25.Напорные воды и их изображение на картах и разрезах.
НАПОРНЫЕ ВОДЫ (а. pressure water; н. Druckwasser; ф. eaux de charge; и. aguas bajo presion) — подземные воды, находящиеся под давлением, значительно превышающим атмосферное, и приуроченные к водоносным горизонтам, залегающим между водоупорными (слабопроницаемыми) пластами в пределах сравнительно крупных геологических структур (синеклиз, моноклиналей и др.). Пьезометрический уровень напорных вод при их вскрытии скважинами устанавливается выше контакта водоупорной кровли и водоносного горизонта. Величина напора определяется как разность отметок по вертикали пьезометрического уровня в данной точке и кровли залегания водоносного горизонта. При гидродинамических расчётах фильтрационных потоков величины напоров приводят к единому уровню, например уровню моря. По пьезометрической поверхности напорных вод определяют направление движения вод, уклон потока и другие параметры для решения задач гидродинамики. 26)Закон Дарси (Анри Дарси, 1856) — закон фильтрации жидкостей и газов в пористой среде. Получен экспериментально. Выражает зависимость скорости фильтрации флюида от градиента напора:
где: — скорость фильтрации, — коэффициент фильтрации, — градиент напора.
Скорость фильтрации:скорость движения жидкости в проницаемой для неё твёрдой среде
действительная скорость подземных вод:скорость движения подземных вод в порах или трещинах горной породы. Определяется при помощи индикаторов, вводимых в водоносный пласт, или делением расхода подземного потока на действительную площадь фильтрующего сечения (площадь пор и трещин).
Коэффициент фильтрации и методы его определения
Коэффициент фильтрации К представляет собой скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице. По закону Да реи
К = v/J = Q/(FJ)
при J = 1
К = v = Q/F
где v - скорость фильтрации (расход воды через единицу площади поперечного сечения грунта, включая площадь сечения порового пространства и скелета грунта); J - напорный градиент; Q - расход фильтрационного потока; F - площадь поперечного сечения потока.
Коэффициент фильтрации иначе может быть определен как фильтрационный расход, отнесенный к площади поперечного сечения потока при градиенте, равном единице. При гидрогеологических расчетах коэффициент фильтрации измеряют в метрах в сутки или в сантиметрах в секунду.
Методы в тетради
28)Приток воды к водозаборным сооружениям.
Вот тут я поплыл
29)Что такое подтопление?нные, подтопляемые и не подтопляемые территории. Причины подтопления и меры борьбы с ним.
Подтопле́ние — проникновение воды в подвалы через канализационную сеть, по разного рода канавам подъём общего уровня грунтовых вод. Возникает в результате повышения горизонтов воды в реках при возведении таких гидротехнических сооружений как водохранилище, русловые плотины, судоходные каналы, насыщенных ранее безводным грунтом при фильтрации воды через дно и берега каналов. Характеризуются потерями воды из водопроводной и канализационных сетей, заилением русел рек. Естественной причиной подтопления является подъём уровня воды в море.
При данном явлении наблюдается заболачивание почвы, а также снижение продуктивности лугов, полей и лесов. Ухудшается санитарная обстановка местности, происходит разрушения здания. К подтопленным относят территории, где уровень грунтовых вод поднялся на глубину, которая недопустима для её хозяйственного использования: для лугов на 0,6—0,9 м; пашни — 0,8—1,4 м; садов — 1,2—1,8 м; мелких населённых пунктов — 1,5—2 м; городов — 3—4 м.
30.Выветривание горных пород, его виды. Продукты выветривания. Элювий, вертикальная зональность.
Выветривание горных пород - Выветривание горных пород и минералов - это процесс разрушения и химического изменения горных пород под влиянием температуры, химического и механического воздействия на них атмосферы, воды и организмов. Физическое выветривание - это процесс механического раздробления горных пород без изменения химического состава образующих их минералов. Физическое выветривание активно протекает при больших колебаниях суточных и сезонных температур, например в жарких пустынях, где поверхность почвы иногда нагревается до 60 - 70°С, а ночью охлаждается почти до 0°С. Процесс разрушения усиливается при конденсации и замерзании воды в трещинах горных пород, поскольку, замерзая, вода расширяется на своего объема и с огромной силой давит на стенки. В сухом климате аналогичную роль играют соли, кристаллизующиеся в трещинах горных пород. Так, соль кальция CaSO4, превращаясь в гипс (CaSO4 - 2H2O), увеличивается в объеме на 33%. В результате от породы, разбитой сетью трещин, начинают отпадать отдельные обломки, и с течением времени ее поверхность может подвергнуться полному механическому разрушению, что благоприятствует химическому выветриванию. Химическое выветривание - это процесс химического изменения горных пород и минералов и образования новых, более простых соединений в результате реакций растворения, гидролиза, гидратации и окисления. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода выступает в роли активного растворителя горных пород и минералов, а растворенный в воде углекислый газ усиливает разрушающее действие воды. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород - гидролиз - приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссоциированных молекул воды. С деятельностью воды связана также гидратация - химический процесс присоединения воды к минералам. В результате реакции происходит разрушение поверхности минералов, что в свою очередь усиливает их взаимодействие с окружающим водным раствором, газами и другими факторами выветривания. Реакция присоединения кислорода и образования оксидов (кислотные, основные, амфотерные, солеобразующие) называется окислением. Окислительные процессы широко распространены при выветривании минералов, содержащих соли металлов, особенно железа. В результате химического выветривания изменяется физическое состояние минералов, разрушается их кристаллическая решетка. Порода обогащается новыми (вторичными) минералами и приобретает такие свойства, как связность, влагоемкость, способность к поглощению и др.
Продукты выветривания, которые переносятся водой, ветром, ледниками или перемещаются под действием силы тяжести, откладываются на новых местах, образуя перемещенные грунты. [1]
Продукты выветривания представляют собой ценные полезные ископаемые. В результате физического выветривания ( и переноса) возникают россыпные месторождения благородных металлов, драгоценных камней, редких и радиоактивных элементов. [2]
Продукты выветривания горных пород могут накапливаться на месте своего образования. Они формируют толщу элювиальных осадков на горизонтальных поверхностях или на склонах, где слабо протекает вынос материала.
Элювий — рыхлые геологические отложения и почвы, формируемые в результате выветривания поверхностныхгорных пород на месте первоначального залегания или в результате выветривания и последующей аккумуляции его продуктов под действием силы тяжести. Элювиальные отложения формируются на горизонтальных или слабонаклонных поверхностях.
Геологическая деятельность ветра. Эоловые отложения, их состав и форма.
Разрушительная деятельность ветра
Разрушительная деятельность ветра складывается из двух процессов - дефляции и корразии. Дефляция (от лат. «deflatio» - сдувание) - процесс выдувания и развевания ветром частиц рыхлых горных пород. Дефляции подвергаются мелкие частицы пелитовой, алевритовой и песчаной размерности. Различают площадную и локальную дефляцию. Площадная дефляция приводит к равномерному выдуванию рыхлых частиц с обширных площадей; понижение поверхности за счёт такой дефляции может достигать 3 см в год. Развитие локальной дефляции определяется особенностями движения воздушных потоков и характером рельефа. С действием восходящих вихревых потоков связано образование котловин выдувания. В качестве особого вида локальной дефляции выделяют бороздовую дефляцию. В трещинах, узких щелях или бороздах сила ветра больше, и рыхлый материал выдувается оттуда в первую очередь. В частности с этим видом дефляции связано углубление колеи дорог: в Китае, на сложенных лёссом территориях, на месте дорог образуются узкие каньоны глубиной в первые десятки метров.
Корразия (от лат. «corrado» — скоблю, соскребаю) – процесс механического истирания горных пород обломочным материалом, переносимым ветром. Заключается в обтачивании, шлифовании, и высверливании горных пород. Частицы, переносимые ветром, ударяясь о поверхность встречающихся на пути коренных горных пород, действуют в качестве природного «абразивного инструмента», вырабатывая на их поверхности штрихи, борозды, ниши и другие характерные формы. В процессе такого обтачивания происходит также образование нового обломочного материала, вовлекаемого в процесс дефляции (грубой аналогией подобного процесса может служить действие абразивного инструмента на предмет - в результате обработки предмет изменяет форму, а удаляемая часть превращается в стачиваемый мелкий материал). Таким образом, процессы корразии и дефляции взаимосвязаны и протекают одновременно.
Перенос материала ветром
Перенос материала ветром может осуществляться в следующих формах: перекатыванием, путем скачкообразных движений и во взвешенном состоянии.
Перекатыванием или скольжением перемещаются крупные зёрна песка и, при штормовых и ураганных ветрах, гальки и щебень. Путём скачкообразных движений (или сальтацией – от лат. «saltatio» - скачок). Таким образом перемещаются зёрна мелко- и среднезернистого песка (размером 0,1-0,5 мм). В процессе сальтации песчаное зерно при порыве ветра отрывается от поверхности (поднимаясь на высоту см - десятки см), описывает в воздухе параболическую кривую, затем, ударяясь о лежащие на поверхности зёрна, вовлекает в движение. Фактически движение ветра и переносимых им частиц представляет собой движение ветропесчаного потока. Насыщенность потока песком убывает по мере удаления от поверхности; на высоту более 1 м песчаные зёрна поднимаются только при очень сильных ветрах. Важнейшим параметром, определяющим характер ветропесчаного потока, является скорость ветров. Для приведения в движение мелкозернистого сухого песка (с размером частиц 0,1-0,25 мм) необходима скорость ветра около 4-5 м/сек, для крупнозернистых песков с диаметром частиц 0,5-1 мм - 10-11 м/сек. Как правило, песчаный материал переносится в пределах пустынь.
Перемещение во взвешенном состоянии характерно для пылеватых частиц. Частицы движутся в воздушном потоке (на высоте до 3-6 км) не опускаясь на поверхность до изменения условий (скорости ветра и пр.). Алевритовый и пелитовый материал при благоприятных условиях (сочетание сухого воздуха аридных областей и сильного ветра) может перемещаться на тысячи км. Особенно далеко может переноситься пыль, поднятая на большую высоту при извержениях вулканов. Так пепел вулкана Кракатау во время извержения 1883 года облетел земной шар и находился в воздухе около трёх лет, оседая в разных частях планеты (иногда в виде «кровавых дождей»). Часто перенос крупных частиц осуществляется ураганами и смерчами.