня подземных вод в каждой скважине и расстояние между ними. Разность абсолютных отметок надо разделить на расстояние между скважинами (в метрах) и полученные значения откладывать на карте, чтобы получить местонахождение гидроизогипсы.
Например, скважина №1 имеет абсолютную отметку устья скважины 295 м (находится на 295-ой изолинии рельефа). Глубина залегания установившегося уровня воды в этой скважине составляет 11 м, значит, абсолютная отметка глубины залегания подземных вод в этой скважине составляет 295-11=284 м. Скважина №2 имеет абсолютную отметку устья 312 м. Глубина залегания установившегося уровня воды в этой скважине составляет 31 м, значит, абсолютная отметка глубины залегания подземных вод в этой скважине составляет 312-31=281 м. Расстояние между этими скважинами, измеренное по карте, составляет 2,1 см. Считаем, какое расстояние нам надо отложить от скважины №2, чтобы найти нужную нам гидроизогипсу. Находим разность отметок 284-281=3. Делим расстояние между скважинами на разность отметок 2,1/3=0,7 см. Откладываем единичный отрезок, равный 0,7 см и получаем нужную изолинию.
|
|
|
Для чего нужны карты гидроизоипс? С помощью карты гидроизогипс можно определить направление и скорость движения грунтового потока в любой точке. Для определения направления проводят перпендикуляр к гидроизогипсе в данной точке. Грунтовый поток движется по нормали в сторону меньших отметок. Для определения уклона потока грунтовых вод разность отметок двух смежных гидроизогипс делят на расстояние между ними (по нормали) в соответствии с масштабом карты. Чем выше степень сгущения гидроизогипс, тем при прочих равных условиях, больше уклон поверхности потока подземных вод, а, следовательно, выше и скорость движения. Используя положение гидроизогипс, в любой точке карты можно определить глубину залегания грунтовых вод (по разности отметок горизонталей и гидроизогипс).
Анализ карт гидроизогипс ведется в следующей последовательности:
|
|
|
1) кратко описывают геоморфологические особенности, условия залегания, литологический состав и мощность водосодержащих пород, положение и характер залегания водоупора;
2) характеризуют мощность и строение зоны аэрации с указанием участков наиболее благоприятных для инфильтрации и испарения;
3) определяют относительное изменение фильтрационных свойств водосодержащих пород, их возможное изменение по площади на основе анализа изменения градиента потока;
4) анализируют глубины залегания грунтовых вод и их изменение по площади;
5) указывают главные направления движения грунтовых вод и возможные формы связи поверхностных и подземных вод;
6) описывают форму зеркала грунтовых вод, изменение градиента потока;
7) выделяют области местного напора, участки межпластовых безнапорных вод;
8) описывают возможные условия и виды питания грунтовых вод, выделяют зоны питания;
9) описывают виды и характер дренирования грунтовых вод, выделяют область разгрузки;
10) оценивают естественные ресурсы потока, модуль подземного стока;
11) указывают факторы, защищающие грунтовые воды от загрязнения.
Например, водоносный горизонт сложен разнозернистыми песками и супесями. Водоупором являются плотные глины, залегающие горизонтально на отметке 115 м. Мощность водоносного горизонта изменяется от 4,9 до 14,8 м.
|
|
|
Зона аэрации сложена песками, супесями и суглинками мощность, от 0 до 6,5 м. Наиболее благоприятная область для инфильтрации атмосферных осадков на водоразделах, где зона аэрации сложена песками, хотя питание идет по всей площади распространения грунтовых вод.
Поверхность грунтовых вод сложная, слабо повторяет рельеф поверхности земли. Подземный поток направлен к реке и болоту. Уклон потока изменяется значительно на правобережье. Резко возрастает в районе скважины 9 до 0,018 в связи с изменением литологического состава водоносных пород от песков до суглинков и супесей и уменьшением мощности горизонта. Река и болото – области стока. Они дренируют грунтовые воды. На участках близ реки и болота, где глубина залегания грунтовых вод менее 2 м, возможно испарение с их поверхности. В оврагах, где грунтовые воды вскрыты поверхностью земли, выходят источники эрозионного типа.
Загрязнение грунтовых вод в первую очередь может происходить там, где зона аэрации сложена песками и имеет небольшую мощность. Если воды реки загрязнены, то в паводок эти загрязненные воды могут попадать в грунтовые воды.
Гидростатический напор (пьезометрический уровень) – это основная сила в зоне полного насыщения. Действие этой силы оценивается градиентом напора I, который создается разностью напоров ΔH, действующих на принятой длине участка фильтрации L.
I = (H2 – H1)/ L= DH/L
Карты гидроизогипс характеризуют форму поверхности грунтовых вод в виде системы изолиний. Гидроизогипсы выполняют ту же роль по отношению к поверхности грунтовых вод , что и изолинии ( горизонтали).Поверхность грунтовых вод и ее уровень формируются под влиянием гидролого-климатических метеорологических, гидрогеологических, тектонических и геологогеоморфологических факторов.
Последовательность построения карты
1. Составляется топографическая основа по данному варианту на которую наносят все данные по уровню подземных вод или берется отдельный лист бумаги с одинаковым расстоянием между скважинами: над каждой скважиной указывают ее номер в числителе, в знаменателе – абсолютную отметку уровня грунтовых вод (УГВ).
2. Выбирается сечение (частота заложения гидроизогипс) равное 1 метру.
3. Производится интерполяция по всем направлениям изменения уровня. Интерполяция заключается в разбивке промежутков между скважинами на равные отрезки в соответствии с выбранным сечением гидроизогипс.
4. При помощи сетки вспомогательных точек, полученных при интерполяции, строят окончательную карту гидроизогипс, соединяя плавными линиями точки с одинаковыми абсолютными отметками УГВ. Гидроизогипсы должны иметь целые значения и не пересекаться на карте.
5. Построение карты глубин залегания грунтовых вод можно выполнить после построения карты гидроизогипс. При этом используются глубины залегания грунтовых вод по тем же скважинам.
Карта гидроизогипс характеризует поверхность грунтовых вод и дает возможность решить ряд практических задач:
1. Определить направление движения грунтового потока - линии токов воды перпендикулярны гидроизогипсам (рис.1). Движение воды происходит от больших значений абсолютных отметок гидроизогипс к меньшим.
2. Определить уклон грунтового потока (напорный градиент), для чего разность в отметках гидроизогипс выбранных двух точек делится на расстояние между этими точками. Берется минимум 3 гидроизогипсы для определения уклона. Уклон грунтового потока определяется где гидроизогипсы максимально сгущены и максимально разрежены.
l-длина пути фильтрации в метрах; 
-разница абсолютных отметок между гидроизогипсами.
3. Определить скорость движения подземных вод на любом участке потока, зная напорный градиент на данном участке и коэффициент фильтрации грунтов (k)
Коэффициент фильтрации – это скорость движения подземных вод, при уклоне равном 1.
4. При наличии на карте горизонталей поверхности земли можно определить глубины залегания грунтовых вод путем вычитания отметок уровня грунтовых вод (гидроизогипс) из отметок поверхности земли в тех же точках.
5. При наличии на карте горизонталей поверхности водоупора можно определить мощность водоносного слоя, что достигается вычитанием отметки поверхности водоупора из отметки уровня грунтовых вод в той же точке.
6. Естественный расход потока (естественные ресурсы):
k - коэффициент фильтрации водосодержащей толщи;
- средняя мощность грунтового потока на выбранном участке
b – ширина потока в плане.
Рис. 1а. План расположения скважин с абсолютными отметками уровня воды.
Рис. 1б. Направления движения воды.
Рис. 1в. Пример построения карты гидроизогипс.
Упражнение «Составление карты гидроизогипс».
Задание:
1.На строительной площадке размером 400х400 м пробурено 25 скважин (5 рядов по 5 скважин). По уровням воды в скважинах (таблица №1, Приложение) построить карту гидроизогипс с сечением гидроизогипс через 1 м.
2.Произвести микрогидрогеологическое районирование строительной площадки: оконтурить и раскрасить разными цветами участки, в пределах которых грунтовые воды залегают на глубинах менее 2 м, от 2 до 4 м и более 4м.
3.Определить максимальные и минимальные уклоны грунтового потока, направления движения подземных вод, а также минимальное и максимальное значения скоростей движения (коэффициент фильтрации 5 м/сутки).
Контрольные вопросы:
1. Что такое гидроизогипсы?
2. Как определить уклон грунтового потока по карте гидроизогипс?
3. Как определить скорость движения и направление движения подземных вод по карте гидроизогипс?
4. Как определить естественный расход потока?
5. Какие еще задачи решаются по карте гидроизогипс?
6. Как определить абсолютную отметку глубины залегания подземных вод в скважине?
Приложение
Таблица 1 ДАННЫЕ РАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН
| № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. Земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м | № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. Земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м | № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. Земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Вариант 1 | Вариант 2 | Вариант 3 | ||||||
| 1 | 431,0 | 11,3 | 1 | 312,0 | 0,0 | 1 | 524,7 | 8,7 |
| 2 | 429,0 | 8,9 | 2 | 320,0 | 5,0 | 2 | 523,7 | 8,7 |
| 3 | 421,0 | 430,0 | 3 | 323,0 | 7,0 | 3 | 523,6 | 11,6 |
| 4 | 430,0 | 6,9 | 4 | 326,0 | 9,0 | 4 | 523,5 | 13,0 |
| 5 | 431,6 | 7,6 | 5 | 327,0 | 1,0 | 5 | 520,9 | 11,3 |
| 6 | 433,6 | 13,0 | 6 | 319,0 | 4,0 | 6 | 522,9 | 3,4 |
| 7 | 431,5 | 9,2 | 7 | 315,0 | 0,0 | 7 | 520,4 | 3,4 |
| 8 | 429,0 | 4,9 | 8 | 320,0 | 3,0 | 8 | 520,4 | 6,4 |
| 9 | 425,0 | 0,0 | 9 | 323,0 | 5,0 | 9 | 521,4 | 6,4 |
| 10 | 429,0 | 1,7 | 10 | 326,0 | 7,0 | 10 | 518,9 | 8,9 |
| 11 | 433,7 | 1,7 | 11 | 324,0 | 7,0 | 11 | 523,1 | 0,9 |
| 12 | 430,5 | 6,5 | 12 | 318,0 | 1,0 | 12 | 519,7 | 0,1 |
| 13 | 427,0 | 0,0 | 13 | 319,0 | 0,0 | 13 | 517,0 | 0,1 |
| 14 | 429,6 | 0,4 | 14 | 323,0 | 1,0 | 14 | 519,0 | 4,8 |
| 15 | 428,2 | 0,0 | 15 | 326,0 | 4,0 | 15 | 510,9 | 0,0 |
| 16 | 433,8 | 9,8 | 16 | 325,0 | 6,0 | 16 | 524,0 | 0,7 |
| 17 | 430,5 | 4,5 | 17 | 322,0 | 2,0 | 17 | 521,7 | 0,4 |
| 18 | 429,8 | 0,2 | 18 | 324,0 | 3,0 | 18 | 518,9 | 0,4 |
| 19 | 431,8 | 0,5 | 19 | 324,0 | 0,0 | 19 | 515,0 | 0,0 |
| 20 | 433,0 | 1,4 | 20 | 325,0 | 1,0 | 20 | 520,0 | 6,8 |
| 21 | 434,4 | 8,9 | 21 | 327,0 | 6,0 | 21 | 525,0 | 1,2 |
| 22 | 433,1 | 3,4 | 22 | 326,0 | 5,0 | 22 | 522,9 | 0,9 |
| 23 | 433,2 | 1,0 | 23 | 327,0 | 4,0 | 23 | 518,1 | 0,0 |
| 24 | 433,9 | 0,8 | 24 | 326,0 | 2,0 | 24 | 519,1 | 1,6 |
| 25 | 435,0 | 1,1 | 25 | 325,0 | 0,0 | 25 | 521,5 | 7,5 |
| № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. Земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м | № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. Земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м | № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. Земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Вариант 4 | Вариант 5 | Вариант 6 | ||||||
| 1 | 635,0 | 0,0 | 1 | 236,4 | 5,5 | 1 | 335,0 | 1,0 |
| 2 | 636,0 | 2,0 | 2 | 235,0 | 6,1 | 2 | 334,0 | 1,0 |
| 3 | 636,5 | 4,0 | 3 | 234,2 | 7,1 | 3 | 331,0 | 1,0 |
| 4 | 636,0 | 5,0 | 4 | 229,0 | 3,8 | 4 | 333,0 | 3,0 |
| 5 | 636,0 | 6,0 | 5 | 222,5 | 0,0 | 5 | 335,0 | 9,0 |
| 6 | 635,0 | 1,0 | 6 | 236,2 | 5,2 | 6 | 333,0 | 2,0 |
| 7 | 634,0 | 0,0 | 7 | 232,5 | 1,9 | 7 | 332,0 | 1,0 |
| 8 | 633,0 | 2,0 | 8 | 228,8 | 0,8 | 8 | 340,0 | 1,0 |
| 9 | 632,0 | 1,0 | 9 | 224,9 | 0,0 | 9 | 331,0 | 4,0 |
| 10 | 635,0 | 6,0 | 10 | 230,0 | 4,9 | 10 | 334,0 | 10,0 |
| 11 | 636,0 | 4,0 | 11 | 236,4 | 4,4 | 11 | 328,0 | 0,0 |
| 12 | 633,0 | 1,0 | 12 | 234,2 | 2,5 | 12 | 329,0 | 1,0 |
| 13 | 629,0 | 0,0 | 13 | 228,9 | 0,0 | 13 | 328,0 | 1,0 |
| 14 | 628,0 | 1,0 | 14 | 230,2 | 3,2 | 14 | 331,0 | 7,0 |
| 15 | 634,0 | 7,0 | 15 | 233,0 | 7,0 | 15 | 334,0 | 12,0 |
| 16 | 637,0 | 8,0 | 16 | 236,0 | 2,0 | 16 | 329,0 | 2,0 |
| 17 | 633,0 | 4,0 | 17 | 234,0 | 0,0 | 17 | 325,0 | 0,0 |
| 18 | 630,0 | 3,0 | 18 | 232,8 | 0,4 | 18 | 329,0 | 5,0 |
| 19 | 625,0 | 0,0 | 19 | 233,0 | 4,6 | 19 | 331,0 | 9,0 |
| 20 | 629,0 | 4,0 | 20 | 236,0 | 9,2 | 20 | 333,0 | 13,0 |
| 21 | 637,0 | 9,0 | 21 | 235,8 | 0,0 | 21 | 330,0 | 5,0 |
| 22 | 636,0 | 10,0 | 22 | 235,1 | 0,6 | 22 | 326,0 | 4,0 |
| 23 | 633,0 | 7,0 | 23 | 235,8 | 3,9 | 23 | 322,0 | 0,0 |
| 24 | 630,0 | 5,0 | 24 | 236,4 | 7,3 | 24 | 329,0 | 9,0 |
| 25 | 624,0 | 0,0 | 25 | 237,0 | 9,0 | 25 | 333,0 | 13,0 |
| № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м | № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. Земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м | № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Вариант 7 | Вариант 8 | Вариант 9 | ||||||
| 1 | 227,0 | 9,1 | 1 | 463,0 | 9,0 | 1 | 136,8 | 7,6 |
| 2 | 226,1 | 7,3 | 2 | 462,0 | 7,0 | 2 | 135,0 | 4,2 |
| 3 | 225,8 | 3,7 | 3 | 461,0 | 4,0 | 3 | 134,4 | 2,4 |
| 4 | 225,1 | 0,7 | 4 | 460,0 | 0,0 | 4 | 134,5 | 1,1 |
| 5 | 226,5 | 0,0 | 5 | 462,0 | 1,0 | 5 | 135,0 | 0,0 |
| 6 | 226,0 | 9,3 | 6 | 461,0 | 7,0 | 6 | 135,8 | 6,8 |
| 7 | 223,1 | 4,7 | 7 | 460,0 | 3,0 | 7 | 134,5 | 4,2 |
| 8 | 222,7 | 0,3 | 8 | 458,0 | 0,0 | 8 | 132,8 | 1,0 |
| 9 | 224,0 | 0,0 | 9 | 460,0 | 1,0 | 9 | 132,5 | 0,0 |
| 10 | 226,0 | 1,9 | 10 | 461,0 | 2,0 | 10 | 134,6 | 1,6 |
| 11 | 223,2 | 7,5 | 11 | 457,0 | 3,0 | 11 | 135,4 | 6,9 |
| 12 | 220,3 | 3,0 | 12 | 456,0 | 0,0 | 12 | 134,0 | 4,0 |
| 13 | 218,8 | 0,0 | 13 | 458,0 | 1,0 | 13 | 131,0 | 0,0 |
| 14 | 224,3 | 2,7 | 14 | 460,0 | 2,0 | 14 | 133,0 | 1,5 |
| 15 | 226,4 | 4,5 | 15 | 461,0 | 3,0 | 15 | 134,5 | 4,5 |
| 16 | 220,0 | 0,0 | 16 | 454,0 | 4,9 | 16 | 134,0 | 5,7 |
| 17 | 215,0 | 1,0 | 17 | 456,0 | 0,0 | 17 | 129,3 | 0,0 |
| 18 | 218,9 | 2,0 | 18 | 458,0 | 0,8 | 18 | 134,0 | 4,0 |
| 19 | 222,6 | 3,0 | 19 | 459,0 | 2,0 | 19 | 135,0 | 5,5 |
| 20 | 226,2 | 4,0 | 20 | 460,0 | 5,3 | 20 | 136,3 | 7,3 |
| 21 | 212,6 | 2,0 | 21 | 454,0 | 0,0 | 21 | 128,0 | 0,0 |
| 22 | 219,0 | 3,0 | 22 | 456,0 | 3,9 | 22 | 134,3 | 6,0 |
| 23 | 224,3 | 3,0 | 23 | 457,0 | 7,3 | 23 | 135,4 | 7,4 |
| 24 | 225,2 | 4,0 | 24 | 459,0 | 6,1 | 24 | 136,8 | 8,3 |
| 25 | 226,6 | 5,0 | 25 | 460,0 | 5,7 | 25 | 138,6 | 10,8 |
| № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. Земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м | № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. Земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м | № Скважин | Абсолютная отметка поверхнос. Земли,м | Глубина залегания вод от повехност и земли, м |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Вариант 10 | Вариант 11 | Вариант 12 | ||||||
| 1 | 317,0 | 1,0 | 1 | 121,5 | 7,5 | 1 | 403,0 | 0,0 |
| 2 | 316,0 | 7,0 | 2 | 119,2 | 1,6 | 2 | 410,0 | 5,0 |
| 3 | 316,0 | 4,0 | 3 | 118,1 | 0,0 | 3 | 413,0 | 7,0 |
| 4 | 315,0 | 1,0 | 4 | 123,1 | 1,6 | 4 | 416,0 | 9,0 |
| 5 | 315,0 | 0,0 | 5 | 125,2 | 1,2 | 5 | 417,0 | 1,0 |
| 6 | 316,0 | 9,0 | 6 | 120,0 | 6,9 | 6 | 409,0 | 4,0 |
| 7 | 313,0 | 5,0 | 7 | 115,1 | 0,0 | 7 | 405,0 | 0,0 |
| 8 | 312,0 | 1,0 | 8 | 119,2 | 0,6 | 8 | 410,0 | 3,0 |
| 9 | 314,0 | 0,0 | 9 | 121,7 | 0,5 | 9 | 413,0 | 5,0 |
| 10 | 316,0 | 2,0 | 10 | 124,0 | 0,7 | 10 | 416,0 | 8,0 |
| 11 | 313,0 | 7,0 | 11 | 111,0 | 0,0 | 11 | 414,0 | 7,0 |
| 12 | 310,0 | 3,0 | 12 | 117,1 | 4,9 | 12 | 408,0 | 1,0 |
| 13 | 309,0 | 0,0 | 13 | 118,2 | 0,0 | 13 | 409,0 | 0,0 |
| 14 | 314,0 | 3,0 | 14 | 119,8 | 0,3 | 14 | 413,0 | 1,0 |
| 15 | 316,0 | 4,0 | 15 | 123,2 | 1,0 | 15 | 416,0 | 4,0 |
| 16 | 310,0 | 5,0 | 16 | 119,0 | 8,9 | 16 | 415,0 | 6,0 |
| 17 | 305,0 | 0,0 | 17 | 123,1 | 9,1 | 17 | 413,0 | 2,0 |
| 18 | 309,0 | 1,0 | 18 | 120,4 | 6,4 | 18 | 414,0 | 3,0 |
| 19 | 313,0 | 2,0 | 19 | 120,5 | 3,6 | 19 | 414,0 | 0,0 |
| 20 | 316,0 | 5,0 | 20 | 123,1 | 3,4 | 20 | 415,0 | 1,0 |
| 21 | 303,0 | 0,0 | 21 | 121,0 | 11,3 | 21 | 417,0 | 6,0 |
| 22 | 309,0 | 4,0 | 22 | 123,5 | 13,0 | 22 | 416,0 | 5,0 |
| 23 | 314,0 | 7,0 | 23 | 123,8 | 11,6 | 23 | 417,0 | 5,0 |
| 24 | 315,0 | 6,0 | 24 | 123,6 | 9,7 | 24 | 416,0 | 2,0 |
| 25 | 316,0 | 5,0 | 25 | 124,7 | 8,6 | 25 | 415,0 | 0,0 |
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 1293; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!